城市地鐵盾構(gòu)隧道側(cè)穿高架橋樁基施工技術(shù)

許如專

（合肥城市軌道交通有限公司 安徽合肥 230001）

城市地鐵盾構(gòu)隧道側(cè)穿高架橋樁基施工技術(shù)

許如專

（合肥城市軌道交通有限公司 安徽合肥 230001）

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，各個城市地鐵建設(shè)也在逐步擴張，逐步形成城市地鐵線網(wǎng)化。在城市地鐵建設(shè)過程中，地鐵線路主要沿既有市政道路設(shè)置，難免出現(xiàn)地鐵線路臨近較大的建（構(gòu)）筑物。當?shù)罔F臨近高架橋施工時，因城市高架橋多為主干道，交通流量大，橋梁的變形、沉降要求高，從而對地鐵施工過程中要求更高、難度更大。本文以合肥市軌道交通2號線玉蘭大道站～天柱路站區(qū)間隧道盾構(gòu)側(cè)穿長江西路高架橋樁基為論述，本文將與大家討論，以供交流。

地鐵；盾構(gòu)；側(cè)穿；樁基；施工

1 工程簡介

1.1 區(qū)間概述

本工程位于合肥市主干道長江西路，周邊以多層建筑為主。長江西路為雙向八車道，寬度約45m，是合肥市東西方向主要通道之一，車流量大。

玉蘭大道站～天柱路站區(qū)間起訖里程：K20+135.425～K21+178.531全長 1043.106（左 1043.298m，右 1043.106m，長鏈 0.192）m，總長2086.404m，區(qū)間在K20+715.000設(shè)聯(lián)絡(luò)通道，隧道頂部埋深約7.5～11m。

本隧道區(qū)間左線自始發(fā)至接收全線側(cè)穿長江西路高架橋樁基（具體環(huán)號為 20～21、44～45、64～65、84～86、104～105、125～126、143～145、167～169、186～188、206～208、226～233）。樁基與隧道最小水平距離 1.85m。

1.2 地質(zhì)概述

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料結(jié)合本次勘探揭示：本場地上覆第四系人工填土、黏土，下伏基巖為基巖為白堊系上統(tǒng)張橋組（K2Z）泥質(zhì)砂巖，巖層總體呈單斜狀，地質(zhì)構(gòu)造簡單。本場地地形開闊、地勢基本平坦，場地范圍內(nèi)不含可液化土，擬建場地附近沒有斷層經(jīng)過，不存在泥石流、崩塌等不良地質(zhì)作用，屬抗震有利地段。

1.3 水文條件

場地內(nèi)無地表河流、溝渠。

地下水主要為第四系孔隙水及基巖裂隙水。

場地內(nèi)主要為泥質(zhì)砂巖，富水性及透水性均較弱，基巖裂隙水總體貧乏，段內(nèi)地下水總體不發(fā)育。

1.4 沉降監(jiān)測

1.4.1 長江西路高架橋樁基

長江西路高架橋樁基沉降監(jiān)測點布設(shè)于每個橋墩的墩身上，每個墩身布置一個監(jiān)測點。

圖1 長江西路高架橋樁基沉降監(jiān)測點布置圖

1.4.2 地表監(jiān)測

地表監(jiān)測點在始發(fā)及接收段每20m一組監(jiān)測斷面，其余地段30m一組監(jiān)測斷面。在區(qū)間隧道穿越建筑物時在中線位置加密一個監(jiān)測中線點。

2 穿越長江西路高架橋樁基

2.1 施工參數(shù)

本區(qū)間盾構(gòu)施工主要設(shè)備配置為：2臺CTEφ6250mm土壓平衡盾構(gòu)機、2臺45T龍門吊、1座砂漿攪拌站（左右線共用）。根據(jù)本標段車站、相鄰標段、合肥城市軌道交通1號線施工情況及本標段設(shè)計要求，進行了詳細的分析對玉天區(qū)間掘進施工參數(shù)做出如表1指導(dǎo)參數(shù)。

表1 左線盾構(gòu)側(cè)穿高架橋樁基掘進指導(dǎo)參數(shù)

2.2 施工過程中參數(shù)（見表2）

表2

2.3 掘進參數(shù)分析及總結(jié)

2.3.1 施工監(jiān)測

區(qū)間左線側(cè)穿高架橋樁基期間，嚴格按照設(shè)計及指導(dǎo)參數(shù)施工，橋墩沉降累計值控制較好，但在掘進過程中受文明施工、雨天無法出土導(dǎo)致停機、同步注漿的及時性和充分性等因素影響，存在單日速率或單次變化量變化過大，但在調(diào)整盾構(gòu)掘進參數(shù)后，變形趨勢得以較好控制。

