盾構(gòu)近距側(cè)穿既有橋樁施工技術(shù)研究

楊 洲

（中建八局軌道交通建設(shè)有限公司，遼寧 沈陽 110000）

研究盾構(gòu)機(jī)側(cè)穿既有橋樁施工技術(shù)對(duì)于采用盾構(gòu)法在城市中建設(shè)管廊隧道有著重要的意義，文章以沈陽市地下綜合管廊工程盾構(gòu)側(cè)穿既有橋樁為例，通過闡述注漿加固技術(shù)和盾構(gòu)自身控制要點(diǎn)分析了盾構(gòu)側(cè)穿既有橋樁關(guān)鍵技術(shù)。

1 簡介

1.1 工程概況

沈陽市某地下綜合管廊工程D1～D2區(qū)間，盾構(gòu)管廊在右K0+740～右K0+785處下穿和平橋。和平橋是沈陽市重點(diǎn)機(jī)動(dòng)車通行橋，車流量大，盾構(gòu)施工組織、參數(shù)控制、應(yīng)急準(zhǔn)備難度大。和平橋?yàn)槿邕B續(xù)橋梁，總跨度為38～41 m，橋?qū)?2 m，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁 （摩擦樁），其中，橋墩樁樁徑1.2 m，樁長20 m；橋臺(tái)樁樁徑1.2 m，樁長12 m。盾構(gòu)側(cè)下穿橋樁，盾構(gòu)外皮與橋臺(tái)樁最近點(diǎn)約為2.1 m，盾構(gòu)機(jī)上方管線群復(fù)雜，管線交匯重疊，涉及燃?xì)?、供水、供電、通訊、交通信?hào)、架空線等，為一級(jí)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)工程。

1.2 水文地質(zhì)條件

沈陽市某地下綜合管廊東西貫穿渾河沖洪積扇。整個(gè)區(qū)段內(nèi)沒有明顯、連續(xù)的厚層隔水層，地下水類型為第四系松散巖類孔隙潛水。盾構(gòu)區(qū)間地層主要由第四系全新統(tǒng)和上更新統(tǒng)黏性土、砂類土及碎石類土組成。盾構(gòu)區(qū)間隧道施工范圍內(nèi)所處地層主要由圓礫層、礫砂層及粉細(xì)砂層組成，地質(zhì)軟硬不均。地下水穩(wěn)定水位埋深為6.5～9.3 m，地下水位高，透水性強(qiáng)，過河段地層主要以富水礫砂為主。

2 采取的技術(shù)措施

2.1 盾構(gòu)掘進(jìn)自身控制

（1） 設(shè)試驗(yàn)段。因盾構(gòu)施工對(duì)周邊土層影響程度受控因素太多，如左上土倉壓力、推進(jìn)速度、總推力、出土量、注漿量和注漿壓力等盾構(gòu)參數(shù)，在側(cè)穿既有橋樁之前設(shè)置試驗(yàn)段，試驗(yàn)段長度為50～100 m?？偨Y(jié)盾構(gòu)掘進(jìn)試驗(yàn)段的參數(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化使盾構(gòu)側(cè)穿既有橋樁時(shí)保持良好的推進(jìn)參數(shù)。

（2） 嚴(yán)控姿態(tài)。在側(cè)穿既有橋樁時(shí)盾構(gòu)機(jī)應(yīng)均衡勻速推進(jìn)施工，減少刀盤對(duì)土體的擾動(dòng)，在掘進(jìn)過程中，要派專人負(fù)責(zé)觀察橋梁的監(jiān)控量測變化情況。因側(cè)穿既有橋樁段為直線段，掘進(jìn)時(shí)嚴(yán)格的線形控制和姿態(tài)控制，以避免對(duì)土體的超挖和擾動(dòng)。

（3） 確保注漿。嚴(yán)格控制同步注漿量和漿液質(zhì)量，在盾構(gòu)推進(jìn)時(shí)增大同步注漿量填補(bǔ)空隙，重點(diǎn)對(duì)隧道拱部及鄰近橋樁范圍進(jìn)行二次注漿，確保二次注漿的注漿量及注漿壓力，每隔5環(huán)采用水泥—水玻璃雙液漿做止水環(huán)，采用地面補(bǔ)壓漿或地面跟蹤補(bǔ)壓漿進(jìn)行補(bǔ)救。

