市政管線隧道下穿既有橋梁關(guān)鍵技術(shù)研究

李 彥 冬

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

市政管線隧道下穿既有橋梁關(guān)鍵技術(shù)研究

李 彥 冬

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

介紹了市政管線隧道建設(shè)的常用方法，從橋梁安全檢測、結(jié)構(gòu)分析、監(jiān)控量測等方面，闡述了市政管線隧道下穿既有橋梁施工的關(guān)鍵技術(shù)，并總結(jié)了小導(dǎo)管注漿加固、隧道開挖與支護的注意事項，為同類工程施工積累了經(jīng)驗。

市政管線，隧道，橋梁，小導(dǎo)管，安全檢測

0 引言

近幾年，我國各大城市交通線路都在不斷完善之中。城市道路系統(tǒng)中，地下軌道交通體系占據(jù)著非常重要的地位。為了緩解逐年增加的地面交通壓力，城市地下空間開發(fā)應(yīng)用越來越多。在此形勢下，市政服務(wù)管線越來越多，且建設(shè)的隧道也越來越多。市政管線隧道的建設(shè)不僅緩解了周邊區(qū)域交通的壓力，而且還獲得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。因此，市政管線隧道下穿既有橋梁關(guān)鍵技術(shù)受到關(guān)注。

1 市政管線隧道的建設(shè)

談及市政管線隧道，由于建設(shè)其的目的是緩解城市交通壓力，因而建設(shè)的地理位置大多在城市核心區(qū)。由此，市政管線隧道的周邊構(gòu)筑物較多，且隧道覆跨不會非常大[1]。市政管線隧道在建設(shè)過程中，需要考慮對周邊構(gòu)筑物影響大小，因而通常會采用淺埋暗挖方法施工。同時，在遇到土質(zhì)條件和地下水較為豐富的區(qū)域時，更加要謹(jǐn)慎施工。為了確保隧道施工的安全性，一般會采取一系列施工技術(shù)措施。市政管線隧道建設(shè)過程中應(yīng)用的淺埋暗挖方法，應(yīng)用廣泛，且擁有眾多的工程實例。淺埋暗挖施工，通常最適合用于第四紀(jì)軟弱地層中進行修建隧道。淺埋暗挖，具體而言，是通過合理調(diào)動圍巖的自承能力適當(dāng)加固和處理地層的一種施工方法。淺埋暗挖施工過程中，會采用短進尺開挖，將圍巖和初期支護結(jié)構(gòu)形成一體，形成聯(lián)合支護體系，滿足施工階段荷載需求，以保證變形基本穩(wěn)定，再施作二次模筑襯砌以完成隧道建設(shè)。淺埋暗挖施工方式能夠通過初期支護、二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載，是一種先柔后剛的復(fù)合式新型支護結(jié)構(gòu)體系(如表1所示)[2]。隧道工程施工中，常常會遇到很多不可預(yù)知的問題，譬如，地層條件復(fù)雜、周圍環(huán)境復(fù)雜等。而應(yīng)用淺埋暗挖法施作隧道可有效將這種不可預(yù)知的風(fēng)險控制在一定范圍內(nèi)。但是，必須要重視施工過程的監(jiān)測工作，以確保地層、支護材料、周圍建(構(gòu))筑物不會出現(xiàn)任何不妥。另外，施工檢測也是修正設(shè)計和施工方法的重要依據(jù)，由此才能保證施工的安全。截至當(dāng)前，淺埋暗挖法已經(jīng)被應(yīng)用在多項工程中，且發(fā)揮了極大的優(yōu)勢。從具體工程實例來看，應(yīng)用淺埋暗挖法施作隧道，其施工技術(shù)靈活，且隧道支護結(jié)構(gòu)強度高，經(jīng)濟適用。

