盾構(gòu)隧道下穿京港澳高速高架橋技術(shù)研究

饒波

摘要：利用ANSYS有限元分析軟件，依托盾構(gòu)隧道下穿京港澳高速高架橋，利用數(shù)值模擬方法，分析了水平、豎向位移情況，并結(jié)合具體盾構(gòu)施工控制措施，通過理論與具體工程相結(jié)合，為類似工程提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)施工? 下穿 高架橋? 數(shù)值分析 技術(shù)研究

1、工程概況

武漢軌道交通某區(qū)間處于于漢江三級階地，穿越地層為粘土、粉質(zhì)粘土夾碎石、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖;場地沿線地下水主要類型有上層滯水、層間水、孔隙承壓水、基巖裂隙水四種類。

區(qū)間隧道在里程右CDK6+340～ CDK6+390里程處下穿京港澳高速高架橋，區(qū)間隧道左右線分別從高架橋20m跨，下穿處區(qū)間隧道線間距16m，覆土為16.5m，線路為直線，坡度為5.82‰。隧道與高架橋平面交角約為60°。隧道與橋梁基礎(chǔ)的水平距離最小3.4m，豎向距離約12.1～14.9m。

京港澳高速跨漢陽大道高架橋全長100.34m，上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力板梁，下部為墩柱擴(kuò)大條形基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)長12m，寬2.4m。

2、風(fēng)險(xiǎn)控制

參考《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2007）和《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（（JTG D60-2015）規(guī)定，高速橋梁結(jié)構(gòu)墩臺工后均勻沉降量不大于20mm，相鄰墩臺間差異沉降不大于10mm，墩臺頂面水平位移值不大于5mm。

3、風(fēng)險(xiǎn)源分析

通過對盾構(gòu)掘進(jìn)施工進(jìn)行有限元模擬計(jì)算分析，預(yù)測盾構(gòu)施工過程中對高架橋基礎(chǔ)及橋墩引起的沉降和變形，根據(jù)計(jì)算情況采取工程措施確保高架橋結(jié)構(gòu)安全。

選取右線隧道施工完成，典型的施工步進(jìn)行分析。

右線盾構(gòu)施工后，對土體及上部橋梁有一定的影響，隧道頂部出現(xiàn)部分沉降，隧道底部由于土體卸載出現(xiàn)了部分回彈，影響范圍主要在隧道頂部及路面。

根據(jù)右線盾構(gòu)施工完成后橋梁結(jié)構(gòu)豎向位移云圖可以看出，橋梁中間基礎(chǔ)最大沉降量為4.2mm，中間基礎(chǔ)兩側(cè)基礎(chǔ)沉降量分別為1.9mm、1.2mm。支座處橋面最大沉降分別為1.6mm、3.5mm、0.8mm，相鄰跨最大差異沉降3.0mm，橋面支座處沉降差2.7mm。橋梁基礎(chǔ)最大水平位移為1.6mm，出現(xiàn)在中間橋墩基礎(chǔ)處，橋面水平位移為0.01mm。

4、風(fēng)險(xiǎn)源分析結(jié)論

計(jì)算結(jié)果表明：在盾構(gòu)掘進(jìn)面壓力穩(wěn)定二次注漿滿足要求情況下，高速橋梁結(jié)構(gòu)墩臺工后均勻沉降量不大于20mm，相鄰墩臺間差異沉降不大于10mm，墩臺頂面水平位移值不大于5mm。橋梁在施工階段技術(shù)參數(shù)合規(guī)的情況下，其安全性是滿足要求的。

5、施工處理措施

5.1盾構(gòu)施工注意事項(xiàng)

①盾構(gòu)施工前，建立完整的測量和監(jiān)控量測系統(tǒng)，控制隧道軸線偏差，對地層及結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測，并及時(shí)反饋信息，實(shí)行信息化施工。

②注意盾構(gòu)選型，時(shí)調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)，加強(qiáng)同步注漿，優(yōu)選最佳施工參數(shù)，保證開挖面穩(wěn)定，加強(qiáng)同步壓漿與必要的補(bǔ)壓漿措施，來控制橋梁沉降。

③加強(qiáng)監(jiān)測，采取相應(yīng)措施，包括對高架橋墩的變形、沉降的監(jiān)測，如發(fā)生較大變形，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)。

④在隧道側(cè)穿高架基礎(chǔ)范圍，在橋梁樁基下部設(shè)置注漿管，施工中采用信息化施工，在加強(qiáng)同步注漿的同時(shí)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行二次注漿，保證施工期間高架的安全。

5.2施工監(jiān)測中應(yīng)注意：

①盾構(gòu)穿越高架期間，需要對高架穩(wěn)定性監(jiān)測，根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行布點(diǎn)監(jiān)測其相對位移和沉降情況。

②每根墩柱上布置上下2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在需穿越的墩柱一側(cè)布置測斜孔。

③盾構(gòu)穿越期間，每推進(jìn)一環(huán)，進(jìn)行監(jiān)測，調(diào)整施工參數(shù)。

6、結(jié)束語

面對大力發(fā)展城市軌道交通的時(shí)代背景，軌道交通越來越成為主要交通工具。而伴隨著越來越長的隧道里程，無論是正在施工的隧道還是規(guī)劃中的地鐵隧道，具有一定的參考和借鑒意義。