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(jì)的快速發(fā)展，各個城市地鐵建設(shè)也在逐步擴(kuò)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(dāng)?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(biāo)段車站、相鄰標(biāo)段、合肥城市軌道交通1號線施工情況及本標(biāo)段設(shè)計要求，進(jìn)行了詳細(xì)的分析對玉天區(qū)間掘進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yán)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dāng)降低掘進(jìn)速度，本次側(cè)穿高架橋樁基掘進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jìn)行計算）為：

盾構(gòu)推進(jìn)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(jìn)行控制。

我部在盾構(gòu)推進(jìn)過程中嚴(yán)格把控出土量，派專人負(fù)責(zé)?，F(xiàn)場值班技術(shù)員根據(jù)推進(jìn)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(dāng)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(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行優(yōu)化，以期達(dá)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(jìn)速度，減小盾構(gòu)對周邊土體的前切擠壓作用。

（4）適當(dāng)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(yán)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(jìn)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