盾構穿越蘇嘉杭高架橋監測方案

（桂林理工大學博文管理學院， 廣西 桂林 541006）

0 引言

隨著我國經濟的飛速發展，作為城市基礎設施的地鐵，其線路已在各大城市相繼完善，且初步形成網絡，為人們出行提供便利。與此同時，地鐵的修建也對城市上部建筑群造成了一定的影響，尤其是在交通環境繁雜、各種高架橋錯綜交雜的大都市，地鐵下穿已有高架橋的情況實為常見，對高架橋的常規運行產生了潛在的威脅，但基于我國交通現狀，類似的地鐵穿越高架橋的情況會趨于增多的趨勢，因此，研究地鐵隧道掘進對地鐵的正常施工和建筑物的安全使用意義非凡。

本文在盾構穿越蘇嘉杭高架橋的工程實例施工中，分析其存在的風險，并介紹各施工工序，結合實際工程應用對盾構下穿高架橋施工技術進行探討，以便相關人員在實踐中參考。

1 工程概況

本標段尹中路站～通達路站區間里程右DK27+925.649～右DK28+700.000，區間右線長774.633m，左線長774.137m短鏈0.214m。本區間采用盾構法施工，設聯絡通道（與泵房合建）1處。此段隧道起于尹中路車站東側站端，沿郭新西路向東穿越彩虹路、蘇嘉杭高架橋、郭新河，最終在通達路站西端頭接收進洞。盾構區間隧道為全斷面圓形結構，管片內徑5.7m，外徑6.2m，環寬1.2m。

盾構在里程右DK28+483～DK28+525線路下穿蘇嘉杭高速公路高架橋，本橋為兩座單向雙車道分離式橋梁。上部結構為裝配式鋼筋混凝土連續梁，下部結構為雙柱式橋墩和獨柱式橋墩?；A為鉆孔灌注樁。區間下穿13#和14#橋墩，橋墩基礎為 4個樁徑為 1.3m 的鉆孔灌注樁，樁底標高分別為樁底標高分別為-58.5m,-61.6m，樁基與隧道最小水平凈距2.078m，最小垂直凈距43.1m,盾構下穿時線間距12m，覆土深度13.89m。

2 施工風險分析

（1）地質風險

盾構穿越④1層和⑤1層粉質粘土層，土體相對軟弱，具有一定的觸變性，在動力作用下，土體結構較易破壞，④2層粉土夾粉砂層，透水性較強，且為微承壓含水層，在一定的動水壓力作用下易產生流土、管涌等不良地質，可能導致盾構掘進面的不穩定。

（2）環境風險

蘇嘉杭高架橋緊鄰郭興河，且14#橋墩位于郭新河水中。郭新河河面寬26m，河底距離隧道頂垂直距離8m，盾構穿越蘇嘉杭高架橋時基本位于④2層粉土夾粉砂層中，土體在動力作用下擾動后易產生滲水現象。

（3）自身風險

蘇嘉杭高架橋橋墩樁基直徑為1.3m，與隧道最小水平凈距僅2.078m。盾構機在到達橋樁前，土壓力設置過大，出土量少，會對前方土體進行擠壓，土壓力升高，鉆孔樁原本四周平衡的受力狀態就發生了變化，單側局部荷載過大，樁體會產生影響。如何保證隧道穿越時土體穩定，鉆孔樁不受破壞，是本工程施工控制的重點。

3 盾構下穿蘇嘉杭高架監測方案

本工程線路在盾構在里程右 DK28+483～DK28+525線路下穿蘇嘉杭高速公路高架橋，地面車流及高架橋車流交通較繁忙。對高架橋的監測及地面沉降等重點部位的監測，將是本工程的主要監測對象，在施工準備階段，系統調查一些特殊的構筑物，制定專門的施工監測方案，建立完善的監測網絡，確保監測數據的準確及高效。

3.1 監測項目設定

（1）橋墩垂直位移觀測

（2）橋墩傾斜觀測

（3）相鄰橋墩間收斂觀測

3.2 測點布設

（1）垂直位移監測點：用沖擊鉆在橋墩鉆孔，然后放入長110mm，直徑10mm的不銹鋼構筑物專用測點，四周用水泥砂漿填實。測點的埋設高度應方便觀測，對測點應采取保護措施，避免在施工過程中受到破壞。13#與14#兩側橋墩各布設測點1只，共布設4只垂直位移觀測點

（2）橋墩傾斜觀測點與收斂觀測點均采用鉆孔安裝小棱鏡或直接粘貼反射片的方法進行布設，每只橋墩各布設1點，2側橋墩共布設4點傾斜及收斂觀測點。

3.3 測量方法

（1）垂直位移監測點的觀測采用精密水準測量的方法,執行《城市軌道交通工程測量規范》（GB50308—2008）二等變形測量的精度要求進行，監測時的主要技術要求如下表:

注:表中“n”為測站數。

（2）傾斜及收斂觀測：從平面控制網檢查觀測站的穩定性，并以實測檢查數據修正觀測站。觀測時采用坐標法觀測。

平面控制網采用二級城市導線，其各項技術指標如下：

等級 測角中誤差 邊長中誤差 點位中誤差 備注二級導線 ±22 1/10000 ±1mm

3.4 觀測頻率

開挖面距離量測面0-2D時，2次/天；開挖面距離量測面2D-3D時，1次/天；開挖面距離量測面3D-5D時，1次/2天,開挖面距離量測面>5D時，1次/周。(D為覆土厚度)。

3.5 數據處理

（1）對于采集的沉降觀測數據，做如下處理：

用origin軟件繪制時間和位移曲線的散點圖，具體分析與地表沉降監測一致。

當位移時間曲線趨于平緩時，需選取合理的函數進行擬合分析。以此預測出最大沉降量。根據三元橋傾斜與下沉值，判斷建筑物傾斜是否超過安全控制標準及采用的措施的可靠性。

（2）對于采集的傾斜觀測數據，做如下處理：

建立龐大傾斜觀測數據庫，并在檢測完畢后及時將數據導入數據庫中，然后進行函數擬合與數據回歸分析，作出時間—傾斜量的變化曲線圖。

4 結論與展望

綜上,做好詳細的前期準備及合理的監測方案才能準確的監測盾構下穿時的位移數據，以便及時采取相應措施。目前，國內外對于盾構隧道下穿樁基礎工程的規范和資料都較為缺失,相關學者雖已對盾構隧道下穿已有橋梁樁基礎工程問題進行了許多研究工作,但由于盾構施工技術工藝、穿越形勢和地質條件的復雜性以及受目前研究水平的限制,取得的研究成果尚不完整,需待進一步探討和研究。

[1]韓秋石.盾構隧道下穿施工對既有橋梁樁基礎的影響及其控制技術研究[D].長安大學,2015.

[2]梅文勝,陳雪豐,周小波,張廣偉.盾構下穿既有隧道實時監測及其風險控制研究[J]. 武漢大學學報(信息科學版),2011,36(08):923-927.