地鐵隧道穿越城市立交橋施工技術

【摘 要】隨著社會的不斷進步，城市的不斷發展地鐵軌道交通呈現快速發展的趨勢，但由于城市的現有建筑物、構筑物存在，在地鐵隧道建設施工中在所難免會穿越現有建筑物、構筑物。本文以長沙地鐵二號線盾構區間某立交橋為例，對樁基托換設計、施工工藝及其關鍵工作等做了詳細論述，為在以后城市地鐵隧道穿越構筑物進行樁基托換積累了寶貴的經驗。

【關鍵詞】地鐵隧道；穿越；立交橋；施工技術

1、工程概況

1.1 芙蓉立交橋概況

芙蓉路中心立交橋為三層結構，芙蓉路為下沉式車行通道，其上為跨越芙蓉路的五一大道立交橋，橋梁周邊中部為地道和人行天橋。其中，主橋基礎采用直徑1000㎜的人工挖孔樁，樁長：14.6m；1、3和5號地道、人行天橋基礎為直徑700㎜的鉆孔樁，樁長度為18.6 m，其樁基上部7米配鋼筋、，下部11.6 m為素混凝土；2、4和6號地道條形基礎。

1.2 區間隧道與芙蓉立交橋的關系

根據區間線路平面和縱斷面設計，2號線芙蓉廣場站～迎賓路口站區間線路下穿了3、4、5和6號地道、3、4號天橋及主橋，根據標高關系，3、5號地道和3、4號天橋樁基礎侵入2號線區間隧道結構約為1.556米，與主橋樁基礎結構的豎向凈距為5.110米。

2、施工方法

2.1施工原理

該立交橋加固方案原理是將原單獨基礎連成整體式的片筏基礎，設置結構連體構成組合結構，以增加結構剛度，克服不均勻沉降；袖閥管注漿托換法采用液壓將水泥漿液注入地層中，漿液以填充或滲透等方式排出地層中的水和空氣，起到地基土固化，提高地基土的強度，消除地基不均勻沉降的一種加固方法。

該立交橋加固主要分為橋底地表面下澆筑鋼筋混凝土筏板和深層地層袖閥注漿加固。該立交橋加固施工方法：基坑開挖采用小挖掘機開挖，出渣車運輸，混凝土筏板施工完成后，進行上部結構鋼支撐施工。

2.2施工準備

施工前用統一的圍擋把施工現場封閉，進行交通疏解；并將施工范圍的地下管線探明，進行遷改。

2.3施工工藝

施工工藝流程圖見圖。

3、施工方案

3.1 測量放樣

根據施工設計圖紙所給的各點的設計坐標，由測量隊對各點進行測量放樣為1.5*1.5m，梅花樁型布置，并用紅油漆和小鋼釘做好記號，并報測量監理復測。

3.2 土方開挖

基坑開挖采用機械配合人工的開挖。配置一臺普通小型挖掘機，人工輔助開挖和清底，基坑開挖為施工中一個重要的工序，施工中應按照施工規范及設計要求操作。臨時性挖方的邊坡值應符合設計的規定。

3.3 袖閥管注漿加固

3.3.1 鉆孔施工

（1）鉆機就位后利用垂球結合水平尺檢查鉆機水平及鉆桿垂直度。同時在鉆孔鉆進過程中對鉆孔垂直度進行檢查。鉆機就位與設計位置偏差小于5cm，垂直偏差度小于1%。

（2）鉆孔時采用比重為1.2～1.3（水：膨潤土=1：0.36～0.58（重量比））的護壁泥漿。

（3）在鉆孔過程中要做好記錄，以供注漿作業參考。

（4）注漿孔開孔直徑不小于108 mm，終孔直徑不小于90 mm，孔口管采用直徑76 mm，壁厚4 mm的熱軋無縫鋼管，管長3 m，孔口應埋設牢固，并有良好的止漿措施。

（5）為防止鉆孔與注漿施工相互干擾和注漿時漿液串孔，鉆孔按施工順序進行。

（6）鉆進過程中遇涌水或因巖層破碎造成卡鉆時應停止鉆進，進行注漿掃孔后再行鉆進。

（7）鉆孔順序先外圍后內部，從外圍進行圍、堵、截，內部進行填、壓，同一排間隔施工。

3.3.2 注漿管安設和注漿孔封口作業

袖閥管的制作：袖閥管Φ50mm塑料管，由兩部分組成，注漿段為帶射漿孔的花管，注漿段以上為實管。花管每隔33cm（即每米3組）鉆一組（6～8個孔）射漿孔，注漿孔呈梅花型布置，其外為長5一8cm的橡皮袖閥包裹。

每一鉆孔完成后，利用鉆機吸漿管將套殼料混和液（選用重量比為：水泥：膨潤土：水=200：30：830）壓入鉆孔內，具體施工工藝為：將鉆桿下到孔底，用泥漿泵將拌好的套殼料經鉆桿孔注入孔內，將孔內泥漿全部置換出來。然后分節（每節4米）將袖閥管下入已填滿套殼料的孔內，相鄰兩節袖閥管采用套箍聯接，并用粘合劑粘接牢固。袖閥管接至地面后（應高出地面30cm），向袖閥管內灌滿清水，然后用封口蓋蓋緊袖閥管管口。

