下穿高速公路盾構法施工中的路面沉降觀測

謝前波　張帆

摘 要：文章主要參考以往施工過的具體的高速公路工程項目為例，建議下穿高速公路地道橋應采用“鋼盾構”頂進的施工方法，同時也詳細地分析了怎樣才能做好施工過程中高速公路路基和路面的變形監測工作。日后的施工中如果進行頂進施工作業時，采用的策略為“小步、快跑”，每次進尺量約為30-40cm，每隔2小時頂進一次，盡可能的減少公路路基和路面所受到的干擾，施工時，應保證高速公路的正常運行，同時有效的控制其路面沉降。

關鍵詞：下穿高速公路；盾構法施工；沉降觀測

1 盾構法施工簡介

所謂的盾構法就是指在保留了傳統的頂涵施工工藝方法的前提下，進一步的改進并完善了鋼架橋頂進路基的支護結構，采用了平刃的切土方式，為保證公路具有良好的坡比而采用了鋼構支撐架，策略為“小步、快跑”，每次進尺量約為30-40cm，每隔2小時頂進一次，施工的適應性和安全性得到了很大提升。盾構法通常都是由五部分組成的，分別控制機構、掘進機構、輔助機構、活動盾構座和鋼構支撐架，在應用了此種施工方法后，將鋼構支撐架裝在第一節箱框前，這樣在砼箱框頂進的過程中就能對路基起到較好的防護作用，同時由于地質情況存在較大的區別，采用此方法后還能使鋼構支撐架具有合理的長度，從而保證路基的坡比。掘進機構應安裝在盾構座內部，同時其應呈門字形的組合，其外輪廓的尺寸應與鋼架橋外輪廓的尺寸保持一致，對于周邊的各類荷載，鋼構支撐架和剛架應共同對其起到支撐作用。在施工的過程中，在路基的內部掘進機構和盾構座都是相對獨立的，在作業的過程中掘進機構會相繼的錯開推進，從而將原地道剛架橋的掘進斷面分成若干個小斷面，箱框推進作業完成后，再將剛架橋底板前面的坡比土體清除干凈就可以了。

2 量測斷面與測點布置

2.1 路基和路面的變形監測點

應在不影響地道橋施工的范圍內分別設置四個水準基點，同時在高速公路的縱向方向的每一個單幅路面上，分別布置四排測點，它們分別為中央分隔帶邊緣處、行車道外側分道線處、緊急停車帶靠波形護欄測邊緣處以及超車道外側分道線處，觀測點在兩幅路面應是對稱布置的，因此，每排應有5個觀測點，共有8排。在地道橋箱體的中軸線位置處，觀測點也應是對稱布置的，兩個觀測點之間的距離為5m。另外，為了能夠更加及時、準確的監測到路基的沉降變形情況，還應在緊急停車帶的外側鉆取孔洞，其深度為80cm，直徑約為10cm，其位置在箱體中軸線的正上方，在其內部的土路基的頂部也應設置觀測點。

2.2 路基邊坡的變形觀測點

一般情況下，為了能夠較好的觀測路基邊坡的沉降情況，應在排水邊溝的位置處布置一排觀測點，相鄰觀測點之間的距離為5m，并且在地道箱涵箱的中軸線位置處，它們應是對稱布置的，而在出口的位置處，由于施工單位通常都會在制定梁上伸出一部分螺紋鋼筋，因此，就可以將這部分螺紋鋼筋作為觀測點來監控邊坡的沉降情況。

2.3 既有通道橋位置和沉降的監測

由于既有通道橋的橋臺與施工工作面是相鄰的，那么在通道橋橋面的伸縮縫兩側就應設置觀測點，其沿兩幅路面應是對稱設置的，每幅路面4個觀測點，共計8個沉降觀測點。另外，在橋臺的翼墻上還應設置1個位移觀測點。

2.4 觀測點的類型

通常情況下，采用兩種類型的觀測點，一種是在路面中直接釘入鋼筋或者是螺釘，鋼筋或是螺釘的上端應與路面平齊，從而有效的監測既有通道橋和路面的沉降情況；另一種則為鉆內徑為100mm的孔，之后在路堤填土中釘入鋼筋，然后用水泥固定，而為了有效地保護孔，在其頂部還應設置鋼板蓋，當置尺讀數時才可揭開鋼板蓋了，此類觀測點可以準確地監測路基的脫空和沉降情況。

