地鐵施工對鄰近既有橋梁主動防護技術的研究

劉黨鋒

摘 要： 隨著交通網絡的不斷完善，地鐵施工建設的發展得到了不斷地提升。在城市中進行地鐵施工的過程中，有一些施工區域會與其它原有的建筑產生空間上的交叉。因此施工時可能給會對原有建筑造成一定的影響。為了確保既有建筑的安全性，防范因施工造成的風險的發生，我們必須要對有可能產生風險的來源、出現風險的原因以及可能出現風險的對象進行預判。通過前期的干預、預防以及施展積極應對措施來開展保護工作，使防御工作變得更加主動。

關鍵詞： 地鐵施工；臨近既有橋梁；防護技術；研究

引言：

城市的發展已經趨于完善，為了降低對周邊建筑和環境的影響，在設計地鐵建設線路時往往會選擇主干道或者道路環線上，這樣能夠有效地降低地鐵施工對周邊建筑物產生的影響。但是這些主干道上也有很多的橋梁，在地鐵建設過程中如何降低對道路既有橋梁的影響是我們順利開展地鐵施工的一個重要的問題。因此開展主動防護措施，是確保橋梁安全以及施工順利開展的前提。

一、開展主動防護體系

主動防護體系的建立是針對于施工過程中的風險的演化過程以及風險認知的基礎上，進而開始實施的一項精細化管理的方式和手段。它的主要核心理念就是將風險預防放在首要地位，從而降低對橋梁的影響[1]。

（一）風險來源

在進行地鐵施工時，對橋梁區域地面進行挖掘是產生風險的主要來源，如果要主動的降低風險，我們需要從源頭工作進行著手，通過一定的技術措施來降低風險的產生。

1.工法比選

在施工前期我們需要對施工中可能用到的各種施工方式進行對比和選擇，通過不斷地對不同的施工工藝進行分析和對比，進而找到每種施工方式的優缺點，并以施工目標為方向，在經濟和環境等各項條件相對充分的前提下，選擇對地層干擾較小的施工方式進行施工[2]。在進行對比的過程中我們需要注意不同方式對后期工程施工所產生的影響，進而在滿足既定目標的前提下，選擇最適當的施工方式。

2.工法優化

在確定施工方法之后，我們需要對施工方式進行進一步的優化。主要是所選擇的的施工方法僅僅是針對于對地層干擾較小的施工方法，但是在施工過程中還會出現其他的問題。尤其是施工順序，施工范圍以及施工工藝等內容，一旦與其他的施工內容沖突就可能導致工程出現較大的問題。所以我們需要借助對應的設備對施工方式進行優化，結合施工環境和施工現場的實際情況利用數據模擬的方式來對施工方法進行再一次的確認，以確保經過優化的施工方式能夠有效地降低對周圍地層的擾動。

（二）風險載體

橋梁是豎立在地面之上的，因此一旦地層出現變形就會直接將風險傳遞到橋梁上，引起橋梁出現沉降、傾斜甚至便宜，所以為了能夠降低施工風險，我們必須依照地層的變化采取相應的措施對其進行干預。

1.對地層進行加固

為了確保整個地面的穩固性，我們在進行施工時通過會先采用注漿的方式來填充施工區域的洞口和地面，進而改善隧道周邊以及橋梁樁基之間的土體的堅固性，以降低地層出現變形的可能性。通過注漿的方式將漿液注入土體能夠使分散的土體膠結成一個整體，進而增加了土體自身的強度以及穩定性。同時在施工過程中在隧道支護完成之后再進行注漿作業，還能夠防止土體裂縫的延展，避免造成更大的影響。

2.樹立隔離樁

在進行隧道施工時，隧道的開挖會導致橋梁樁基周邊地層能量不斷地被分散，進而導致橋梁下部樁基位置的地層出現變形。因此為了避免施工對樁基造成影響，我們可以在隧道和橋梁之間樹立隔離樁，使其能夠將隧道開挖的影響不斷地分散初期，并且不斷地吸收因土體遷移而帶來的能量，避免因應力過大而導致地層變形，從而達到降低變形的目的。

（三）風險對象

在進行地鐵施工建設時，如果遇到既有橋梁的區域需要進行施工。很有可能會因為地下施工導致地層發生變形，進而造成既有橋梁出現沉降或者承載力降低的情況。只有將橋梁出現沉降的荷載力進行轉移才能夠有效地降低既有橋梁出現風險的可能性。

