盾構(gòu)近距離側(cè)穿高鐵橋墩施工

周強(qiáng) 楊浩

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市軌道工程也有突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，但施工過程中的技術(shù)問題依然存在。在對隧道進(jìn)行施工時會對地表及周圍的建筑物帶來影響，所以科學(xué)合理地施工對隧道工程很有現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)隧道；高鐵橋墩；土體加固

引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市軌道工程也有突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。盾構(gòu)法施工是城市軌道施工中較為常用的一種施工手段。

1、背景

杭海城際鐵路工程第四標(biāo)段，為全地下區(qū)間工程。設(shè)計起點里程為DK12+315.953，終點里程為右DK14+030.603，盾構(gòu)區(qū)間單線長為646m，區(qū)間線路于右DK12+910.396～右DK12+928.432下穿滬杭高鐵，盾構(gòu)隧道外徑為6.2m，埋深5.1m～5.6m。區(qū)間隧道下穿滬杭高鐵段范圍為桐海特大橋，受影響樁基為575號、576號、577號共3根橋樁，隧道距橋墩樁基最小水平凈距約5.9m，要求橋梁變形不得大于1mm。

該方案在保證施工質(zhì)量的前提下爭取經(jīng)濟(jì)效益最大化，優(yōu)化施工組織，改進(jìn)施工工藝，節(jié)約施工成本，保證了施工工期，開發(fā)新方法，且施工過程中使用場地小、沒有大量的土方置換，降低了揚(yáng)塵的范圍。

2、工藝原理

首先施工對既有高鐵橋梁的隔離樁，然后將兩排隔離樁之間對盾構(gòu)上下各3m范圍土層進(jìn)行注漿加固，待加固土體達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行下穿施工。

3、施工工藝流程及施工要點

3.1施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→隔離樁施工→混凝土冠梁支撐施工→注漿加固施工→盾構(gòu)掘進(jìn)施工。

3.2操作要點

3.2.1 隔離樁施工

首先對盾構(gòu)隧道下穿滬杭高鐵桐海特大橋前，在隧道與高鐵橋梁樁基之間實施隔離樁防護(hù)措施，隔離樁采用?800@1000鉆孔灌注樁，樁頂設(shè)置800x800冠梁。

盾構(gòu)隧道在隔離樁防護(hù)段掘進(jìn)時，措施如下：

1）盾構(gòu)推進(jìn)前，應(yīng)充分掌握施工影響范圍內(nèi)的周邊環(huán)境情況；

2）建立完善的監(jiān)控量測系統(tǒng)，及時定期進(jìn)行監(jiān)測；

3.2.2注漿加固施工

首先盾構(gòu)下穿滬杭高鐵前完成地基加固，地基加固采取地面鉆桿后退式注漿工藝，加固范圍為兩排隔離樁之間對盾構(gòu)上下各3m范圍地層進(jìn)行注漿加固，最外圈注漿漿液采用1：1水泥水玻璃雙液漿，其余采用1：1水泥漿，采用42.5級普通硅酸鹽水泥。

3.2.3盾構(gòu)掘進(jìn)施工

施工時保證推進(jìn)的勻速性，做好施工監(jiān)測，包括對橋墩的變形、沉降的監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整施工參數(shù)，施工前進(jìn)一步核實既有建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)資料及與區(qū)間隧道相互關(guān)系。

本區(qū)間始發(fā)端處于半徑460m，縱坡28‰下坡的線路上，地層為4-1淤泥質(zhì)黏土和5-1粉質(zhì)黏土，盾構(gòu)機(jī)在軟土地層小半徑大坡度始發(fā)是一個重難點，必須在施工過程中控制盾構(gòu)機(jī)的各項參數(shù)，保證始發(fā)順利。

（1）下穿高鐵分階段施工

盾構(gòu)下穿高鐵，分3個階段：

1）第一階段為90～100環(huán)。

此階段位于高鐵30m保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，但在盾構(gòu)隔離保護(hù)加固區(qū)以外，埋深為6.0～6.2m，主要穿越地層為淤泥質(zhì)黏土。

