淺談隧道工程下穿既有運營橋梁施工技術

胡馳名

（中鐵十八局集團有限公司）

淺談隧道工程下穿既有運營橋梁施工技術

胡馳名

（中鐵十八局集團有限公司）

隨著我國道路的發展，由于線路的問題，隧道過程可能采取施工下挖既有運營橋梁的情況，雖然這種情況非常少見，但如何減少隧道下穿既有運營橋梁對橋梁運營的影響，并且保證隧道施工的成功及安全，是非常值得我們探討的問題。本文將從隧道下穿對既有運營橋梁的影響出發，并探究隧道下穿既有運營橋梁對隧道安全施工的影響，最終提出相應的解決方案。

隧道；既有運營橋梁；施工

隨著當前地下工程的一步步發展，隧道工程施工應該非常常見。但近些年來，因線路設計等原因，隧道工程不可避免地出現下穿既有運營橋梁的情況。雖然理論上可行，但是隧道下穿對既有運營橋梁施工技術一旦處理不善，就會對隧道安全施工有影響，并不利于既有橋梁運營。為保證整個工程及既有運營橋梁的安全性，本文將探討此類施工技術。

1　工程概況

該工程在某市中心城區西縱快速路與高新路相交的地方。西縱快速路以隧道形式下穿高新路既有運營的立交橋。隧道全程1150m。隧道起點在公園內，接著從立交橋下穿過。最后進入到某大街止。該工程某段位于北站立交橋的正下方，施工方法上采用明開槽的方式，基坑圍護采用灌注樁及止水帷幕的方式。該段段落長約20m，基坑凈寬30.8m，挖深為12.5m。因隧道工程施工工程中要立交橋的正常運營，所以要在施工中保證橋梁的正常使用及橋體的安全。此外，還要保證隧道工程的安全性。

2　隧道工程對橋梁基礎的影響

隧道工程施工時，會影響橋梁的穩定，具體來說可能從以下方面對橋梁產生影響：

2.1既有運營橋梁的基礎沉降

隧道下穿既有運營橋梁時，很有可能引起橋梁基礎沉降。在隧道工程開挖到達橋梁基礎前，隨著工程的不斷推進，地層受到擾動的程度增加。隨著工程橋梁基礎的距離越來越近，橋梁基礎的沉降速度也越來越快。

在該工程中，橋梁基礎出現驟降的情況，這是在隧道工程開挖2m時出現的。這說明隧道工程在對地層產生擾動的過程中，已開始對橋梁基礎產生影響。當橋梁基礎在下面隧道支護完成后，并當掌子面工程推進時，橋梁基礎下方的地層才逐漸穩定下來。隨著隧道支護結構加強強度，橋梁地層逐漸穩定，并且橋梁基礎所受的影響也漸漸消失[1]。

2.2既有運營橋梁的基礎不均

隧道下穿既有運營橋梁，除了能使橋梁基礎出現沉降外，還能使橋梁基礎出現不均。該工程，在計算結果時顯示，橋梁基礎出現不均勻的情況出現在邊緣橋墩，到達6.8mm，與此相比較，遠側橋梁基礎不均勻沉降較小。這是因為開工過程中，地表產生沉降槽。

2.3既有運營橋梁可能發生位移

當基坑邊緣出現超載時，基坑的圍護結構易產生變形。當橋墩處的土層發生擾動變形時，基坑兩側的荷載會有不均的情況。這時，橋墩發生位移，那么既有運營橋梁的穩定性和安全性都會受到較大挑戰。

3　隧道工程下穿既有運營橋梁的問題

除了對既有運營橋梁的影響外，隧道工程下穿既有運營橋梁本身就有著難度和一些問題。

3.1沉降問題

在工程開挖后，橋梁基礎周圍出現沉降的現象，該現象中橋梁基礎周圍的沉降值高于其它斷面。

此外，除了橋梁基礎周圍的沉降情況，還有拱頂沉降存在。通過比較該工程的具體情況，隧道在無橋的狀態下下穿時，拱頂沉降值低于有橋狀態下下穿。因橋梁有荷載作用，所以會對隧道開挖面的拱頂產生較大影響。靠近橋梁一側的隧道斷面的沉降值比沒有靠近橋梁的隧道的沉降值要大。

3.2施工空間狹小

該隧道工程中，有很大一段是下穿既有運營橋梁的。但是該橋梁在16#～17#墩橋的凈空間為4.8m，而17#～18#墩橋下的凈控只有4.0m.這樣狹小的施工空間，顯然是不利于施工作業的。而當圍護結構緊貼著原有承臺，間隙為零。如何擴大施工作業空間成為我們必須考慮的問題。

4　解決方法和措施

4.1立交橋的基礎加固

該立交橋，已經投入運營5年的時間。該橋梁采用混凝土方樁打入基礎，但此橋梁的基礎和結構上仍不夠，所以無法承受土層的擾動。我們首先要解決的問題，就是要幫立交橋基礎加固。隧道下穿所相關的所有橋墩都要進行加固處理，16#、17#以及18#橋墩。此外，要對該橋墩的承臺進行灌注樁加固。從技術上，承臺加固要保證新舊新舊混凝土結合面的植筋深度及外露鋼筋長度并在鋼筋安裝施工前對植筋進行拉拔試驗[2]。并要保證加固樁的垂直度偏差，以及沉渣的厚度。還要按照圖紙要求和規范來綁扎鋼筋及澆注混凝土。

