地鐵施工對(duì)鄰近既有橋梁主動(dòng)防護(hù)技術(shù)的研究

劉黨鋒

摘 要： 隨著交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，地鐵施工建設(shè)的發(fā)展得到了不斷地提升。在城市中進(jìn)行地鐵施工的過程中，有一些施工區(qū)域會(huì)與其它原有的建筑產(chǎn)生空間上的交叉。因此施工時(shí)可能給會(huì)對(duì)原有建筑造成一定的影響。為了確保既有建筑的安全性，防范因施工造成的風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，我們必須要對(duì)有可能產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的來源、出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的原因以及可能出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)象進(jìn)行預(yù)判。通過前期的干預(yù)、預(yù)防以及施展積極應(yīng)對(duì)措施來開展保護(hù)工作，使防御工作變得更加主動(dòng)。

關(guān)鍵詞： 地鐵施工；臨近既有橋梁；防護(hù)技術(shù)；研究

引言：

城市的發(fā)展已經(jīng)趨于完善，為了降低對(duì)周邊建筑和環(huán)境的影響，在設(shè)計(jì)地鐵建設(shè)線路時(shí)往往會(huì)選擇主干道或者道路環(huán)線上，這樣能夠有效地降低地鐵施工對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生的影響。但是這些主干道上也有很多的橋梁，在地鐵建設(shè)過程中如何降低對(duì)道路既有橋梁的影響是我們順利開展地鐵施工的一個(gè)重要的問題。因此開展主動(dòng)防護(hù)措施，是確保橋梁安全以及施工順利開展的前提。

一、開展主動(dòng)防護(hù)體系

主動(dòng)防護(hù)體系的建立是針對(duì)于施工過程中的風(fēng)險(xiǎn)的演化過程以及風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)知的基礎(chǔ)上，進(jìn)而開始實(shí)施的一項(xiàng)精細(xì)化管理的方式和手段。它的主要核心理念就是將風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防放在首要地位，從而降低對(duì)橋梁的影響[1]。

（一）風(fēng)險(xiǎn)來源

在進(jìn)行地鐵施工時(shí)，對(duì)橋梁區(qū)域地面進(jìn)行挖掘是產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的主要來源，如果要主動(dòng)的降低風(fēng)險(xiǎn)，我們需要從源頭工作進(jìn)行著手，通過一定的技術(shù)措施來降低風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。

1.工法比選

在施工前期我們需要對(duì)施工中可能用到的各種施工方式進(jìn)行對(duì)比和選擇，通過不斷地對(duì)不同的施工工藝進(jìn)行分析和對(duì)比，進(jìn)而找到每種施工方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并以施工目標(biāo)為方向，在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等各項(xiàng)條件相對(duì)充分的前提下，選擇對(duì)地層干擾較小的施工方式進(jìn)行施工[2]。在進(jìn)行對(duì)比的過程中我們需要注意不同方式對(duì)后期工程施工所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而在滿足既定目標(biāo)的前提下，選擇最適當(dāng)?shù)氖┕し绞健?/p>

2.工法優(yōu)化

在確定施工方法之后，我們需要對(duì)施工方式進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。主要是所選擇的的施工方法僅僅是針對(duì)于對(duì)地層干擾較小的施工方法，但是在施工過程中還會(huì)出現(xiàn)其他的問題。尤其是施工順序，施工范圍以及施工工藝等內(nèi)容，一旦與其他的施工內(nèi)容沖突就可能導(dǎo)致工程出現(xiàn)較大的問題。所以我們需要借助對(duì)應(yīng)的設(shè)備對(duì)施工方式進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合施工環(huán)境和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況利用數(shù)據(jù)模擬的方式來對(duì)施工方法進(jìn)行再一次的確認(rèn)，以確保經(jīng)過優(yōu)化的施工方式能夠有效地降低對(duì)周圍地層的擾動(dòng)。

