北横通道大直径盾构隧道小净距下穿虹口港桥安全性分析及施工控制措施（论文）.pdf

2023·9·Building Construction 1848 北横通道大直径盾构隧道小净距下穿虹口港桥 安全性分析及施工控制措施 施柳盛 上海建工集团股份有限公司 上海 200080 摘要： 为保证上海北横通道项目大直径盾构隧道下穿新建虹口港桥的安全施工，采用三维数值建模分析了不同注浆参 数及开挖速度下的桩身变形和沉降。基于有限元模型对隧道下穿新建虹口港桥进行了全过程先验模拟，通过下穿过程 分析及参数分析表明，桩基底部沉降在10 mm以内，能够满足盾构穿越要求；同时，基于现场盾构推进过程中桥台、 地表、管线及桥台监测数据，给出相应的施工控制措施。总结的经验可供今后类似工程借鉴。 关键词： 盾构隧道；下穿；桩身位移；注浆压力；施工控制 中图分类号： U445.4 3 文献标志码： A 文章编号： 1004 -1001(2023)09 -1 848-0 3 DOI： 1 0.1 4144/j. c nki. jz sg .2 023.0 9.0 33 Safety Analysis and Construction Control Measures for Shanghai North Transverse Passage Large Diameter Shield Tunnel with Small Clear Distance Undercrossing Hongkou Port Bridge SHI Liusheng Shanghai Construction Group Co., Ltd., Shanghai 200080, China Abstract: In order to ensure the safe construction of the large -diameter shield tunnel of Shanghai north transverse passage project undercrossing the new Hongkou Port Bridge, 3 -D numerical modeling is used to analyze the deformation and settlement of the pile body under different grouting parameters and excavation speeds. Based on the finite element model, the whole process of tunnel undercrossing the new Hongkou Port Bridge is simulated in advance, and the analysis of undercrossing process and parameters shows that the settlement of pile bottom is less than 10 mm, which can meet the requirements of shield crossing; at the same time, based on the monitoring data of abutment, ground surface, pipeline and abutment in the process of shield tunneling, the corresponding construction control measures are given. The experience summarized can be used for reference for similar projects in the future. Keywords: sh ie ld tu nnel; u nd erc ro ssin g ; p ile d is p la cem ent; g ro utin g p re ssu re ; c onstr u ctio n c ontr o l 1 工程背景 1.1 工程概况 北横通道新建工程项目隧道线路位于海宁路—周家嘴 路 主干道下方，隧道选址周围建（构）筑物及地下管线复 杂，施工难度较大。其中，在海宁路虹口港处需下穿虹口 港桥，虹口港桥为单跨22 m 预 应加混凝土筒支空心板桥， 下部结构为直壁式桥台，基础为450 m m× 450 m m预 制打入 方 桩。改建桥将既有桥中间两幅25 m 宽 度及其两侧各1 m ， 对 上部结构范围进行改造，桥梁总长22 m 不 变，采用与桥 台固结形式的钢板梁结构。 新 建虹口港桥桥台采用钢管桩作为基础，中幅桥 台为预制空心箱型桥台，盾构隧道管片外径15 m ， 内径 13.7 m ， 厚650 m m， 环宽2 m ， 管片混凝土强度等级为 C60。 需要注意的是，盾构穿越过程中会对新建虹口港桥 造成一定影响，二者的相对位置关系如图1所 示，因此，需 要 对隧道下穿虹口港桥进行先验性安全性评估，并结合实 际施工给出下穿虹口港桥的相应控制措施。 随 着盾构施工工艺及掘进设备的进步，多工况耦合， 如 大直径、复杂地质条件、下穿既有结构的设计方案也逐 渐 出现并广泛应用于实际工程 [1 ]。 目前，工程人员对既有 结构物受新建隧道下穿影响的研究较多，有学者 [2 -3 ] 通 过理 论 模型对隧道施工诱发土体纵向位移进行解析计算，而不 少学者采用数值方法对实际工程地质条件、盾构参数进行 研 究 [4 ]。 此外，针对特定工况有必要进行专门研究，通过 现场监测及试验，直观地对隧道下穿进行模拟和分析 [5 ]。 本 文以上海北横通道大直径盾构隧道下穿新建虹口 港桥为例，基于三维数值模拟隧道开挖全过程对桩体的影 响，结合现场实测数据，对穿越过程进行了分析，并给出 相应的施工控制建议。 作者简介：施柳盛（1983— ），男，本科，高级工程师。 通信地址：上海市静安区天目西路300号 （200070） 。 电子邮箱：13788903651@ 163.c o m 收 稿日期：2023-0 4-0 7 市政工程 MUNICIPAL ENGINEERING 建筑施工·第45卷·第9期 1849 虹口港桥 周家嘴路 盾构隧道 溧 阳 路 九 龙 路 盾 构隧道 福 建北路井—梧 州 路 井区间隧道 虹 口港桥 预 制方桩 图1 下穿虹口港桥工况及相对位置关系 1.2 水文地质条件 本 工程场地内第四系滨海平原地基土遍布，浅层以 灰黄、灰色黏质粉土为主，中部分布有灰色砂