城市隧道穿越市政橋梁動(dòng)態(tài)主動(dòng)保護(hù)施工技術(shù)分析

唐毅

（重慶市城市建設(shè)投資（集團(tuán)）有限公司 重慶 400010）

城市隧道是現(xiàn)代城市中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，隨著施工技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)代城市中隧道數(shù)量不斷增多，同時(shí)城市隧道的規(guī)模也不斷擴(kuò)大。從城市隧道工程的實(shí)際施工情況來(lái)看，經(jīng)常會(huì)遇到許多問(wèn)題，特別是在需要穿越市政橋梁時(shí)，施工難度較大，經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種安全事故，并且工程的質(zhì)量控制起來(lái)也十分困難，為了解決這一問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)動(dòng)態(tài)主動(dòng)保護(hù)施工技術(shù)內(nèi)容的研究，并且依據(jù)工程的實(shí)際施工情況，對(duì)動(dòng)態(tài)主動(dòng)保護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，提高工程的整體質(zhì)量。

1 城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理

一切事物都變化、運(yùn)動(dòng)發(fā)展的，也可以說(shuō)一切事物都是以過(guò)程的形式存在，并且作為過(guò)程形式發(fā)展，城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)事件也是如此。城市隧道工程施工過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)事件的呈現(xiàn)經(jīng)過(guò)產(chǎn)生、發(fā)展、演化等多種形式而來(lái)，可以通過(guò)圖1表示城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理。

圖1 城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理

在圖1中，ai表示城市隧道施工期間，土地材料在受外界荷載因素干擾，從而發(fā)生變化的參數(shù)集合；bi表示因?yàn)閰?shù)變化，進(jìn)而造成致陷因子的集合；Ci表示各種風(fēng)險(xiǎn)事件的最終集合。

2 城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析

近幾年，隨著城市隧道在城市中重要性的不斷提升，人們加強(qiáng)了對(duì)城市隧道內(nèi)容的研究與分析，風(fēng)險(xiǎn)分析是我國(guó)城市隧道工程在是實(shí)際施工過(guò)程中不還不可或缺的一項(xiàng)內(nèi)容。但是，從實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)處于發(fā)展初期階段，在實(shí)際分析過(guò)程中，更多的還是針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究，然后依次為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市隧道工程施工中各種風(fēng)險(xiǎn)的分析，制定相應(yīng)的保護(hù)措施，確保工程的最終質(zhì)量能夠達(dá)達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)，為人們提供一個(gè)良好的交通環(huán)境[1]。

2.1 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別可以及時(shí)找到城市隧道穿越市政橋梁工程過(guò)程中遇到的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)。但是，從實(shí)際情況來(lái)看，施工中在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，經(jīng)常因?yàn)槿鄙俜治鲲L(fēng)險(xiǎn)資料，不得采用專家調(diào)查法，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)分類的最終結(jié)果與專家的看法存在較大差異[2]。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)分析

在風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，同時(shí)，其也是城市隧道建設(shè)過(guò)程中，做好相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作的一項(xiàng)基礎(chǔ)內(nèi)容。在城市隧道工程建設(shè)過(guò)程中，風(fēng)險(xiǎn)分析的方法的種類有很多，采用兩者相乘方式對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化處理是最常用的一種方式，再依據(jù)大小對(duì)遇到的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容進(jìn)行排序[3]。需要注意的是，該方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，受多方面因素影響，也會(huì)出現(xiàn)稀釋和加倍效應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)住的是城市隧道施工過(guò)程中，在特別的施工階段、施工時(shí)間，城市隧道可以承受的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，并且對(duì)該項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際分級(jí)情況完成相應(yīng)的評(píng)價(jià)工作，該項(xiàng)內(nèi)容可以對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制措施的管理與實(shí)施情況造成直接影響[4]。在城市隧道穿市政橋梁工程施工過(guò)程中，做好城市隧道施工風(fēng)險(xiǎn)分析工作，對(duì)于動(dòng)態(tài)主動(dòng)保護(hù)施工技術(shù)來(lái)說(shuō)有著重要意義，同時(shí)也可以提高工程的整體質(zhì)量。