縱觀第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)，本階段變形趨勢得以較好控制，未發(fā)生異常沉降。所有監(jiān)測點中單階段變化量為0.34～2.22mm，累計變化量為-2.49～3.48mm，均未超過預(yù)警值，高架橋樁沉降得到有效控制，從而保證了高架橋的安全。

2.3.2 盾構(gòu)姿態(tài)

盾構(gòu)自第1環(huán)掘進至307環(huán)水平偏差基本控制在-10～+20之間，垂直偏差控制在-20～-50之間。

2.3.3 土壓力

根據(jù)指導(dǎo)參數(shù)，將土壓力初步定為1.0～1.3bar。在施工過程中根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時調(diào)整、優(yōu)化土壓的設(shè)定值，并根據(jù)變形規(guī)律的發(fā)展及時做出調(diào)整。目前從監(jiān)測數(shù)據(jù)上顯示，土壓設(shè)定較為合理。

2.3.4 千斤頂推力、刀盤扭矩、掘進速度

通過圖表數(shù)據(jù)分析，總推力控制在7260～1100t之間，刀盤扭矩控制在1195～2193kN·m，盾構(gòu)機刀盤額定扭矩為5500kN·m，施工實際扭矩為額定扭矩的21～40%，以上參數(shù)控制在合理的參數(shù)范圍之內(nèi)較為合理。

根據(jù)設(shè)計要求盾構(gòu)側(cè)穿建筑物時適當降低掘進速度，本次側(cè)穿高架橋樁基掘進速度控制在25～30mm/min。從監(jiān)測數(shù)據(jù)上反應(yīng)出本措施配合刀盤轉(zhuǎn)速的降低可有效減小對土體的擠壓作用有效控制沉降。

2.3.5 刀盤轉(zhuǎn)度

根據(jù)設(shè)計要求盾構(gòu)側(cè)穿建筑物時適當增加刀盤轉(zhuǎn)速，本次側(cè)穿高架橋樁基刀盤速度控制在1.2～1.4r/min。從監(jiān)測數(shù)據(jù)上看本措施配合掘進速度的降低可有效減小對土體的擠壓作用有效控制沉降。

2.3.6 出土量

每環(huán)理論出土量（按1.5m環(huán)寬進行計算）為：

盾構(gòu)推進出土量松散系數(shù)按1.15～1.25考慮，即實際出土量按53.4～58.1m3進行控制。

我部在盾構(gòu)推進過程中嚴格把控出土量，派專人負責?，F(xiàn)場值班技術(shù)員根據(jù)推進油缸行程觀察渣土車的容量情況。本階段穿越高架橋時每環(huán)出土在51～53m3左右，出土情況正常。

2.3.7 同步注漿

同步注漿是盾構(gòu)施工的重要工序，注漿飽滿、均勻是控制地表沉降的有力保證。注漿量按照理論計算為4.1～4.3m3/環(huán)。穿越過程中根據(jù)設(shè)計要求適當增加注漿量為4.9～5.5m3/環(huán)。

3 結(jié)束語

左線盾構(gòu)成功穿越長江西路高架橋樁基，現(xiàn)結(jié)合施工及監(jiān)測沉降參數(shù)做出如下總結(jié)：

（1）在盾構(gòu)穿越建筑物前做好穿越建（構(gòu)）筑物的準備階段，對前期施工的參數(shù)設(shè)定及地面沉降變化規(guī)律進行總結(jié)，了解盾構(gòu)所穿越土層的地質(zhì)條件，掌握本地質(zhì)條件下土壓平衡盾構(gòu)推進施工的方法。

（2）根據(jù)土體變形情況不斷對施工參數(shù)（尤其是同步注漿量）的設(shè)定進行優(yōu)化，以期達到最佳效果控制好地面沉降，保證盾構(gòu)以最合理的施工參數(shù)順利安全的穿越建（構(gòu)）筑物。

（3）增加刀盤轉(zhuǎn)速，降低掘進速度，減小盾構(gòu)對周邊土體的前切擠壓作用。

（4）適當增加盾尾同步注漿壓力計注漿量以盡可能的減少盾尾初始間隙，減少盾尾脫空后的地表沉降。

（5）嚴格控制盾構(gòu)設(shè)計軸線的正確性。

（6）在穿越建筑物時預(yù)留注漿孔，對周圍土體進行加固。

（7）盡量的減少停機時間及頻率。

U455.43

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1004-7344（2016）17-0130-02

2016-6-1