2）第二階段為100～143環(huán)

本段為盾構(gòu)穿越加固區(qū)段，埋深為6.2～6.4m，主要穿越地層為淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土，前期進(jìn)行了土體加固。

3）第三階段為143～155環(huán)

此階段位于高鐵30m保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)，但在盾構(gòu)隔離保護(hù)加固區(qū)以外，埋深為6.4～6.5m，主要穿越地層為粉質(zhì)黏土。

（2）盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制

盾構(gòu)姿態(tài)具體指盾構(gòu)現(xiàn)態(tài)位置（指盾構(gòu)切口、盾尾兩中心的高程、平面、軸線、縱坡），與已建隧道管片的相對關(guān)系如何，總的要求使隧道管片軸線和盾構(gòu)軸線夾角最小，高程、平面偏差最小，盾殼與管片四周的間隙均勻，盾構(gòu)的姿態(tài)優(yōu)劣對建后隧道質(zhì)量關(guān)系極大，因此在施工中做到勤觀察、及時糾偏調(diào)整、認(rèn)真操作、掌握盾構(gòu)的性能，將盾構(gòu)軸線控制在所需的位置。保證隧道建成后各個方面都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

初期掘進(jìn)時軸線允許偏差：①水平偏差 -10～-15mm；②垂直偏差 -15～-20mm；③俯仰角 小于3mm/m；④水平偏角 小于3mm/m。

（3） 掘進(jìn)管片拼裝

1）施工過程中要嚴(yán)格管片選型程序（主要是封頂塊點位的選擇）以滿足隧道線型為前提，保證管片拼裝質(zhì)量。嚴(yán)格注意盾尾間隙的變化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。盾尾間隙標(biāo)準(zhǔn)值為75mm，在圓曲線段掘進(jìn)時盾尾間隙變化較大，可將盾尾間隙保持在75±15mm范圍內(nèi)以防盾尾直接接觸管片。

2）管片安裝必須從隧道底部開始，然后依次安裝相鄰塊，最后安裝封頂塊。安裝第一塊管片時，用水平尺與上一環(huán)管片精確找平。

3）安裝鄰接塊時，為保證封頂塊的安裝凈空，安裝第5塊管片時一定要測量兩鄰接塊前后兩端的距離（誤差小于10mm），并保持兩相鄰塊的內(nèi)表面處在同一圓弧面上。

4）封頂塊安裝前，對止水條進(jìn)行潤滑處理，安裝時先搭接700mm徑向推上，調(diào)整位置后緩慢縱向頂推插入。

5）管片塊安裝到位后，應(yīng)及時伸出相應(yīng)位置的推進(jìn)油缸頂緊管片，其頂推力應(yīng)大于穩(wěn)定管片所需力，然后方可移開管片安裝機(jī)。

6）管片安裝完后應(yīng)及時整圓，并在管片脫離盾尾后對管片連接螺栓進(jìn)行二次緊固。

4、質(zhì)量控制

4.1施工時嚴(yán)格按照以下標(biāo)準(zhǔn)實施

（1）《盾構(gòu)法隧道施工與驗收規(guī)范》（GB50446-2008）。

（2）《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）。

（3）《城市軌道交通地下工程建設(shè)風(fēng)險管理規(guī)范》（GB50562-2011）。

4.2施工質(zhì)量控制措施

4.2.1隔離樁施工質(zhì)量控制措施

安裝鉆機(jī)前，底架應(yīng)墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷。鉆機(jī)頂端應(yīng)用纜風(fēng)繩對稱拉緊，鉆頭中心與護(hù)筒中心偏差不得大于5cm；開孔的孔位必須準(zhǔn)確，應(yīng)使初成孔壁豎直、圓順、堅實；鉆孔時，孔內(nèi)水位宜高于護(hù)筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m。在沖擊鉆進(jìn)中取渣和停鉆后，應(yīng)及時向孔內(nèi)補(bǔ)水或泥漿，保持孔內(nèi)水頭高度和泥漿比重及粘度；鉆孔時，起、落鉆頭速度宜均勻，不得過猛或驟然變速，孔內(nèi)出土不得堆積在鉆孔周圍。

