北京易成市政工程有限责任公司 北京市 100176
摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，城市化进程在不断加快，对成都市某暗挖电力隧道穿越邻近桥梁桩基问题建立二维有限元模型，分析了隧道开挖在不同的隧道埋深、隧道与桩基中心距下对邻近桥梁桩基的影响规律。分析结果表明：在桩隧中心距小于一定范围时，开挖对桩基的影响很大；桩身最大水平变形和最大弯矩的位置随着隧道埋深变化而变化，且当隧道埋深位于桩中上部时，桩身最大水平变形和最大弯矩相对较大。
关键词：暗挖隧道；邻近既有桥桩；穿越；隧道埋深；桩隧中心距
引言
城市发展过程中不仅要保障道路畅通，还要进行城市景观建设，电路线缆的架设走向对城市景观质量有很大影响，当前我国的电路网络设计依旧以架空线路为主，对地面空间的占用率太高，不利于城市环境美化。对此必须要加强对电路线缆的重新设计，对电力隧道加以利用，借助地下空间进行电力网络建设，提高地下空间利用率，并且促进城市景观质量的提升。当前我国采用地下电力隧道的输电方式所占的比例依旧比较低，而在未来的发展过程中，采用地下电力隧道进行电能传输是一种必然趋势，可以通过电力隧道以及综合管廊的统一规划设计，提高电力传输水平和城市建设水平。
1工程难点
暗挖隧道覆土范围控制在2.8~7.5m，纵坡≤6.4%，穿越地点包括粉砂、粘质粉土、细砂层。因为隧道与北运河的距离相对较小，并且具备非常丰富的含水量，因此在实际挖掘的过程中，涌水涌沙的几率相对较大，并且会被潜水严重干扰。在该项目中，暗挖竖井共2座，规格是12.3m×5.9m。井口配置现浇钢筋混凝土锁口圈梁，在锁口圈梁的下部区域使用“喷射商品混凝土+网构架构+钢筋网支护+防水模板+现浇钢筋混凝土”的形式，支护最开始的衬厚度为0.30m，钢架数值方向的间隔控制在0.6m左右。二衬之后的厚度大致控制在0.3m左右，所使用的是钢筋混凝土架构。竖井底部的初衬所使用的是喷射混凝土的形式进行施工，其整体厚度控制在0.3m左右。在施工作业时，将其自身的厚度控制在0.5m左右，钢筋与其二衬侧墙钢筋连结起来。初衬钢架使用的是Φ22mm的受力钢筋，之后将Φ12mm钢筋冷压构成“8”字筋并与受力筋焊在一起，连接钢筋使用的是Φ20mm的钢筋，环向当中间隔1m之内使用外双层排布，拱架内外两边配设Φ6mm钢筋网线。因为竖井挖掘的深度相对较低，并且其竖井挖掘穿过地质架构的稳定系数相对较低，其自身还会受到地下潜水的影响，因此其挖掘的风险系数相对较大。在暗挖区段（1+875~2+062），因为暗挖18#竖井区域属于某公司项目临时通道，因此不能临时占地。此处堆积有该公司相对较多的材质、器械，要求展开对应的协调工作。
2暗挖电力隧道对邻近既有桥梁桩基的作用
2.1地表地层注浆加固技术
地层注浆加固技术主要是向土体内注入胶凝性材料，通过注浆压力使得浆液在岩土内扩散、凝固和硬化，从而降低岩土的渗透性，达到改变土体的力学特性，提高土体强度以及稳定性的目的。在电力隧道施工过程中也是一种比较常用的技术。在地层注浆施工过程中要对注浆材料进行合理选择，一般选择年度较低、流动性较好的浆液，并且要对浆液的凝固时间进行控制，另外，浆液的稳定性要高、结石程度高，不能对环境造成污染。在地层注浆施工过程中主要采用袖阀管注浆施工技术，其具体的工艺流程包括测量定位放线、钻孔、灌注、安置袖阀管、等待凝结、灌浆、验收等过程，对于每一个环节都比较要加强质量控制，确保注浆施工质量满足要求。例如在钻孔施工的时候一般采用回转式钻机，在钻孔的过程中必须要保证套管始终处于顶紧的状态，防止套管后退及钻头脱落的情况。
