章玉伟

(成都中铁隆工程有限公司，四川成都610051)

1 工程概况

某市政工程金穗路隧道位于城市中轴线与金穗路相交处的华夏路至冼村路段，东西走向。拟建的金穗南、北掉头隧道分别位于已建金穗路隧道南北两侧，与金穗路隧道结构净距为3m，其结构底面最低处仅高于已建金穗路隧道结构底板28cm。拟建隧道基坑施工分别采用放坡开挖、土钉墙支护、支护桩+锚索等支护方案。

基坑开挖施工过程中，由于金穗路隧道两侧基坑的不均衡开挖，土压偏载可能会出现既有金穗路隧道变位和受力不同于原设计的情况。为了在施工之前了解这种影响的大小，评价既有结构的安全性及应采取的施工对策，同时为现场管理提供基准和依据，对基坑开挖过程中的金穗路隧道结构的内力和位移进行分析。用既有金穗路隧道的容许位移、结构具备的强度、裂缝宽度为标准，通过计算，确定不对称开挖分块高度、长度等参数，作为施工控制标准。

2 模型简述

计算分别按金穗路隧道侧墙全高度差异土层开挖(下称工况一)、半高度差异土层开挖(下称工况二)以及2.5m高度差异开挖(下称工况三)三种情况，相应地按不同的开挖高度取不同的水压力，计算每个工况下既有结构产生的内力、位移，验算其截面承载力和裂缝宽度，最终得出基坑不对称开挖的控制开挖高度。

计算中考虑的荷载有土压力(静止土压力)、水压力、结构自重，计算地层参数取自岩土工程勘察报告。3D网格划分见图1。

模型的计算工况简图见图2。

3 计算结果及分析

三种开挖工况产生的弯矩见图3。

利用以上三种工况的计算结果，按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62－2004)验算结构截面承载力和裂缝宽度。计算结果表明:几种工况正截面抗弯承载能力、斜截面抗剪承载能力验算均能满足要求。若两侧基坑全高不均衡开挖时，金穗路隧道结构将可能出现超出容许值的裂缝(0.224mm)，并产生10mm的水平位移值;若半高不均衡开挖时，隧道结构将可能出现超出容许值的裂缝(0.205mm);若不均衡开挖不超过2.5m时，隧道结构裂缝(0.194mm)和位移值可满足要求。

图1 3D模型网格(单元4610个，节点13572个)

图2 各工况计算简图

4 结论和建议

(1)拟建掉头车道基坑南北两侧应同时开挖，两侧不均衡挖土深度不能超过1.5m，纵向长度不能超过25m。并应严格限制每次基坑开挖不得跨过已建金穗路隧道变形缝位置。

图3 三种开挖工况的弯矩图

(2)应制订合理的施工措施，确保已建金穗路隧道不会因两侧基坑开挖卸载产生过大的不均衡水平侧压力。

(3)施工期间不得大量抽水，并不得在单侧基坑急剧降水。同时施工期间应准备足够的抽水设备，不得让基坑淹水。

(4)不能挖卸金穗路隧道顶部的原有土体，以保证隧道有足够抗浮和抗滑移。若施工需要卸去隧道顶部土体，则必须采取相应措施保证隧道有足够抗浮和抗滑移。

(5)应加强对金穗路隧道沉降及水平位移的监测，在施工期间按规范要求的频度进行实时监测。并应制定应急措施，以确保在施工期间既有隧道的正常运营。

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