4.2.2注漿加固施工質(zhì)量控制措施

注漿施工中應(yīng)通過現(xiàn)場試驗對注漿參數(shù)及漿液配比作進(jìn)一步試驗調(diào)整，并在以后注漿施工過程中根據(jù)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整么以確保注漿效果；注漿過程中藥采取相應(yīng)的措施防止堵管；水泥漿液若發(fā)生沉淀、離析現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌；施工過程中做好注漿施工的各種記錄，及時了解注漿壓力和流量變化情況并進(jìn)行綜合分析，判斷注漿效果是否滿足設(shè)計要求；當(dāng)出現(xiàn)漏漿和冒漿時，則根據(jù)實際情況進(jìn)行處理。

4.2.3盾構(gòu)掘進(jìn)施工質(zhì)量控制措施

控制施工參數(shù)，保證盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，結(jié)合工程自身特點與質(zhì)量管理工作需要，組建一支以項目經(jīng)理為主，具有責(zé)任性強(qiáng)、有管理水平、有能力、施工經(jīng)驗豐富的資質(zhì)合格的項目質(zhì)量管理班子。

5、安全措施

5.1施工時嚴(yán)格按照以下標(biāo)準(zhǔn)實施

《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ33-2012）

《建筑安裝工人安全技術(shù)操作規(guī)程》

《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46-2005）

《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ33-2012）

5.2施工安全控制措施

1）抓好現(xiàn)場管理，搞好文明施工，保持現(xiàn)場整潔。燈明、路平、無積水。

2）生活區(qū)、砂漿站、加工場，要符合防水要求，切實做好防洪、防火、防中毒、防淹等工作，防止事故的發(fā)生。

3）現(xiàn)場除應(yīng)設(shè)置安全宣傳標(biāo)語牌外，危險地點懸掛危險標(biāo)牌，夜間尤其是坑洞等還應(yīng)設(shè)紅燈示警。

4）加強(qiáng)洞內(nèi)通風(fēng)，安設(shè)低噪音的通風(fēng)機(jī)減少洞內(nèi)的噪音污染。

5）施工場地的料庫、及龍門吊等，設(shè)置防雷、防靜電設(shè)施。

6）凡進(jìn)入現(xiàn)場的人員，均要服從管理人員的指揮，遵守各項安全生產(chǎn)管理制度，正確使用個人防護(hù)用品。禁止穿拖鞋、高跟鞋和赤腳進(jìn)入施工現(xiàn)場。

7）管片等垂直吊運(yùn)時，地面指揮確認(rèn)井下無人站立和行走后，方可指揮司機(jī)進(jìn)行運(yùn)作，同時按下報警器，在隧道內(nèi)有信號工指揮，示意有重物進(jìn)入施工井口。

8）作業(yè)人員嚴(yán)禁酒后作業(yè)，不準(zhǔn)在孔內(nèi)吸煙，不準(zhǔn)帶貨源下井；

9）作業(yè)人員，在施工前必須穿長筒絕緣鞋，頭戴安全帽，腰系安全帶，井下設(shè)置安全繩；

10）用電必須分閘，孔配一個配電箱，嚴(yán)禁一閘多用，孔上電線電纜，必須架空，嚴(yán)禁拖地或埋壓土中，孔內(nèi)電纜、電線必須完好無損，并有防磨防潮防斷等措施；

11）如遇暴雨，為確保安全，停止施工。

（作者單位：1浙江杭海城際鐵路有限公司；

2中鐵隧道局集團(tuán)有限公司市政工程公司）