灌浆施工也是该技术的重点，在灌浆的时候要对注浆料进行合理选择，对浆液的各种原材料进行拌制的时候要做到充分、均匀，搅拌时间至少在三分钟以上，冬季还应该要做好防冻，防止浆液凝结，一般将浆液的温度控制在5～40℃之间。灌浆的时候使用从上自下的方法进行灌注，首先对最底环进行灌注，然后逐渐上移直到灌注到最上面的一环，灌注时的压力控制在0.3MPa之间为宜，当套壳料强度达到规定强度之后就可以开始进行灌浆，灌浆之前要首先将袖阀管冲洗干净，确保袖阀管的位置和灌浆塞出浆口保持一致。灌注的过程中为了确保灌注压力均匀，浆液之间可以实现充分融合，可以采用灌浆泵逐渐向袖阀管内加压，直到套壳料被通过花管的孔眼清水压开，套壳料产生裂缝的时候就可以进行开环。
2.2桩隧中心距对桩基工作性状的影响
模型M11，M12，M13，M14，M15埋深均为3.7m，桩隧中心距分别为2.7m（D0min），6.4m（D0min+Dt2），10.1m（D0min+2Dt2），13.8m（D0min+3Dt2），18.5m（5Dt2）。对比模型M11和M13，桩隧中心距从2.7m增大到10.1m，桩基最大水平变形由7.32mm减小至1.78mm，降幅76%，最大弯矩由64.4kN•m减小至19.6kN•m，降幅70%。当桩隧中心距大于10.1m（约3Dt2）时，隧道开挖对桩基的影响随中心距继续增大变化不大，对其影响可忽略不计。当桩隧中心距小于3Dt2，应对桩周及隧道周围土体提前加固。
2.3“车辆荷载”模式加载计算结果
因为车辆荷载效益在左车道，隧道挖掘完成之后，在模型上出现有编排部分区域的沉降总量＞右半部分的情况；行车时，后轮集中荷载效益区域竖直方向位的位移极限是2.4mm，车辆中车轮效益区域极限竖向的位移是5mm；隧道底层的极限抬升总量为1.73mm。各区段曲线的整体走向大致相同，隧道的作用区间大致为7m；右车道区域并没有受到行车载荷的作用，因此沉降总量相对较低；隧道轴线处的沉降总量相对较大，3m、4m、7m、8m断面受到的车辆荷载效益及其沉降总量最大；1m、10m处断面都处在人行道之上，因此其沉降量最低。路表面沉降量在车辆荷载作用区域是最大的，而人行道则最低；隧道顶层的沉降在6m区域达到极限数值，并且其隧道入口以及其出口断面竖直沉降的数量都相对较大。所以，在作业环节中要求开展好隧道出入口区域的安全防护工作。
2.4隧道埋深对桩基工作性状的影响
随着隧道埋深越深，桥桩最大水平变形和最大弯矩逐渐下移且数值逐渐增大，在M23模型（埋深5.7m，约0.3倍桩长）达到最大，随后继续下移但数值开始逐渐减小。由于开挖面附近的土体受到卸荷作用最为明显，从而导致附近桩基位置内力和变形最大，随着隧道埋深下移，桩基最大内力和变形的位置也随之逐渐下移。另外，以上曲线还出现了最大水平变形和最大弯矩随隧道埋深先增加后减小，在隧道中上部达到最大的现象。这是由于隧道位于中部时对整个桩长范围的影响大于隧道在桩某一侧时（桩顶或桩底）对整根桩的影响，加之桩基上部的约束较小，隧道浅埋时地表沉降又较大，这些原因共同导致了最大水平变形和最大弯矩出现最大值的位置在桩中部偏上的位置。
结语
综上所述，通过应用这种施工方法，电力隧道选择浅埋暗挖法下穿道路具备较好的可靠性与可行性，不但能使道路的畅通性得到保障，还能使作业中电力隧道稳定性与安全性得到保障，保证了工程的顺利施工，值得推广应用。
参考文献：
[1]王丽，郑刚.盾构法隧道施工对邻近摩擦单桩影响的研究[J].岩土力学，2011，32（增刊2）：621-627.
[2]朱逢斌，杨平，C.W.ONG.盾构隧道开挖对邻近桩基影响数值分析[J].岩土工程学报，2008，30（2）：298-302.