［摘要］佟李干渠穿商合杭高铁箱涵基坑开挖采用地下连续墙进行支护，利用ABAQUS软件对支护结构进行数值模拟分析，计算结果满足相关规范要求，设计方案基本可行。
［关键词］下穿高铁;基坑支护;数值模拟
1概述
1.1工程概况
港口湾灌区工程是纳入国务院172项重大节水供水工程的新建大型灌区项目，位于安徽省宣城市。其中，佟李干渠跨商合杭高铁桥采用箱涵型式，自高铁442#和443#桥墩间垂直穿过，箱涵设计过流8.2m3/s，断面尺寸为3.8m×3.8m，墙厚0.5m［1］。高铁桥宽12.5m，穿越段桥墩跨径32.6m，桥梁已完成铺轨，桥底距现状地面约5.6m。该段工程施工时，高铁桥墩沉降及变形控制标准为2mm，高铁桥外侧起向外各200m范围内禁止抽取地下水［2］。该段基坑开挖采用如下基坑支护型式:自穿越高铁桥中心线两侧各30m范围内采用地下连续墙进行支护施工，支护墙厚0.6m，墙底深入岩层约6m，支护连续墙沿高度方向从下往上布置两道对撑，第一道为钢梁支撑，第二道为钢筋砼梁支撑，对撑沿箱涵轴线方向间距5.0m(高铁桥下为2.5m)。高铁桥支护段以外采用截渗墙进行防渗处理，与支护段连续墙相接。
1.2地质条件
根据本次地质测绘及钻孔资料，穿越段揭露土层有人工填土、②1、④1、⑤3以及白垩系上统宣南组中段(K2x2)基岩地层。工程地质剖面见图1，物理力学指标见表1。混凝土标号C30，钢支撑按HRB400进行考虑，参数见《水工混凝土设计规范》(SL191－2008)。
2数值模拟
2.1计算模型建立
本次采用大型有限元程序ABAQUS分析［4－5］，主要模拟箱涵下穿商合杭高铁桥对442#和443#桥墩的影响。计算过程中，土体、地下连续墙、砼支撑、钢支撑、混凝土涵洞、商合杭高铁桥墩和桩基础等均采用三维实体单元模拟。连续墙按5m一节划分，计算模型顺商合杭高铁方向长100m，横桥向90m，深度方向40m，模型共计38052单元、28575节点。模型前后左右均为法向约束，模型底部为竖向加法向约束。
2.2模拟方案
模拟的开挖、支护共分10个步骤进行，工况划分见表2。
2.3模拟计算结果
2.3.1桥墩墩顶位移
考虑到两侧桥墩对称，选取443#桥墩墩顶进行分析，各工况下墩顶顺桥向、横桥向、沉降方向位移以及总位移值见表3。工况7下位移最大，计算模型见图4，桩墩总位移云图见图5。
2.3.2桩侧摩阻力及轴力影响
443#桥墩在10种工况下的左下角基桩侧摩阻力增幅较小，桩侧摩阻力增量最大值不超过0.5kN(工况7)，计算结果见图6。443#桥墩左下角在各工况下桩身轴力均出现一定程度的减小，轴力减小的幅度不超过－75kN(工况7)，计算结果见图7。
3结论与建议
通过三维数值计算，从计算分析结果来看，安徽省港口湾水库工程佟李干渠穿高铁段箱涵的施工对商合杭铁路桥梁有一定的影响，但均未超出规范值。参考以上计算结果，总结如下:1)安徽省港口湾水库工程佟李干渠新建工程采用连续墙围护、明挖施工形式下穿商合杭铁路，设计方案基本可行。2)通过三维有限元数值计算分析，安徽省港口湾水库工程佟李干渠新建工程的施工及后期运营荷载引起的商合杭铁路的桥墩变形、位移和沉降量均小于2mm，满足高铁安全相关规范要求。3)根据《铁路安全管理条例》，高铁桥外侧起向外各200m范围内禁止抽取地下水，本次模拟计算未考虑地下水影响。考虑到本工程区域地下水丰富，⑤3砂砾卵石层为强透水层，本设计中高铁桥支护段以外采用截渗墙进行防渗处理，与支护段连续墙相接。施工时，应确保截渗墙质量，做到高铁桥附近地下水位不因工程施工发生变化。
［参考文献］
［1］安徽省水利水电勘测设计院.港口湾灌区佟李干渠1#隧洞穿越商合杭高铁设计报告［R］．合肥:安徽省水利水电勘测设计院，2019.
［2］国务院.铁路安全管理条例［S］．北京:国务院，2013.
［3］SL191－2008，水工混凝土结构设计规范［S］．
［4］王升.深基坑施工对邻近高铁桥梁影响研究［J］．铁道建筑，2014(9):102－104.
［5］周晓，夏京.古建筑:中江塔的沉降分析与邻近基坑开挖围护［J］．工程与建设，2012，26(6):810－812.
作者:王宝存 单位:安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司