地鐵盾構隧道穿越樁基施工技術研究

鄭健雄

摘要：我國地下空間不僅在數量上還是在規模上都取了巨大成就。隨著地鐵建設的快速發展，人們更加重視地鐵施工的安全性，反觀我國地鐵盾構施工，隧道穿越建筑物的樁基復雜情況越來越多的出現，當隧道與建筑物的距離小于施工規范規定的安全距離時，就應該考慮地鐵盾構施工對建筑物的影響，本文將結合工程實踐就現代地鐵盾構隧道穿越樁基施工技術做出分析。希望對地鐵盾構隧道穿越樁基處理提供應用研究參考

關鍵詞：地鐵;盾構;隧道;樁基;

1引言

隨著我國基礎設施建設的蓬勃發展，城市地鐵得到了飛速的發展速度，為了滿足建設速度，近年來盾構掘進技術開始大規模在地鐵施工中得到應用。地鐵施工周圍環境復雜，難免會經過密集建筑群，我國城市建筑物基礎多數為群樁基礎，地鐵隧道在穿越建筑時會對建筑物的樁基礎產生一定的影響，從而影響建筑物和地鐵施工的安全性，因此研究地鐵盾構隧道穿越樁基處理技術對我國地鐵建設意義重大。

2總體施工原則及思路

2.1處理原則

1） 在地鐵盾構隧道開挖期間，必須保障臨時支撐的地基持力層和地基承載力符合安全要求，地鐵與建筑物的距離越近，安全系數應該越高，在施工期間要做到“三杜絕”，杜絕隧道塌方、杜絕建筑物明顯沉降，杜絕地面支撐體系傾斜位移。

2） 在地鐵盾構隧道開挖期間，地上周圍建筑物的變形及沉降控制在結構允許范圍之內。

3） 在地鐵盾構隧道開挖完成后，建筑物樁基仍能提供足夠的承載力保證上部結構的安全。

4） 在地鐵盾構隧道開挖完成后，隧道結構能夠承受隧道圍巖壓力、樁基荷載、地鐵運營荷載等。

5） 結構按7度抗震設防烈度和6級人防抗力等級進行驗算，結構抗震等級為三級，在結構設計時采取相應的構造處理措施，以提高結構的整體抗震能力。

針對性措施：

①做好地質補充勘查工作。

②選擇合適的盾構機類型，合理配置相應的配套設施根據本工程的工程地質和水文地質情況，結合類似工程經驗，針對工程選擇能適應土層、軟硬不均地層、硬巖地層等地段掘進的復合式盾構機施工。

③做好掘進施工過程控制，防止盾構機抬頭，保證施工安全和工程質量。

④加強注漿管理、確保注漿質量為保證管片安裝質量和管片背后空隙的回填質量，采用可控凝結時間的水泥砂漿進行管片背后的空隙進行回填。

2.2 處理思路

區間隧道穿越建筑物基礎的處理思路大多數為基礎托換和截樁相結合的方案。采用理論計算與工程類比相結合的方式在施工之前提前設計，施工過程中應根據施工現場監控量測的信息反饋修正設計，指導施工。

樁基托換方案一般為地面臨時支頂+洞內托換，但要針對現場施工環境來決定。

地面臨時支頂由噴混凝土、錨桿、鋼筋網、鋼格柵拱架等支護型式組合形成，二次襯砌采用模筑鋼筋混凝土;初支與二襯之間鋪設自粘性防水層。盾構空推后拼裝管片（ 三次襯砌） 承受地鐵運營荷載及作為結構的安全儲備。綜合考慮斷面大小、施工方法、結構受力和變形等因素。要確保隧道盾構開挖時結構安全，杜絕隧道塌方、控制沉降，對隧道采取超前預注漿加固，開挖時初期支護加強相結合;并加強監測，加大監測頻率，提高控制指標。

洞內托換技術是在地下采用礦山法開挖方式開挖出樁基托換空間， 將侵入隧道或地下空間設施的既有樁基與新建地下襯砌結構相連接，然后待襯砌結構強度達到 100% 強度后，再將既有樁基沿襯砌結構面切斷。利用新建的地下結構承受既有樁基傳輸向下的力，受力結構采用托換拱的形式。托換群樁基礎施工工法施工流程主要有施工準備、礦山法施工及樁基保護?--?既有樁基鉆孔、植筋?--?綁扎托換拱結構鋼筋?---?混凝土澆筑?--?截樁施工。

