盾构全断面切削穿越桥梁桩基安全性研究

摘要

在城市中心区域修建地铁盾构隧道时，与地下既有结构物相遇的案例越来越多，如何保证既有结构物的安全，减少对周边环境的影响成为地铁工程的重点和难点。以往盾构施工在遭遇桥桩时，通常采用拆除桥梁或桩基托换等形式，不仅给工程带来巨大的浪费，还影响了交通环境。如能在确保桥梁安全的条件下，采用直接切桩穿越桩基的方式，不但能降低工程造价，同时能大大减小施工对坏境的影响。
　　本论文以苏州轨道交通2号线盾构穿越广济桥14根桩基工程为背景，研究盾构机直接切削穿越桥梁桩基的可能性，对桥梁的影响和安全性，以及隧道自身衬砌结构的安全性等。通过国内外相关调研分析、理论分析和数值模拟，主要得出以下结论：
　　(1)调查国内盾构切桩的成功案例，通过工程对比分析，基本的结论是盾构直接切削穿越苏州广济桥梁桩基是可能的，当然也存在一定的风险。
　　(2)分析盾构全断面切削穿越群桩后，对桥梁的承载力、稳定性等方面进行验算，结果1＃桥墩持力层承载力不满足要求，须对桥梁基础和地基进行加固。
　　(3)分析管片衬砌的受力状态，并进行验算。得出结论，通过计算和从安全性方面考虑，盾构隧道应选超深埋管片。
　　(4)通过有限元分析盾构施工穿越桥梁结构影响，认为桥梁和隧道结构均是安全的，并得出了桩基变形舰律。
　　(5)提出保障本次盾构切削穿越桩基工程安全性的措施，比如盾构机改造、盾构施工掘进参数和施工风险应对等。
　　通过本论文的研究，使盾构直接切削桥桩基础成为可能，为盾构施工穿越桥桩提供了一种新的方法，可供类似工程借鉴。