（二）風(fēng)險(xiǎn)載體

橋梁是豎立在地面之上的，因此一旦地層出現(xiàn)變形就會(huì)直接將風(fēng)險(xiǎn)傳遞到橋梁上，引起橋梁出現(xiàn)沉降、傾斜甚至便宜，所以為了能夠降低施工風(fēng)險(xiǎn)，我們必須依照地層的變化采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行干預(yù)。

1.對(duì)地層進(jìn)行加固

為了確保整個(gè)地面的穩(wěn)固性，我們?cè)谶M(jìn)行施工時(shí)通過會(huì)先采用注漿的方式來填充施工區(qū)域的洞口和地面，進(jìn)而改善隧道周邊以及橋梁樁基之間的土體的堅(jiān)固性，以降低地層出現(xiàn)變形的可能性。通過注漿的方式將漿液注入土體能夠使分散的土體膠結(jié)成一個(gè)整體，進(jìn)而增加了土體自身的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。同時(shí)在施工過程中在隧道支護(hù)完成之后再進(jìn)行注漿作業(yè)，還能夠防止土體裂縫的延展，避免造成更大的影響。

2.樹立隔離樁

在進(jìn)行隧道施工時(shí)，隧道的開挖會(huì)導(dǎo)致橋梁樁基周邊地層能量不斷地被分散，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁下部樁基位置的地層出現(xiàn)變形。因此為了避免施工對(duì)樁基造成影響，我們可以在隧道和橋梁之間樹立隔離樁，使其能夠?qū)⑺淼篱_挖的影響不斷地分散初期，并且不斷地吸收因土體遷移而帶來的能量，避免因應(yīng)力過大而導(dǎo)致地層變形，從而達(dá)到降低變形的目的。

（三）風(fēng)險(xiǎn)對(duì)象

在進(jìn)行地鐵施工建設(shè)時(shí)，如果遇到既有橋梁的區(qū)域需要進(jìn)行施工。很有可能會(huì)因?yàn)榈叵率┕?dǎo)致地層發(fā)生變形，進(jìn)而造成既有橋梁出現(xiàn)沉降或者承載力降低的情況。只有將橋梁出現(xiàn)沉降的荷載力進(jìn)行轉(zhuǎn)移才能夠有效地降低既有橋梁出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的可能性。

1.樁基托換

采用樁基托換的施工方式能夠有效地將橋梁樁基上面所承載的荷載力進(jìn)行轉(zhuǎn)移。它是一種將荷載力從新樁轉(zhuǎn)向舊樁的方式，在進(jìn)行轉(zhuǎn)移時(shí)托換結(jié)構(gòu)以及原有的基樁會(huì)出現(xiàn)一定量的變形，但是它們的變形量都在有限范圍內(nèi) [3]，因此并不需要過度擔(dān)心。

2.結(jié)構(gòu)頂升

如果在施工中橋梁樁基出現(xiàn)較大幅度的沉降，我們不僅要對(duì)地層進(jìn)行加固，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)施工區(qū)域上面的橋梁整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行頂升，使其能夠恢復(fù)到沉降之前的原有位置，繼而確保橋梁能夠正常使用。

二、防護(hù)技術(shù)的實(shí)施

在上面的文章中，我們以隧道施工對(duì)橋梁所產(chǎn)生的影響的風(fēng)險(xiǎn)來源、途徑以及對(duì)象這三個(gè)方面進(jìn)行的討論。對(duì)其產(chǎn)生影響的不同要素進(jìn)行了分析，主要強(qiáng)調(diào)了施工前進(jìn)行主動(dòng)防護(hù)措施的相應(yīng)方式。進(jìn)而使施工風(fēng)險(xiǎn)處于我們的把控中，同時(shí)還可以對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行主動(dòng)的防范和監(jiān)控，隨時(shí)注意風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。通過主動(dòng)的進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，能夠使我們的地鐵建設(shè)施工更加的通暢順利。