2 市政管線隧道下穿既有橋梁關(guān)鍵技術(shù)具體分析

2.1 針對既有橋梁進行安全檢測

收集統(tǒng)計安全檢測評估的結(jié)果，對既有橋梁的安全性進行分析。先對橋梁結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件進行測定，再測定其防水狀況，確認(rèn)無異常后再開展隧道下穿既有橋梁工作。這一過程就是針對既有橋梁的現(xiàn)狀進行檢測評估的過程。為了確保監(jiān)測評估的準(zhǔn)確性，需要讓專業(yè)檢測技術(shù)單位負(fù)責(zé)該項工作，并以評估報告的方式出具證明。評估報告至少需要從四個方面進行評估：

1)橋梁局部路面狀況。針對橋梁局部路面是否存在車轍、破損、開裂現(xiàn)象以及其附屬設(shè)施的完好程度進行判別[3]。

2)橋梁結(jié)構(gòu)外觀情況。針對橋梁結(jié)構(gòu)外觀進行查看。滲水、漏筋、混凝土脫落、防水涂料開裂等是常見問題，應(yīng)注意區(qū)分。

3)測定橋梁橋墩混凝土強度。將其結(jié)果與設(shè)計要求對比，分析對比結(jié)果[4]。

4)根據(jù)橋梁狀態(tài)，歸類其等級。

表1 復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)參數(shù)

2.2 分析隧道施工對橋梁結(jié)構(gòu)安全可能造成的威脅

分析隧道施工對橋梁結(jié)構(gòu)安全影響，主要包括探究隧道工程施工造成的影響范圍，并分析出橋梁結(jié)構(gòu)可能遭受的損傷。為此，應(yīng)該從以下幾方面進行分析。第一，分析既有橋梁基礎(chǔ)的承載力，并預(yù)判既有橋梁可能會產(chǎn)生的縱向或豎向沉降。橋梁的基礎(chǔ)的承載力，決定了其支承狀況。而影響橋梁的基礎(chǔ)的承載力因素很多，可能是橋梁建造形式因素，也可能會受隧道開挖過程中管線保護是否到位而影響。第二，分析既有橋梁的使用功能和主梁承載力。在確定既有橋梁結(jié)構(gòu)之后，針對其基礎(chǔ)縱向不均勻沉降進行分析，以免造成嚴(yán)重后果。橋面連續(xù)構(gòu)造復(fù)雜，橋面防水層和伸縮裝置不僅會危害橋梁橫向聯(lián)系，還會導(dǎo)致橋梁整體性減弱。第三，分析橋面鋪裝及防水層的受損程度，以免造成行車不便。

2.3 進行橋梁監(jiān)控、量測，劃定橋梁控制指標(biāo)

橋梁的運營狀況是施工調(diào)查的重點和難點，更是隧道施工安全保障的基礎(chǔ)條件，因此，需要對橋梁進行監(jiān)控、量測。所謂監(jiān)控，在于掌握隧道基本內(nèi)容。所謂量測，在于掌握分析橋梁重點部位的運行狀態(tài)。為此，需注意以動態(tài)觀測、全程監(jiān)測的方式實施監(jiān)測。橋梁監(jiān)控量測的內(nèi)容眾多，至少涵蓋：1)基礎(chǔ)沉降監(jiān)測，監(jiān)測對象是舊橋部分結(jié)構(gòu)、新橋部分結(jié)構(gòu)承臺；2)承臺傾斜；3)路面沉降；4)外觀監(jiān)測，即變形監(jiān)測，檢測對象是混凝土裂縫及支座、伸縮縫等[5]。橋梁控制指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的確定，涉及：1)橋梁檢測評估報告；2)穿越工程施工中，橋梁結(jié)構(gòu)可能受到的危害預(yù)分析報告;3)原橋梁設(shè)計綜合分析報告。市政管線隧道下穿既有橋梁在技術(shù)實施過程中，應(yīng)滿足控制技術(shù)指標(biāo)。以北京市蒲黃榆路熱力隧道工程與南三環(huán)劉家窯橋斜交工程為例，根據(jù)其計算出的橋梁控制指標(biāo)[6]。