1.樁基托換

采用樁基托換的施工方式能夠有效地將橋梁樁基上面所承載的荷載力進行轉移。它是一種將荷載力從新樁轉向舊樁的方式，在進行轉移時托換結構以及原有的基樁會出現一定量的變形，但是它們的變形量都在有限范圍內 [3]，因此并不需要過度擔心。

2.結構頂升

如果在施工中橋梁樁基出現較大幅度的沉降，我們不僅要對地層進行加固，同時還應當對施工區域上面的橋梁整體結構進行頂升，使其能夠恢復到沉降之前的原有位置，繼而確保橋梁能夠正常使用。

二、防護技術的實施

在上面的文章中，我們以隧道施工對橋梁所產生的影響的風險來源、途徑以及對象這三個方面進行的討論。對其產生影響的不同要素進行了分析，主要強調了施工前進行主動防護措施的相應方式。進而使施工風險處于我們的把控中，同時還可以對風險進行主動的防范和監控，隨時注意風險的發展動態。通過主動的進行風險控制，能夠使我們的地鐵建設施工更加的通暢順利。

三、相關案例

我們將以具體的施工案例對該論題進行討論。在北京地鐵建設施工過程中，6號線一期的施工工程在新建花園橋站，其主體施工與西三環橋體相交。車站在靠近花園橋跨北側的8號墩位置上有既有橋樁。同時橋樁結構的外皮與隧道施工的外皮直線距離只有1.53m，同時距離7號橋墩的凈距離也只有9.42m。

（一）工法比選和優化

通過對多種施工技術的比較，我們最終選擇洞樁法進行隧道施工建設，這種方式不僅能夠快速的對隧道進行封閉，同時還可以減少荷載轉換的次數，以及對地面產生擾動的次數。同時在施工時還可以使用一些較為成熟穩定的技術，繼而提升整個施工的安全性，并且能夠降低工程造價投入，縮短工期。

（二）加固和隔斷

為了應對樁基可能存在的變形情況，僅僅依靠工法的優化以及地層的加固的方式還是無法滿足實際變形的承載要求[4]。所以我們以現場條件為參考，對施工現場施工隔斷的方式來進行主動防護。在進行防護施工時首先對橋梁周邊的土體進行注漿，以提升其穩固性，進而在樹立隔離樁使其嵌入的深度能夠達到7.2m。

（三）頂升

在進行施工時如果橋梁的沉降情況超出了預警值，則必須對其進進行緊急處理。沉降數值較大時就必須采取頂升的方式，進而減少沉降帶來的影響。

在進行頂升時我們首先要確定頂升的數值，經過綜合考慮盡可能降低施工帶來的影響。在實際施工過程中我們可以看出，在經過卸載只有的8號橋墩其絕對高程值上升了近5mm，基本達到了頂升的標準要求。同時當我們對應力、裂縫等數據進行分析后，可以看出本次頂升工作對于橋梁的結構的影響并不大。經過綜合考量我們可以得出，對于橋梁的施工頂升工作已經達到了我們之前的預期。有效的保障了花園橋7號橋墩以及8號橋墩的整體穩定性。進而給地鐵施工提供了更加良好的施工環境。

四、結束語

在整個施工階段，我們通過淺埋暗挖的方式對隧道施工給既有橋梁的防護工作帶來了一定的積極作用，并將其應用于設計的隧道建設過程中。通過北京地鐵6號線在花園橋車站的施工工程中我們可以看到，整個工程項目都采用了工法優化的方式，對可能存在的風險因素提供了提前預防和控制的措施，從而確保地鐵施工建設安全有序的開展。同時也證明了通過主動防護技術的方式對于既有橋梁的施工建設以及相應的防護工作是有效、可行的。

參考文獻

[1]蘇潔，張頂立，周正宇，牛曉凱，臺啟民. 地鐵隧道穿越既有橋梁安全風險評估及控制[J]. 巖石力學與工程學報，2015，34（S1）：3188-3195.

[2]李波. 地鐵盾構施工與隔離樁施工對既有橋梁樁基影響的對比分析[J]. 中國水運（下半月），2014，14（03）：275-277.