主動支護(hù)技術(shù)在隧道穿越既有橋梁中應(yīng)用

文/段瓊瓊,湖南省第六工程有限公司

【作者簡介】段瓊瓊（1981—），女，工程師，本科，主要從事施工工作。

主動支護(hù)技術(shù)在隧道穿越既有橋梁中應(yīng)用

文/段瓊瓊,湖南省第六工程有限公司

在隧道穿越既有橋梁施工中，采取主動支護(hù)技術(shù)對于確保橋梁結(jié)構(gòu)安全具有重要的作用。本文主要提出了隧道穿越既有橋梁中應(yīng)用的同步頂升主動支護(hù)技術(shù)和注漿加固技術(shù)。

注漿；加固；同步頂升；隧道；既有橋梁

引言

隧道穿越既有橋梁施工，如果采取的施工技術(shù)和方法不當(dāng)，輕則會導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫等病害；嚴(yán)重的還會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)安全性受到影響，導(dǎo)致橋梁損壞和坍塌。所以在這種情況下必須采取有效的支護(hù)技術(shù)，盡量的降低隧道施工對既有橋梁的影響。采取主動支護(hù)技術(shù)能夠確保橋梁處于正常使用的狀態(tài)，進(jìn)而確保既有橋梁結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。

1 主動支護(hù)技術(shù)的提出

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，隧道工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，但是在隧道開挖施工中對既有建筑物會產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致對建筑物的安全以及人們的正常工作和生活產(chǎn)生很大的影響。隧道施工不可避免的會遇到需要穿越既有橋梁的情況，隧道施工不可避免的會對橋梁承載力產(chǎn)生影響，進(jìn)而造成橋梁上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)附加應(yīng)力，不但會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)安全及其正常使用受到影響，還會導(dǎo)致對隧道施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，為確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，主動支護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2 隧道穿越既有橋梁的主動支護(hù)技術(shù)

2.1 同步頂升技術(shù)

同步頂升技術(shù)指的就是利用頂升控制系統(tǒng)，在隧道穿越橋梁之前對實(shí)現(xiàn)對橋體的主動支護(hù)。主要做法就是在橋墩的周圍進(jìn)行臨時支座的設(shè)置，之后采用液壓千斤頂對橋體進(jìn)行同步頂升，對橋梁上部結(jié)構(gòu)的沉降量進(jìn)行科學(xué)的控制。根據(jù)預(yù)測得到的情況，利用同步頂升對橋梁上部結(jié)構(gòu)原本的形式進(jìn)行恢復(fù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制和補(bǔ)償橋梁上部結(jié)構(gòu)沉降的目的。其中支護(hù)的最佳時間是以隧道開挖對橋梁樁基產(chǎn)生的影響為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合數(shù)值模擬計算結(jié)果，對隧道穿越前后橋梁可能產(chǎn)生的沉降量進(jìn)行預(yù)測，并在此基礎(chǔ)上得出主動支護(hù)的最好的時間。在主動支護(hù)設(shè)計和施工中，只有確保各參數(shù)的準(zhǔn)確和科學(xué)性，才能夠確保得到較好的支護(hù)效果，具體參數(shù)如下所示：

（1）頂升位置。頂升位置的確定需要按照實(shí)際情況進(jìn)行確定，結(jié)合橋梁的結(jié)構(gòu)型式以及橋梁的荷載情況等，一旦頂升位置出現(xiàn)錯誤，就可能會導(dǎo)致因?yàn)槭芰Φ膯栴}造成被千斤頂頂裂的情況。為確保頂升位置的準(zhǔn)確性，還需要結(jié)合橋梁設(shè)計圖紙進(jìn)行相關(guān)計算。

（2）頂升力的大小。頂升力的大小與頂升位置確定的方法相同，也需要結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)和荷載情況進(jìn)行確定可以將頂升力分成最大和最小限制，其中最小限制應(yīng)該確保能夠橋梁剛好被頂升，隨著頂升力的不斷的加大，橋梁結(jié)構(gòu)的支座反力隨之降低，如果超過最大限制，那么橋梁混凝土結(jié)構(gòu)就會被頂裂，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)受到損傷。