3 量測方法和儀器的選擇

進行觀測工作時，應盡可能的選擇高精度的測量設備，水準尺可以選擇銦瓦合金水準尺，觀測方法建議選擇光學測微法，水準儀的分劃值為0.05mm，自動補償精度為正負0.5mm，此方法在基準點的聯測以及國家的一等和二等水準測量工作中都是較為適用的。

首先，應充分的參考業主單位和設計單位提供的意見，先對所有的觀測點進行一次全面的測量，之后才可以進行頂推的施工作業，通過聯測水準點的絕對高程先計算出每一個觀測點的初始高程，之后每次進尺量為30-40cm，穩定一段時間后再計算出每一個觀測點的高程，將計算出的高程與上一次得出的結構相比較，就可以得出本次的沉降量以及總的沉降量了。在進行測量工作的過程中，還應定期的進行4個基準點的聯測工作，這樣便能夠及時的得到基準點高程的變化情況。一般情況下，當沉降量上升時，符號為負，當沉降上下沉時，符號為正，當遇到特殊情況時，可以適當的提高檢測頻率并減小進尺量，發現突發問題時應及時上報，從而及時的制定出改善對策，從而保證路面的使用性能和通車安全。

4 對觀測到的沉降規律的研究及分析

在以后高速公路工程項目進行頂推施工作業的過程中，必須先將箱體頂到預定的位置，在此時間范圍內應是日夜不間斷施工的，每一天的頂進距離約為3m，每次頂進施工作業的間隔時間為2小時，每天共進行10次頂進施工作業，在整個的施工過程中，測量人員對各個變形點的沉降情況進行了詳細的跟蹤和觀測，并且應準確的記錄下來作業時的天氣情況、時間以及進尺量，根據各個觀測點的變形數據，測量人員還應及時的繪制出時間和變形曲線的關系圖，將其上報給了建立單位、施工單位和建設單位。在完成了地道箱涵的頂進施工作業后，應觀測路面的最大下沉量，并且最大下沉量的具體位置在何處。在觀測沉降的過程中，還應準確地觀測另外三排觀測點的沉降量，從而保證路面不會產生過大的總體沉降。而在觀測路基的沉降情況時，應保證其也不會產生過大的沉降量，同時施工作業全部結束后，路面應不再出現沉降的現象，并且具有良好的整體穩定性。

為保證項目的順利施工，施工的過程中還應對既有通道橋的沉降情況進行觀測，應詳細地觀測既有通道橋南橋臺側墻在南北方向所產生的位移，同時還應分別觀測在翼墻位置設置的觀測點以及在既有通道橋的橋面上所產生的最大沉降量，地道橋南橋臺的東端通常是要選擇上拱結構，如果沒有產生過大的沉降量，就說明工程項目的施工對于已經存在的地道橋沒有產生太大的影響，既有通道橋也是可以安全的運行的。在對地道橋進行施工時，高速公路的路面是不可避免的要出現沉降的，那么該路段的縱斷面線形和平面線形也可能發生變化，高速公路通車的安全性就可能會受到影響，因此，還應對其進行適當的改進和修改。

通過以上的論述，對盾構法施工簡介、量測斷面與測點布置、量測方法和儀器的選擇以及對觀測到的沉降規律的研究及分析四個方面的內容進行了詳細的分析和探討。在進行頂進的施工作業時，沉降的觀測工作對于施工的安全性是有著直接的影響的，所以，應高度地重視沉降觀測工作，盡可能的保證觀測的精度，真實、完整并且準確的記錄各項觀測數據，對沉降進行科學而合理的分析，從而為施工提供可靠的依據。同時還應保證觀測人員和觀測儀器的固定，準確的計算出每一個觀測點的高程，發現問題時應及時的制定出有針對性地改善對策，從而真正的做好路基、路面的沉降觀測工作。

參考文獻

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