3 工程實(shí)例分析

3.1 工程概況

某橋梁的主橋?yàn)榭珙A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱橋梁，其跨徑大小分別為33+38m+32m。橋梁的南、北引橋采用的分別為5跨20m后張預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁，整個(gè)橋梁長(zhǎng)度為29.45m。橋梁工程的具體結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 橋梁工程的具體結(jié)構(gòu)

一條城市隧道在修建過(guò)程中穿越該橋，城市隧道工程在具體修建過(guò)程中，隧道的西端在是實(shí)際施工過(guò)程中，采用的施工該方式為明挖法，而對(duì)于東端以及中端，在實(shí)際施工過(guò)程中，則采用暗挖法進(jìn)行施工。對(duì)城市隧道工程的實(shí)際施工情況來(lái)看，暗挖段施工的長(zhǎng)度為189.52m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為19.82m。

3.2 動(dòng)態(tài)主動(dòng)保護(hù)施工技術(shù)

3.2.1 設(shè)計(jì)頂升系統(tǒng)

設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)的原則是確保上部結(jié)構(gòu)橫向同步，同時(shí)，同步精度要控制在1mm以內(nèi)，針對(duì)橋梁中的縱向應(yīng)當(dāng)依據(jù)結(jié)構(gòu)形式上的差別，而呈現(xiàn)出一定的區(qū)別。在該原則下，可以將簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)蓋梁兩側(cè)主梁視作為一個(gè)操作單元，在具體作業(yè)期間同升同降；而對(duì)于簡(jiǎn)支梁橋臺(tái)部位，則應(yīng)當(dāng)單獨(dú)多位一個(gè)操作單元。在工程實(shí)際施工過(guò)程中，因?yàn)檫B續(xù)梁受力相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，為了確保結(jié)構(gòu)本身受力的合理性，應(yīng)當(dāng)盡量減小次應(yīng)力，并且要確保上部結(jié)構(gòu)可以保持橫向同步，同時(shí)，在該基礎(chǔ)上，相關(guān)各跨也應(yīng)當(dāng)依據(jù)差異沉降的具體情況，實(shí)現(xiàn)異步或同步升降，并且要將連續(xù)作業(yè)量視作同一個(gè)操作單元，完成相應(yīng)的頂升作業(yè)，確保施工期間不會(huì)出現(xiàn)任何安全問(wèn)題。

在具體施工過(guò)程中，主要針對(duì)橋梁工程中的5、6號(hào)墩進(jìn)行分析，5、6號(hào)墩設(shè)計(jì)支座反力大小為942.5t，每個(gè)橋墩都設(shè)置了8個(gè)千斤頂，每個(gè)千斤頂都規(guī)格都為200t，從而確保橋順向和橫向都能夠保持同步。同時(shí)，針對(duì)橋梁的5、6號(hào)軸處設(shè)計(jì)的千斤頂，利用同步頂升系統(tǒng)對(duì)橋梁進(jìn)行支頂，從而使5、6號(hào)軸可以向上形成位移，通過(guò)該方式，可以消除城市隧道工程在施工過(guò)程中引起的橋墩沉降現(xiàn)象對(duì)梁體造成的不良影響。首次頂升流程如圖2所示。

圖2 首次頂升流程圖

依據(jù)圖2流程完成首次頂升后，在利用臨時(shí)制作承載梁體自身的重量，以及相應(yīng)的荷載。城市隧道施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)橋體的具體沉降情況，對(duì)梁體的自身的高度情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，通過(guò)該方式使橋梁的實(shí)際受力情況能夠保持不變，從而確保橋梁的安全性。城市隧道竣工后，可以通過(guò)填塞鋼板等不同的方式，對(duì)原橋支撐的具體高度進(jìn)行調(diào)整，從而使原橋梁支座的作用能夠得以恢復(fù)。

