地鐵車站施工對(duì)臨近橋梁影響的保護(hù)措施研究

曲星　白東鋒

摘要：地鐵車站基坑及區(qū)間盾構(gòu)施工過程中不可避免會(huì)對(duì)臨近橋梁等構(gòu)筑物產(chǎn)生影響，如何做到既保證橋梁的正常工作又能順利地進(jìn)行地鐵車站開挖建設(shè)顯得尤為重要，本文提出了明挖基坑臨近橋梁開挖及盾構(gòu)區(qū)間穿越橋梁施工過程中的橋梁保護(hù)措施及輔助加強(qiáng)措施，并對(duì)注漿施工中的注意事項(xiàng)及特殊情況處理進(jìn)行了說明，為相關(guān)工程提供一定參考。

關(guān)鍵詞：地鐵；基坑；盾構(gòu)區(qū)間；橋梁；保護(hù)措施

中圖分類號(hào)：U231.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

前言

隨著軌道交通工程在城市建設(shè)中的快速發(fā)展，其受線路走向、地下空間等的限制不可避免的會(huì)從既有城市高架橋梁樁基附近、下方或側(cè)面通過，雖然目前我國的地鐵建設(shè)水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但施工中難以避免的會(huì)對(duì)土體進(jìn)行擾動(dòng)，從而造成橋樁的變形和位移，對(duì)橋梁產(chǎn)生不利影響。因此研究地鐵施工過程中對(duì)橋梁的保護(hù)措施成為工程建設(shè)中急需解決的問題，本文提出了地鐵明挖基坑施工及盾構(gòu)區(qū)間施工中對(duì)橋樁的保護(hù)措施，可為相關(guān)工程提供一定的參考。

1明挖基坑開挖過程中對(duì)臨近高架橋橋樁的保護(hù)措施

明挖區(qū)間基坑距離高架橋距離較近時(shí)，橋樁基礎(chǔ)沉降將對(duì)會(huì)橋梁上部結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生較大影響，因此，建議采取如下措施：

1）施工前預(yù)埋可反復(fù)注漿的袖閥管，沿樁基外擴(kuò)1m進(jìn)行注漿加固，施工時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)情況一旦發(fā)現(xiàn)樁基變形沉降達(dá)到0.002l，應(yīng)及時(shí)對(duì)橋梁周圍土層進(jìn)行跟蹤注漿加固，控制結(jié)構(gòu)本身沉降；

2）施工時(shí)分別由施工單位和第三方同時(shí)做好施工監(jiān)測(cè)。

3）施工期間做好出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)的補(bǔ)救預(yù)防準(zhǔn)備。

2盾構(gòu)區(qū)間施工下穿橋樁保護(hù)措施

根據(jù)盾構(gòu)施工引起地層變形的原因，可通過優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)、加強(qiáng)同步注漿和二次注漿、地面注漿補(bǔ)償?shù)貙訐p失、禁止盾構(gòu)機(jī)在穿橋樁過程中停機(jī)等方面控制橋樁和地表變形。

1）對(duì)盾構(gòu)到達(dá)橋梁樁基50m范圍內(nèi)的掘進(jìn)參數(shù)及地面沉降情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，確定合理的土壓力設(shè)定值、排土率及掘進(jìn)速度等，制定盾構(gòu)掘進(jìn)最優(yōu)參數(shù)。盾構(gòu)機(jī)在距離橋梁樁基20m時(shí)，加強(qiáng)設(shè)備維修，進(jìn)行刀盤、注漿系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、推進(jìn)千斤頂及監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備的檢修，確保穿越過程中設(shè)備無故障。

2）控制盾構(gòu)施工對(duì)周邊土層影響程度的因素較多，如土倉壓力、推進(jìn)速度、總推力、出土量、刀盤轉(zhuǎn)速、注漿量和注漿壓力等施工參數(shù)，對(duì)施工參數(shù)優(yōu)化后得到主要的施工措施可以總結(jié)如下：