（4） 快拼裝?？焖倨囱b管片，減少盾構(gòu)停留時(shí)間，在隧道開挖過程中洞身圍巖塑性區(qū)的發(fā)展是具有一定滯后性的，通過快速的完成管片拼裝的方式來減少盾構(gòu)在通過既有橋樁范圍內(nèi)停留的時(shí)間，從而減少地層變形。

（5） 預(yù)防停機(jī)。盾構(gòu)穿越前對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行全面檢修，使盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)都能正常運(yùn)行，確保刀盤上泡沫管的暢通、盾尾刷良好的密封性、同步注漿管的暢通。同時(shí)必須保證刀盤刀具的合理配置和完好性，避免在該區(qū)段內(nèi)停機(jī)換刀，以最好的狀態(tài)側(cè)穿既有橋樁。

（6） 加強(qiáng)監(jiān)測。盾構(gòu)穿越過程中，加強(qiáng)監(jiān)控量測的數(shù)量及頻率，對(duì)施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)測測數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，加強(qiáng)對(duì)橋面、橋墩的沉降及傾斜觀測，當(dāng)監(jiān)控量測達(dá)到黃色預(yù)警時(shí)，及時(shí)對(duì)橋梁采取臨時(shí)支頂措施。

2.2 地面注漿加固技術(shù)

（1） 盾構(gòu)左線與和平橋采用隔離樁防護(hù)，隔離樁采用φ800@1400，C30商混，鋼筋為φ10HPB300級(jí)鋼筋、φ16φ18HRB400級(jí)鋼筋，鋼筋籠主筋保護(hù)層為70 mm，主筋采用搭接焊。

（2） 橋臺(tái)及橋墩樁間及四周外擴(kuò)3 m范圍采用旋噴樁加固，旋噴樁采用φ550@500雙重管工藝，相鄰樁間咬合為50 mm。漿液采用水泥漿，加固深度根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測確定，實(shí)樁長度12 m，確保加固后能使被加固范圍內(nèi)的土體連成一個(gè)整體。

（3） 旋噴樁無操作空間則采用袖閥管注漿加固，袖閥管注漿孔間距為1 m×1 m梅花形布置，注漿壓力宜控制在0.2～0.5 MPa，注漿速度7～10 L/min，漿液采用水泥漿，水灰比0.8～1.0，單漿液初凝時(shí)間控制在20～30 min，確保加固后能使加固范圍內(nèi)的土體連成一個(gè)整體。

（4） 注漿結(jié)束7 d后進(jìn)行注漿檢驗(yàn)，當(dāng)檢驗(yàn)點(diǎn)不合格時(shí)，要對(duì)不合格的區(qū)域重復(fù)注漿加固。

（5） 加固施工前，需用圍擋對(duì)施工范圍采取嚴(yán)格保護(hù)措施，減少施工對(duì)周圍的影響。在盾構(gòu)側(cè)穿既有橋樁區(qū)域內(nèi)，橋面的寬度方向兩側(cè)各外擴(kuò)3 m范圍內(nèi)為加固區(qū)，橋臺(tái)與橋墩兩側(cè)外擴(kuò)3 m為加固區(qū)，加固范圍47 200 m×17 800 m。和平橋加固范圍示意圖如圖1所示，綜合管廊下穿和平橋關(guān)系剖面圖如圖2所示。

圖1 和平橋加固范圍示意圖

圖2 綜合管廊下穿和平橋關(guān)系剖面圖

3 結(jié)語

通過對(duì)盾構(gòu)機(jī)自身推進(jìn)參數(shù)優(yōu)化技術(shù)和注漿加固技術(shù)，有效控制地表管線的沉降控制，較少未知風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，盾構(gòu)機(jī)順利通過一級(jí)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源，未對(duì)地面交通產(chǎn)生影響，地面沉降在可控范圍內(nèi)，為后續(xù)此類施工提供可借鑒方案。