3地鐵盾構隧道穿越樁基施工關鍵技術

3.1 樁基托換

目前工程實際中主要采用新做的樁和大梁來擔負被托換樁的承載力，使盾構隧道在大梁下部穿過，從而減小盾構開挖時對既有建筑物的影響。考慮到場地的條件以及樁基礎的特點，鑿除被托換樁通常只能在被托換樁邊采用人工挖孔截樁，所以托換樁均采用人工挖孔樁。主要施工步驟如下：

①施工準備 包括科學合理布置施工場地，必要時建筑物首層或地下室需作為施工場地，圍擋拆遷，交通疏散，調查地下管線的布置，制定合理的施工方案等。②開挖基坑。③托換樁施工 采用人工挖孔樁。④施作水平大梁 當托換樁與大梁養護到一定強度時在樁頂用千斤頂頂緊大梁，然后用鋼管墊塊加塞楔塊頂緊并與鋼板燒焊后置換千斤頂。⑤灌注梁樁結合部的混凝土。⑥鑿除隧道上下 1m

范圍內的原有樁基，采用人工挖孔截樁法。⑦回填基坑，恢復原場地。

3.2人工挖孔截樁

1） 適用條件 當廢棄障礙樁地上的空間較小，不適合拔樁或爆破時，可考慮人工挖孔截樁。而當樁基礎不是廢棄樁，但經過精確地計算分析，截除一段樁基本不會影響地基承載力和結構穩定性等要求時，也可考慮人工挖孔截樁。另外樁基托換中被托換樁的截除通常采用人工挖孔截樁法。

2） 施工步驟 ①準備工作 經過測量與分析確定合理的豎井位置以及各種施工設備準備就緒。②土體加固 為確保施工安全應在挖孔位置周圍布置1 圈攪拌隔離樁。③豎井施工 豎井采用人工挖孔樁孔方式，豎井周壁應采用鋼筋混凝土護壁進行支護。④橫通道施工 當豎井開挖到設計標高時進行橫通道開挖。橫通道高度應與樁基被截斷高度相適應。橫通道一般采用模筑混凝土的支護方式。⑤樁基截除 為了減小上部結構的擾動，用風鎬從上往下鑿除混凝土以確保施工安全，然后用氣割從下往上切割鋼筋。⑥回填施工 橫通道及其與豎井交界處回填素混凝土，其余部分回填黏性土并分層夯實。

3） 優缺點 不需大型機具設備，成孔機具簡單，挖孔作業時無振動無噪聲，施工操作工藝簡單。但勞動強度較大，施工速度較慢，安全性較差

4施工注意事項

①注意環境保護，盡量減少對居民生活以及交通的影響。

②植筋鉆孔若碰到鋼筋應立即移位再鉆，以免傷害原鋼筋。

③托換梁施工前，新舊混凝土表面必須鑿毛，深度宜為 10 ～ 20cm，然后將鑿毛面用水沖洗干凈，并充分濕潤。

④托換技術是一種技術難度較大、費用較高、工期較長和責任心較強的特殊施工方法。

5結語

隨著城市的發展，盾構隧道穿越建筑物地下的復雜情況會越來越多，實際施工中究竟選用何種方法對樁進行處理，取決于施工場地的周圍環境、棄樁樁徑樁長、樁身結構、棄樁類型、棄樁穿越土層的特征及施工單位的設備性能和經驗等因素，應根據具體情況選擇施工方案使施工經濟、高效。

[參考文獻]

[1]張健. 地鐵盾構隧道穿越樁基的鑿除技術[J]. 中國市政工程，2006（ 4） ： 87-88.

[2]丁紅軍，王琪，蔣盼平. 地鐵盾構隧道樁基托換施工技術研究[J]. 隧道建設，2008（ 2） ： 209-212.

[3]孫立寶，王云春. 套管鉆進拔樁法及其工程應用[J]. 探礦工程（ 巖土鉆掘程） ，2009（ 9） ： 59-63.

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