2.4 施工過程中的關(guān)鍵點

既有橋梁結(jié)構(gòu)、地下管線極易受到隧道施工的影響，為了避免這方面的危害，在分析工程實際情況之后，可遵照“管超前、短開挖、強支護、早封閉、嚴(yán)注漿、勤量測”執(zhí)行。與此同時，為了增強

隧道掌子面的穩(wěn)定性，減少周圍地層的變形，還需要采取恰當(dāng)?shù)妮o助措施。經(jīng)眾多工程實例表明，施工過程中的施工要點包括以下幾個方面：第一，超前小導(dǎo)管注漿加固。通過拱部超前小導(dǎo)管注漿加固，有明顯的優(yōu)勢，優(yōu)勢一，能夠規(guī)避隧道開挖時拱部土體的不穩(wěn)定狀況；優(yōu)勢二，能夠縮小地層沉降量。第二，隧道開挖，上下臺階法最為合適(見圖1)。且在土體開挖施工時，應(yīng)進行支護并成環(huán)。臺階長度，以滿足作業(yè)空間為基準(zhǔn)。第三，增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度。通過增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度，可以避免隧道開挖引起的地層沉降量過大。為此，可以通過以下兩種方式增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度，一種方式是加密鋼拱架；另一種方式是增設(shè)臨時支撐點。

3 結(jié)語

市政管線隧道下穿既有橋梁關(guān)鍵技術(shù)關(guān)系到市政管線隧道的建設(shè)，因此，應(yīng)該引起重視。作為一個極具風(fēng)險性的工程，市政管線隧道下穿既有橋梁在進行過程中，需要把握好每一個環(huán)節(jié)，檢測評估既有橋梁，預(yù)測隧道施工對橋梁結(jié)構(gòu)可能造成的安全威脅，實施橋梁監(jiān)控量測，這些都不可馬虎。在市政管線隧道下穿既有橋梁施工過程中，要著重注意超前小導(dǎo)管注漿加固，隧道開挖方式，增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度以及壁后注漿等施工。

[1] 詹 濤.雙線盾構(gòu)隧道小凈距下穿時既有隧道結(jié)構(gòu)的變形數(shù)值分析[J].城市軌道交通研究,2015(11):23-29.

[2] 郭彩霞,喬國剛,姜雪強,等.盾構(gòu)隧道下穿既有橋梁綜合控制技術(shù)[J].市政技術(shù),2014(5):87-89，93.

[3] 朱江偉.隧道下穿既有運營橋梁條件下與橋梁的相互影響分析及工程應(yīng)對措施研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué),2011.

[4] 宋艷彬,崔 雋,吳金剛,等.市政管線隧道下穿既有橋梁關(guān)鍵技術(shù)研究[J].市政技術(shù),2013(2):88-90.

[5] 桂曉明,汪傳智,魏立新.城市近接既有結(jié)構(gòu)的車行隧道關(guān)鍵技術(shù)與實踐[J].特種結(jié)構(gòu),2013(2):85-90.

[6] 劉建國,張波路,王加磊.上跨下穿施工對城市軌道交通既有隧道的影響分析[J].城市軌道交通研究,2016(2):92-96.

Critical technologies of municipal pipeline tunnel under-passing existing bridge

Li Yandong

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

The paper introduces common municipal pipeline tunnel construction methods, describes critical technologies of municipal pipeline tunnel under-passing existing bridge from aspects of bridge safety detection, structural analysis and monitoring measurement, and summarizes ductile grouting reinforcement, tunnel excavation and support matters, which has accumulated experience for similar engineering construction.

municipal pipeline, tunnel, bridge, ductile, safety detection

1009-6825(2017)01-0178-02

2016-10-29

李彥冬(1979- )，男，工程師

U445

A