厂房对轨道交通盾构区间影响

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目前，城市轨道交通建设快速发展，据轨道交通建设规划，许多已建、在建及规划在建的项目已受到或将受到轨道交通建设的影响［1－3］。中的某厂房规划邻近轨道交通盾构区间，本文就该厂房受轨道交通建设的影响进行分析。

1工程概况

拟建厂房由1#车间(6～7层)、2#车间(6层)、综合楼(12～13层)组成，均拟采用框架结构，总建筑面积81442.62m3。建筑物重要等级为二级，场地等级为三级，地基等级为二级拟采用桩基础。根据线网规划，该厂房邻近规划轨道交通盾构区间。盾构区间拟采用圆形断面，外径6.0m，盾构顶标高11.13～11.43m，覆土8.7～8.9m。拟建厂房场所处土层由上至下依次为:①素填土、②-a淤泥质粘土、②粉质粘土、③淤泥质粘土、④粉质粘土、⑤粉质粘土夹粉土粉砂、⑥粉质粘土粉土中粗砂砾砂互层。各层土的物理力学性质指标如表1所示。拟建厂房1#车间(6层)距离盾构区间中心线最近约23.9m，该车间纵向基本与盾构线路平行，纵向长度约85.8m;综合楼西侧一边角(12层部分)距离盾构区间中心线最近约25.6m，该楼纵向基本与盾构线路垂直。根据厂房场地的地勘资料，盾构区间穿过③层淤泥质粘土、④层粉质粘土及⑤层粉质粘土夹粉土粉砂，上覆土由下到上主要为③层淤泥质粘土、②层粉质粘土及①层素填土。

2盾构区间对厂房影响的理论分析

2.1盾构区间影响范围分析

盾构区间施工会对周边土体产生一定的影响，本次研究采用Peck［4］沉降槽理论公式对区间施工的影响范围进行分析。按Peck公式(1)估算盾构掘进时引起的地面沉降:Sx=Vl2槡πiexp(－x22i2)(1)式中，Sx为横向地表沉降量;Vl为盾构隧道单位长度的地层损失量;x为地表距隧道中心线的水平距离;i为沉降槽宽度系数(盾构中心线至沉降反弯点的距离);Z为盾构中心处埋深;φ为土体内摩擦角。使用Peck公式，按地层损失率1%估算得到的地表沉降值如图1所示，从图中可以看出，隧道掘进时引起的地面最大沉降约27.5mm，但影响范围较小，在离右侧盾构区间中心线15m处，地表沉降已接近于零。

2.2修正惯用法理论公式计算分析

采用修正惯用法理论公式［5］计算未建厂房时，盾构施工时管片的内力。计算时，管片断面计算角度从顶部开始，顺时针为正的中心角。通过计算，所得管片的弯矩剪力图如图2所示，管片最大弯矩值约为122.7kN?m，最大剪力值66.9kN。

3厂房对盾构区间影响的分析

根据规划，拟建厂房先于轨道交通建设，本文就厂房先建进行分析。在分析的过程中，未考虑先建工程引起的土应力消散，即考虑了两个项目建设时间接近的最不利工况。由于厂房方案尚处于规划阶段，考虑最不利工况，12层厂房建在与盾构最小净距为20.9m处，假定厂房采用天然地基，厂房荷载每层14kPa，且认为厂房建设与盾构施工时间接近，不考虑土应力消散。计算得到盾构管片的弯矩与剪力，如图3、图4所示。其中，弯矩最大值比未建厂房增加了6.2%;剪力最大值比未建厂房时增加了5.3%。可见，新建厂房对盾构管片的内力有一定影响。由以上分析可以看出，拟建厂房对盾构穿越时管片的内力有一定的影响，但影响较小。考虑到本次分析是考虑最不利工况(厂房采用天然地基)，且未考虑厂房建成后土中应力的消散，若区间施工在厂房建成后较长时间之后，则厂房在地基中引起的应力很有可能早已消散，对盾构区间的影响将更小。因此，从分析来看，先建厂房对轨道交通盾构区间的影响将会较小，但厂房基础形式应予以加强，不宜采用天然基础。

4结语

通过上述分析，拟建厂房方案对轨道交通的影响较小，技术可行。提出以下结论与建议，以使工程更加安全可靠:(1)由于本次报告分析采用的地勘资料为厂房的资料，与轨道交通盾构区间施工所需地勘资料有一定差距，因此，轨道交通的设计与施工尚应根据其详勘资料进行。(2)数值作为分析手段，用来指导工程施工与总结规律。实际工程情况复杂，变量因素较多，因此应重视施工措施及施工质量。(3)厂房先于轨道交通施工，为确保厂房安全，厂房基础应予以加强，但不应使用锚杆(索)。在盾构区间施工时，按正常推进施工，并加强施工管理及施工监测，实现信息化施工。厂房建成后总荷载标准值控制在168kPa以内。