陈海平
上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 518000
摘要：随着城市管廊的快速发展，需要修建大量地下隧道。由于综合管廊大都位于市区中心地带或者繁华区域，与周边已建成建构筑物产生较多交叉或影响关系，为了减少管廊隧道施工对附近建筑物的影响，需要在特殊条件下采取必要的模拟分析及技术措施，来规避风险。
关键词：管廊隧道 变形影响 风险控制
前言
综合管廊在城区穿越，主要施工工法有明挖、浅埋暗挖法、顶推法及盾构等。非开挖施工往往需要设置工作井基坑，以便进洞施工。工作井的布置在城区是一个需要综合考虑的问题。由于城区已建成构筑物密集，工作井只能见缝插针。一般工作井基坑需要加强支护，加强保护周边建筑物，避免影响区域的地面、建筑物产生较大变形，导致严重后果。
一、工程概况
本项目管廊隧道因为要穿越城区河流，拟采用顶推法进行非开挖施工。受制于场地限制，工作井基坑位置距离现有高速公路桥梁桩基础最近约3.85m，距离很近。
图1-1 工作井与桥梁位置关系图
基坑深度约12.0m，采用Φ1000灌注桩排桩支护，结合内支撑形成支护体系。桩间拟采用旋喷桩止水。基坑施工场地土层从上之下依次为第四系人工堆积层、第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）及第四系残积层（Qel），石炭系下统大塘阶测水组粉砂岩、石灰岩（C1c）。
桥梁结构竣工于上世纪90年代初，已使用20余年。桥梁桩基础采用Φ1500灌注桩，长度约25m。
工作井基坑施工对周边地面以及桥梁的影响分析是本项目一个重要课题。
二、对地面沉降、桥梁沉降计算分析
通过建立三维计算模型，分析工作井与桥梁的影响。
图2-2工作井与桥梁空间位置关系
2.1 城市道路路面沉降分析
提取基坑开挖过程中地表沉降计算结果如下图所示。
图2-4基坑开挖深度12m时地表沉降
根据计算结果提取可得基坑开挖各阶段对应于各方向最大地表沉降结果汇总表，如表2-1所示。
表2 1 基坑施工地表沉降结果汇总
由以上计算结果可知：随着基坑开挖的进行，基坑外土体发生竖向沉降，最大沉降值为-8.6mm，基坑开挖对周边路面沉降影响在规范允许范围内。
综上所述，本项目中工作井基坑施工引起路面沉降最大为8.6mm，顶管井基坑开挖对周边路面沉降影响在规范允许范围内。
2.2 桥梁沉降分析
提取基坑开挖阶段桥梁桩基竖向位移计算结果如下所示。
图2-6基坑开挖深度12m时桥梁沉降
图2-7基坑开挖过程中桥梁桥墩沉降差
由云图可知，工作井基坑开挖时引起桥梁沉降较大，最大沉降为-8.5mm，小于沉降控制值-10mm，相邻桥墩纵向沉降最大为-0.55mm，小于沉降差控制值18x2/1000=36mm，横向最大沉降差为-0.65mm，小于沉降差控制值5mm，满足安全要求。
2.3 桥梁水平位移分析
提取各开挖阶段桥梁桩基水平位移、弯矩与最大主应力计算结果如下。
图2-8基坑开挖深度12m时桥梁桩基水平位移云图
由上图可知，工作井基坑施工对桥墩2C与3C桥墩桩基水平位移及内力影响较小，桩基最大水平位移出现在桩基中部，桩基最大水平位移为0.81mm，远小于位移控制值10mm，侧向既有桩基处于安全状态。
同时计算了基坑长边立墙水平位移值为12.8mm，小于允许值22mm，满足要求。
后期工作井施工通过监测反馈，桥梁变形控制均小于计算值，地面道路沉降达到了12mm，稍微超出计算值，但在允许范围内。说明方案基本合理，计算分析得当。
三、分析结论及技术措施
经过数值模拟计算分析以及实际反馈，工作井施工对地面沉降，桩基变形以及基坑本身的水平变形均控制在允许范围之类。
但是由于本项目的复杂性，基坑临近桥墩，施工风险高，需要加强基坑设计参数，以减小基坑结构水平位移，减小基坑施工对桥梁结构的影响。
控制地下水变化是本设计的重点。原设计桩间采用高压旋喷桩止水，增设内插φ50钢管提高止水桩的整体刚度，减小基坑开挖过程对周边的影响。同时对工作井与桥墩之间的土层拟采用高压旋喷桩隔离桩加固，为了减少施工过程中喷嘴处压力对桥桩影响，改为采用袖阀管注浆，以减小隔离桩施工过程中对桥梁产生的不利影响。施工过程中加强监测工作，以便动态调整设计方案及施工组织。
四、结束语
1、在距离较小的情况下，加强基坑支护，提高支护桩刚度，能有效控制基坑变形及减小对周边地面、建筑物的变形。
2、适当对桥梁周边土体进行加固处理，控制土体变形以及地下水流失，是行之有效的技术措施。
3、鉴于地下工程的复杂性，加强过程控制，通过监测能有效指导设计与施工。