①控制出碴量：通過加氣保壓使土倉內(nèi)壓力值保持恒定，盡量將其上下浮動(dòng)值控制在最小范圍內(nèi)以保證開挖面的穩(wěn)定性；對(duì)出土量進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免碴土的少出、多出，根據(jù)以往類似的施工經(jīng)驗(yàn)及工程場(chǎng)地地層特點(diǎn)嚴(yán)格控制出碴量，確保地層損失率≤5‰。

②加強(qiáng)碴土改良：適當(dāng)增加泡沫劑及水用量，根據(jù)掘進(jìn)情況及時(shí)調(diào)整加入量。

③控制均勻掘進(jìn)速度：穿越前設(shè)置模擬段，合理調(diào)整優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)。盾構(gòu)下穿橋樁時(shí)，應(yīng)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，盡量避免速度出現(xiàn)較大幅度波動(dòng)，減輕對(duì)地層的擾動(dòng)。

3）嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)姿態(tài)

應(yīng)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)的線形和姿態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格控制，姿態(tài)調(diào)整不宜過大、過頻，減少糾偏，特別是較大糾偏，姿態(tài)調(diào)整控制在±5mm范圍內(nèi)，盡量避免對(duì)隧道周邊土體的超挖和擾動(dòng)。

4）確保同步及二次注漿的注漿量及注漿壓力

確保同步注漿的質(zhì)量和數(shù)量，防止地層變形、提高結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性、改善結(jié)構(gòu)受力情況，避免發(fā)生較大的沉降變形，確保管片與周圍土體間間隙充填及時(shí)及密實(shí)，同時(shí)結(jié)合下穿段具體地質(zhì)情況確保注漿量及注漿壓力，確保同步注漿量≥150%。

5）加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)中的工況管理，嚴(yán)防由于泥餅生成和土倉的堵塞，避免在側(cè)穿橋樁過程中清洗土倉。

7）盾尾密封一定要保證，加強(qiáng)盾尾艙的管理：在推進(jìn)過程中，增加盾尾刷保護(hù)及其嚴(yán)格控制盾尾油脂的壓注；并安排專人觀察盾尾漏漿情況，確定無漏漿后再進(jìn)行正常掘進(jìn)。

3輔助加強(qiáng)措施

地鐵基坑開挖及盾構(gòu)區(qū)間施工過程中存在地質(zhì)條件與詳勘不符或施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格等不可預(yù)測(cè)因素，建議在施工工程中采取如下輔助措施：

1）盾構(gòu)通過前，對(duì)隧道影響范圍內(nèi)的橋樁采用地面袖閥管預(yù)注漿加固，加固范圍為橋樁外圍2m深度，隧道外輪廓上、下3m；

2）施工中根據(jù)監(jiān)測(cè)情況一旦發(fā)現(xiàn)橋樁變形超過控制值，及時(shí)對(duì)承臺(tái)基礎(chǔ)下土層進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償注漿加固，控制橋樁變形；

3）施工期間做好出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí)的補(bǔ)救預(yù)防準(zhǔn)備。

4）施工過程中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)情況必要時(shí)采取橋梁支頂措施。

4注漿施工說明

4.1 注意事項(xiàng)

1）注漿施工前，進(jìn)一步核實(shí)地質(zhì)情況，注漿施工必須堅(jiān)持先試后做的原則，以便調(diào)整選擇最佳注漿參數(shù)。

2）施工前要做好各項(xiàng)工作記錄表。表的內(nèi)容必須包括每個(gè)注漿孔的注漿和壓水情況（每分鐘記錄一次壓力和流量），注漿孔的注漿工作情況及注漿工序作業(yè)時(shí)間。注漿過程中隨時(shí)分析和改進(jìn)注漿作業(yè)，施工完成后將上述記錄資料整理并納入竣工文件。

3）袖閥管注漿前應(yīng)先進(jìn)行注漿試驗(yàn)，注漿壓力控制在0.8～1.5MPa，最終現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，但不宜過大，同時(shí)注漿過程中對(duì)橋樁變形等進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，以防注漿壓力過大造成地面隆起過大，影響橋梁安全。