4.2應對地表沉降的措施

因隧道下穿橋梁過程中，易出現地表沉降的情況，從而引起了橋梁基礎的沉降及拱頂沉降的情況。所以，我們要注意采取各種措施應對地表沉降的問題。

首先，我們可以使用超前導管注漿對位移進行加固處理。

在這個加固過程完成后，我們要立即壓注水泥漿，并填充土層的空隙，來保證土層的牢固，并能增強圍巖的穩定性。

接著，我們要注意施工過程不能冒進，而是要循序漸進，以免發生重大地面沉降及橋梁基礎不穩的問題。

隧道下穿對既有運營橋梁的工程一旦開挖完成，就要盡快將水泥漿噴漿處理。

4.3基坑支護措施

隨著隧道施工過程中，基坑開挖的深度加大，而圍護結構的壓力也加大。土方開挖時，基坑周圍土體會產生壓力作用于基坑的支護結構。

基坑邊緣出現超載，基坑的圍護結構易產生變形。當橋墩處的土層發生擾動變形時，基坑兩側的荷載會有不均的情況。當荷載不均出現，對橋梁的穩定和隧道施工的繼續都會有不利影響。所以，我們要加強基坑開挖的支護措施。

方法上，我們可以在開挖前，清理橋梁基坑周圍的施工材料和機械，并要將各種設備遠離基坑。在進行S26段開挖時，即重點部分開挖時，要注意設置專人指揮，并要全部兩側的挖土深度一致。挖土深度一致，才能減少橋梁基礎不均的可能。

在基坑設置支護過程中，要派專人指揮加力均衡問題，要使樁的受力均衡并不產生破壞[3]。基坑的施工人員要隨時讀壓力表，以免加力不均勻而產生圍護結構變形從而引起沉降或橋梁位移的出現。

4.4解決凈空小的問題

（1）我們可以將鉆機改為能在橋下施工的高度。只有鉆機等設備從高度上能進橋下了，一切施工才能進行。

（2）橋下凈空小，灌注樁鋼筋籠分節多，鋼筋籠安裝時間長，所以我們要加大泥漿比重。在鉆空過程中，講究快轉，慢進，提高泥漿的護壁作用。

（3）可以針對隧道施工過程中的問題，可以增加相關工種的人數。

4.5加強監控測控

隧道下穿對既有運營橋梁的工程，由于情況可能隨著施工發生變化，所以要隨時加強對施工的監控和測控。而由于圍巖的不確定性，往往對地下施工的要求和把握程度就更高。

從工程施工一開始，就要提高收集施工中地下圍巖的信息來確定圍巖的穩定狀態。要評價支護結構的選取的合理性，都要根據工程的進展和施工的實際情況展開。施工方案的確定和制定，要根據實際結構參數來。當在施工中，因所面對地區的特殊性，要改善設計，調整施工方案。

對于施工監測工作，同樣要具體問題具體分析。比如，對土體的水平位移上，可以布置6個觀測孔，埋設時一周內一兩天就要測量一次，以后一周一次地監測進行。還要注意土體的垂直位移，所以要用分層測量儀，埋設周一到兩天一次，此后一周一次。對與地表沉降和拱頂下沉等情況，要用到水平儀、水準尺等等，并根據開挖面距測斷面前后的實際距離，確定測量頻率。此外，還要注意橋梁的沉降和傾斜，以免橋梁出現一些重大問題。在支護結構完善過程中，要針對圍巖壓力及鋼筋應力應變進行測量。這同樣可以根據開挖面距測斷面前后的實際距離，確定測量頻率。比如，在該工程施工中，開挖面距測斷面前后<2B時，需要1d1次；當開挖面距測斷面前后<5B時，可以是兩天1次；當開挖面距測斷面前后>2B時，一周一次。

4.6應急預案的建立

因為是隧道下穿既有運營橋梁這樣少有的工程，所以我們在該工程施工前就建立了應急預案。特別是地下工程安全的不確定因素很多，我們在隧道下穿工程實施前就充分考慮了各項問題。

4.6.1塌方問題的應急

如果工程中出現塌方問題，不論原因是因為地質條件差，開挖過大還是支護不到位，我們都要在第一時間使用搶險物資質，對塌方實行封閉回填和加固處理。還要將有關情況上報相關單位和部門[4]。

4.6.2支護變形甚至開裂

當支護強度不夠，及支護結構壓力過大，會出現支護變形開裂問題。所以，在施工開始就要注意控制進尺。在工程進行中，防止因開挖對地層的擾動，所以不能超挖。而支護措施和支護結構都是應該加強的。當類似情況發生時，要及時組織專家根據問題的根源討論問題的解決策略。

5　結束語

綜上所述，隧道下穿既有運營橋梁是一項重大的工程，我們為保證橋梁的穩定與安全，以及解決工程施工工程中的問題都要考慮工程中的種種問題及情況。隨著地下工程的發展，隧道下穿既有運營橋梁施工技術施工技術也有了很大發展，但是如何進一步提高工程水平，解決工程問題，是我們以后研究工作首要注意的。

[1]朱江偉.隧道下穿既有運營橋梁條件下與橋梁的相互影響分析及工程應對措施研究[J].西安建筑科技大學，2011，06：35～38.

[2]王國利，李慶華.快速路隧道工程下穿既有運營橋梁施工技術[J].天津建設科技，2010，05：35～38.

[3]胥杰.城市淺埋暗挖隧道穿越既有結構物的影響及其安全控制技術研究[J].西南交通大學，2014，11：35～18.

[4]張文斌.某新建軌道交通工程下穿既有高速鐵路橋梁方案研究[J].鐵道標準設計，2015，05：82～85.

U455.4

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1673-0038（2015）22-0218-02

2015-5-17