3.2.2 頂升程序

在頂升作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)依據(jù)程序進(jìn)行如下工作：

（1）預(yù)頂緊

通過(guò)快進(jìn)方式，使千斤頂柱上升，當(dāng)橡膠板頂面頂?shù)搅旱祝瑫r(shí)千斤頂壓力達(dá)到了5×105Pa，此時(shí)，油缸已經(jīng)頂緊梁底，但是，梁體還未升起，預(yù)頂緊工作完成，應(yīng)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)位移進(jìn)行清零處理。

（2）頂升

將位移值輸入到系統(tǒng)中，對(duì)相應(yīng)的點(diǎn)位移讀數(shù)的具體變化情況進(jìn)行觀察，同時(shí)對(duì)顯示器上相對(duì)應(yīng)的分組狀態(tài)提示內(nèi)容進(jìn)行觀察。當(dāng)顯示器中的各個(gè)點(diǎn)位都達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)當(dāng)停止頂升。

首次支頂2mm，可以使橋梁支座反力轉(zhuǎn)移到千斤頂上，此時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)總頂力與設(shè)計(jì)支座反力的大小是否一致進(jìn)行觀察，然后再頂升3mm，此時(shí)對(duì)原支座下墊板是否與墩頂發(fā)生脫離進(jìn)行觀察，同時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)總頂力與設(shè)計(jì)是否一致做出準(zhǔn)確判斷，然后嚴(yán)格的依據(jù)頂升計(jì)劃，逐步進(jìn)行頂升，確保最終施工的安全性[5]。

3.2.3 動(dòng)態(tài)調(diào)整

城市隧道下穿橋梁期間，如果發(fā)現(xiàn)橋梁基礎(chǔ)下沉達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)定的3mm時(shí)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)上述步驟，完成對(duì)梁體的提升操作，同時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行臨時(shí)制作鋼板填插，確保梁體形態(tài)的合理性。

3.3 頂升作業(yè)過(guò)程中需要注意的內(nèi)容

（1）在確保橋墩基礎(chǔ)穩(wěn)定的情況下，城市隧道施工前，要對(duì)連續(xù)梁梁體進(jìn)行預(yù)支頂，并且高度要控制在12mm以內(nèi)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)將梁體放置在臨時(shí)支撐上，待沉降完全穩(wěn)定后，復(fù)位支座。

（2）對(duì)5、6號(hào)軸梁底進(jìn)行預(yù)支頂，應(yīng)當(dāng)先頂升梁體12mm，對(duì)鋼板進(jìn)行調(diào)整，調(diào)平后，放松千斤頂，同時(shí)要應(yīng)當(dāng)將梁安放在臨時(shí)墩位上，此時(shí)，梁體上升約5.00mm。在后續(xù)施工期間，如果沉降值超過(guò)了3.0mm，應(yīng)當(dāng)繼續(xù)頂升，需要注意的是循環(huán)次數(shù)不得超過(guò)3次，并且承臺(tái)的總沉降值應(yīng)當(dāng)在10mm以內(nèi)。

（3）頂升5mm后，停止千斤頂工作，對(duì)下頂板是否脫離墩柱頂部混凝土進(jìn)行觀察，若未脫離，應(yīng)當(dāng)利用繩鋸對(duì)墊板底部混凝土進(jìn)行切割，通過(guò)該方式使墊板與墩頂兩者脫離，并且要確保地腳螺栓不會(huì)受到損壞。

（4）支座復(fù)位，將連接上下頂板支座鋼材解開(kāi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

過(guò)去一段時(shí)間，城市隧道穿越橋梁工程施工過(guò)程中，雖然采用了不同的增設(shè)托換樁、既有橋梁基礎(chǔ)等不同的加固方式，但是，從實(shí)際施工情況來(lái)看，因?yàn)榈叵峦翆拥那闆r比較復(fù)雜，因此無(wú)法確保橋梁工程結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題，而在本次分析的工程中，通過(guò)主動(dòng)施工保護(hù)措施，對(duì)施工進(jìn)行控制，可以確保城市隧道穿越橋梁工程過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，確保工程的最終質(zhì)量可以滿足相應(yīng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。

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