三、相關(guān)案例

我們將以具體的施工案例對(duì)該論題進(jìn)行討論。在北京地鐵建設(shè)施工過程中，6號(hào)線一期的施工工程在新建花園橋站，其主體施工與西三環(huán)橋體相交。車站在靠近花園橋跨北側(cè)的8號(hào)墩位置上有既有橋樁。同時(shí)橋樁結(jié)構(gòu)的外皮與隧道施工的外皮直線距離只有1.53m，同時(shí)距離7號(hào)橋墩的凈距離也只有9.42m。

（一）工法比選和優(yōu)化

通過對(duì)多種施工技術(shù)的比較，我們最終選擇洞樁法進(jìn)行隧道施工建設(shè)，這種方式不僅能夠快速的對(duì)隧道進(jìn)行封閉，同時(shí)還可以減少荷載轉(zhuǎn)換的次數(shù)，以及對(duì)地面產(chǎn)生擾動(dòng)的次數(shù)。同時(shí)在施工時(shí)還可以使用一些較為成熟穩(wěn)定的技術(shù)，繼而提升整個(gè)施工的安全性，并且能夠降低工程造價(jià)投入，縮短工期。

（二）加固和隔斷

為了應(yīng)對(duì)樁基可能存在的變形情況，僅僅依靠工法的優(yōu)化以及地層的加固的方式還是無法滿足實(shí)際變形的承載要求[4]。所以我們以現(xiàn)場(chǎng)條件為參考，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)施工隔斷的方式來進(jìn)行主動(dòng)防護(hù)。在進(jìn)行防護(hù)施工時(shí)首先對(duì)橋梁周邊的土體進(jìn)行注漿，以提升其穩(wěn)固性，進(jìn)而在樹立隔離樁使其嵌入的深度能夠達(dá)到7.2m。

（三）頂升

在進(jìn)行施工時(shí)如果橋梁的沉降情況超出了預(yù)警值，則必須對(duì)其進(jìn)進(jìn)行緊急處理。沉降數(shù)值較大時(shí)就必須采取頂升的方式，進(jìn)而減少沉降帶來的影響。

在進(jìn)行頂升時(shí)我們首先要確定頂升的數(shù)值，經(jīng)過綜合考慮盡可能降低施工帶來的影響。在實(shí)際施工過程中我們可以看出，在經(jīng)過卸載只有的8號(hào)橋墩其絕對(duì)高程值上升了近5mm，基本達(dá)到了頂升的標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)當(dāng)我們對(duì)應(yīng)力、裂縫等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，可以看出本次頂升工作對(duì)于橋梁的結(jié)構(gòu)的影響并不大。經(jīng)過綜合考量我們可以得出，對(duì)于橋梁的施工頂升工作已經(jīng)達(dá)到了我們之前的預(yù)期。有效的保障了花園橋7號(hào)橋墩以及8號(hào)橋墩的整體穩(wěn)定性。進(jìn)而給地鐵施工提供了更加良好的施工環(huán)境。

四、結(jié)束語

在整個(gè)施工階段，我們通過淺埋暗挖的方式對(duì)隧道施工給既有橋梁的防護(hù)工作帶來了一定的積極作用，并將其應(yīng)用于設(shè)計(jì)的隧道建設(shè)過程中。通過北京地鐵6號(hào)線在花園橋車站的施工工程中我們可以看到，整個(gè)工程項(xiàng)目都采用了工法優(yōu)化的方式，對(duì)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素提供了提前預(yù)防和控制的措施，從而確保地鐵施工建設(shè)安全有序的開展。同時(shí)也證明了通過主動(dòng)防護(hù)技術(shù)的方式對(duì)于既有橋梁的施工建設(shè)以及相應(yīng)的防護(hù)工作是有效、可行的。

參考文獻(xiàn)

[1]蘇潔，張頂立，周正宇，牛曉凱，臺(tái)啟民. 地鐵隧道穿越既有橋梁安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及控制[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015，34（S1）：3188-3195.

[2]李波. 地鐵盾構(gòu)施工與隔離樁施工對(duì)既有橋梁樁基影響的對(duì)比分析[J]. 中國水運(yùn)（下半月），2014，14（03）：275-277.