4）注漿過程中隨時(shí)觀察注漿量及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止注漿中產(chǎn)生堵管、串漿和漏漿。

5）施工中應(yīng)認(rèn)真記錄實(shí)際孔位、孔深、孔內(nèi)地下物等，當(dāng)與工程地質(zhì)報(bào)告不符時(shí)，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施并及時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)。

6）對(duì)橋樁樁基每次注漿后必須清孔。

7）袖閥管縱橫間距均為1.0m，局部梅花形布置，袖閥管從地面垂直向下打設(shè)，注意避開原有圍護(hù)樁。

8）注漿采用單液漿，漿液水灰比1：0.75～1：1。

9）施工中應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)工作，確保橋基、洞內(nèi)及地面無異常變形。施工前，應(yīng)有應(yīng)急處理預(yù)案，以便發(fā)生異常情況時(shí)及時(shí)處理。

4.2 特殊情況處理

1）一旦開始注漿，則注漿應(yīng)保證不間斷持續(xù)進(jìn)行，如果由于外界原因?qū)е伦{無法持續(xù)，可以按照以下原則進(jìn)行處理：首先應(yīng)仔細(xì)查明導(dǎo)致注漿無法進(jìn)行的原因，爭(zhēng)取在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)注漿；如果原因無法核實(shí)導(dǎo)致注漿停止時(shí)間較長(zhǎng)，則在恢復(fù)注漿前應(yīng)對(duì)袖閥管進(jìn)行清洗，

防止注漿管堵塞；注漿恢復(fù)后，應(yīng)保證恢復(fù)后的水泥漿液配合比與之前注漿相同，如果兩者不符時(shí)，根據(jù)前后注入率的或高或低分別采取不同補(bǔ)救措施或逐級(jí)加濃漿液的措施進(jìn)行處理，從而確保中斷前后漿液注入率相同。

2）當(dāng)注漿由于漿液注入量過多或注漿壓力不能滿足要求而難以結(jié)束時(shí)，可以考慮采取以下措施進(jìn)行處理：①降低注漿壓力、提高漿液濃度、限制漿液流量、間歇注漿；②漿液中摻加速凝劑或采取雙液注漿的形式；

3）注漿過程應(yīng)持續(xù)觀測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)回漿漿液開始變濃后，則將漿液換成相同濃度的新漿進(jìn)行灌注；如果灌注效果不明顯，則在灌注30分鐘后停止注漿；

4）注漿過程中，一旦出現(xiàn)冒漿、漏漿等問題，可根據(jù)實(shí)際情況采取不同措施進(jìn)行處理，措施包括表面封堵、降低注漿壓力、限制漿液流量、間歇注漿等方式。

5）如果地層較為軟弱，則在鉆進(jìn)過程中可能出現(xiàn)塌孔等問題造成鉆進(jìn)困難，可先對(duì)地層進(jìn)行灌漿處理后在進(jìn)行鉆進(jìn)。

6）漿液的配合比并不是一成不變，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行調(diào)整，保證灌注效果達(dá)到最佳。例如當(dāng)發(fā)現(xiàn)灌注時(shí)吸漿量較小，可適當(dāng)改變漿液水灰比，降低漿液稠度，提高流動(dòng)性。

7）漿液灌注過程中出現(xiàn)大面積漏漿，應(yīng)立即停止注漿噴射速混凝土封閉隧道表面。

5、結(jié)論

本文提出了明挖基坑臨近橋梁開挖及盾構(gòu)區(qū)間穿越橋梁施工過程中的橋梁保護(hù)措施，并針對(duì)不可預(yù)測(cè)的因素提出了輔助加強(qiáng)措施，對(duì)注漿施工中的注意事項(xiàng)及特殊情況處理進(jìn)行了說明，為相關(guān)工程的施工措施制定提供了一定參考。

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作者簡(jiǎn)介：

曲星，1983-，男，黑龍江人，博士，中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，工程師，目前從事地鐵車站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作