（3）頂升量的大小。頂升量的大小指的是千斤頂需要頂升的總量，需要結(jié)合橋梁的實(shí)際情況、預(yù)測沉降量以及允許的變形量等對其進(jìn)行確定。

2.2 土體注漿加固

該主動支護(hù)技術(shù)主要是將各種類型的能夠產(chǎn)生固化的漿液利用注漿管注入到需要加固的土體中，實(shí)現(xiàn)對地基土的物理力學(xué)性質(zhì)的改善，進(jìn)而起到對土體進(jìn)行固結(jié)的作用。

隧道穿越既有橋梁施工中，在隧道開挖到靠近橋梁下部結(jié)構(gòu)或者樁基時，可以在樁基的底部以及四周的合理的范圍中的土體進(jìn)行逐漸加固施工，進(jìn)而確保橋梁樁基的穩(wěn)定性。注漿加固示意圖見圖1：

圖1 注漿加固示意圖

2.3 頂升過程控制要點(diǎn)

2.3.1 安全控制

由于在頂升施工中各類因素的影響，導(dǎo)致在頂升過程中可能會出現(xiàn)不均勻情況的產(chǎn)生，為了避免橋梁出現(xiàn)滑移的情況，確保整個頂升過程的安全性，必須結(jié)合實(shí)際情況選擇合理的限位措施。為了實(shí)現(xiàn)同步頂升，需要自動調(diào)整液壓缸的壓力，進(jìn)而確保能夠適應(yīng)來自上部的荷載。

2.3.2 橋梁同步頂升的臨時鋼墊塊支撐設(shè)計

分級頂升是頂升過程中常用的方法和手段，每一級頂升的最大位移應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的控制在一毫米以內(nèi)，其速度需要控制在每米三分鐘以內(nèi)。在鎖定千斤頂之后，通常需要安裝鋼墊塊，將其作為輔助支撐，避免突發(fā)情況的出現(xiàn)。如可以采用螺桿式千斤頂作為輔助支撐。

2.3.3 各施力點(diǎn)頂升力的有效傳遞

因?yàn)榍Ы镯斁哂斜容^大的頂升力，各施力點(diǎn)的反力必須能夠?qū)崿F(xiàn)有效并且安全的傳遞到下部結(jié)構(gòu)，同時還不能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)造成損壞，因而必須采取有效的措施。

3 案例分析

某橋梁全長為317m，因?yàn)樵摰貐^(qū)地鐵建設(shè)的需要，在橋梁3#和4#兩個墩位之間需要進(jìn)隧道穿越施工。因?yàn)樗淼朗┕て陂g會對橋梁的結(jié)構(gòu)和安全產(chǎn)生影響，所以必須采取有效的主動支護(hù)技術(shù)，對其安全進(jìn)行保證。主要做法就是在橋梁墩柱的四周設(shè)置臨時圍擋，在支架鋼管立柱附件開挖到承臺表面，對主梁進(jìn)行同步頂升，對頂升系統(tǒng)的安全性進(jìn)行確保。在沉降穩(wěn)定之后，就能夠?qū)㈨斏O(shè)備拆除。通過對現(xiàn)場的動態(tài)監(jiān)測和后期的監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，該橋梁在地鐵穿越施工中和施工之后，橋梁結(jié)構(gòu)沒有受到隧道施工的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，在隧道穿越既有橋梁施工中，采取有效的主動支護(hù)技術(shù)至關(guān)重要，主要有同步頂升技術(shù)和注漿加固技術(shù)，其中同步頂升技術(shù)具有操作簡單、對施工影響小以及費(fèi)用低等特點(diǎn)應(yīng)用廣泛。目前該技術(shù)已經(jīng)在多項(xiàng)工程中得到了成功的應(yīng)用。

[1]李彥冬.市政管線隧道下穿既有橋梁關(guān)鍵技術(shù)研究[J].山西建筑,2017, 43(1):178-179.

【作者簡介】段瓊瓊（1981—），女，工程師，本科，主要從事施工工作。