孔內套殼料混合液已達到初凝后進行注漿孔封口作業。封口料采用C15細石混凝土摻入適量速凝劑，封口位置為注漿孔周圍0.3m，深0.8m。

3.3.3 注漿施工

袖閥管安裝完畢后，經監理工程師同意后就可注漿，注漿形式采用后退式注漿，如果巖層破碎容易造成坍孔時，可采用前進式注漿。

Ⅰ序注漿孔注漿施工

①、注漿芯管下放

袖閥管安設完成20～24小時后，下放注漿芯管，進行壓密注漿。芯管采用2m一節Φ25鍍鋅鋼管制成，節間用螺紋套管連接。

②、制漿

采用立式攪拌桶拌制0.8：1～1：1的水泥漿，根據試驗室確定水泥和水玻璃的加入量，確定水泥和水玻璃每桶摻量。漿液拌好后必須過篩放入儲漿桶，防止雜物進入漿管堵塞袖閥管。為使水泥漿不發生離析，儲漿桶內設慢速攪拌裝置。

③、漿液性能檢驗

用量筒在儲漿桶內準確量取200ml水泥漿，倒入小塑料桶內，在試驗室確定其性能。

對比設計與實際膠凝時間，必要時調整緩凝劑加入量來調整雙液漿膠凝時間。

④、注漿

在漿液性能滿足要求后，即可進行注漿施工。注漿時按設定注漿順序進行，從下向上按步距（每步距0.5m）進行，注漿壓力1.0～3.0MPa，通過注漿壓力控制每步距注漿效果。

Ⅰ序孔以注漿量作為主要控制標準，在注漿量達到設定值后可進行下一步距注漿。

Ⅱ序注漿孔注漿施工

在與Ⅱ序孔相鄰的Ⅰ序注漿孔注漿24h后進行Ⅱ序注漿孔注漿施工。Ⅱ序孔注采用雙液漿液。為控制注漿擴散半徑，內排壓密注漿先采用0.5～0.8MPa低壓慢注，然后采用2.0～2.4MPa定壓壓住，使漿液充分填充、加固土體空隙，增強抗滲能力。

終止注漿標準

終灌標準：在注漿壓力（1.0～3.0MPa）下，注入量<1一2L/min，穩壓15 min。在注漿過程中，應觀察相鄰注漿孔的返水、排水、冒漿情況，若周圍有漿液冒出，說明注漿效果好。作為注漿記錄，包括注漿壓力、注漿量、水泥用量等。以地道和天橋結構監測值為控制標準，結構抬升值為3～5mm，即可停止注漿；注漿壓力逐步提高，當達到設計終壓并繼續注漿10min以上。

封孔，在壓密注漿結束后，向袖閥管內灌入水泥漿封孔。

3.4 原有承臺植筋

土方開挖至原有承臺，在原有承臺上鑿孔、植筋，植筋施工應滿足以下要求：

（1）鉆孔后應將孔內塵土清理干凈；孔內應干燥、無積水。

（2）植筋用的粘結劑，應使用專門的灌注器或注射器進行灌注。灌注的方式不妨礙孔洞中的空氣排出，灌注量應以植筋后有少許粘結劑溢出為宜。

（3）粘結劑完全固化前，不得觸動所指鋼筋。

3.5 鋼筋工程、模板工程、混凝土工程

3.5.1 鋼筋工程

進場鋼筋按不同鋼種、等級、牌號、規格及生產廠家分批驗收，分別堆放，不得混雜，且應設立標志，鋼筋堆置于鋼筋棚內，若露天堆置應墊高加遮蓋，并且按試驗規程要求對鋼筋原材料抗拉、抗彎、焊接、時效等原始數據統計，并報送監理，合格后進行鋼筋加工及安裝。

鋼筋安裝施工前，要求工地技術主管對施工操作人員進行書面技術交底，進行現場放樣。安排質檢員對鋼筋進行抽檢，特別是對鋼筋搭接點、節點部位作重點檢查，發現問題，及時處理。鋼筋綁扎過程中，對復雜節點部位，按照設計圖紙逐根就位的順序，并要注明其先后順序，減少返工。鋼筋綁扎完成后，必須穩定可靠，禁止從高空向網片墜落材料或在其上堆放物體。

3.5.2 模板工程

施工前，對模板支撐系統進行詳細設計、檢算，并報監理審批，要充分保證支撐系統有足夠的強度，剛度和穩定性，并且拆卸、安裝方便，可重復使用。

3.5.3 混凝土工程

混凝土采用商品混凝土。結構施工前事先對攪拌站的混凝土質量，供應能力，原材料等進行詳細調查，選擇質量有保證的攪拌站。澆注前根據交通情況選擇合適運輸線路，確保砼供應暢通，連續澆注。混凝土的振搗采取定人、定崗、定責的方法，不漏振，不過振確保混凝土搗鼓密實。混凝土養護采用灑水覆蓋養護，混凝土養護時間不少于14天。

3.6 施工監測

3.6.1 監測項目

在建筑物加固期間和盾構施工過程中應進行地表沉降建筑物（地道和天橋）沉降，建筑物（地道和天橋）位移與傾斜，建筑物（地道和天橋）裂縫，地下水位進行監測，具體監測情況如下：

隧道監控量測表

序號監控項目名稱量測儀器及工具測點布置量測間隔時間

1～15天16天～1個月1～3個月3個月以后

1地表下沉水準儀、水平尺等每5米一個斷面1次∕天1次∕2天1～2次∕周1～3次∕月

2拱頂和隧底下沉水準儀、水準尺、鋼尺、

測桿等每5米一個斷面1～2次∕天1次∕2天1～2次∕周1～3次∕月

3周邊凈空位移各種類型收斂計每5米一個斷面1～2次∕天1次∕2天1～2次∕周1～3次∕月

4建筑物（地道或天橋）沉降水準儀、水平尺等沿建筑物20～15mm，

且相鄰柱位沉降差<0.2%L1次∕天

5建筑物（地道或天橋）

位移與傾斜水準儀、經緯儀等施工影響范圍內的建筑物1次∕天

6建筑物（地道或天橋）裂縫 施工影響范圍內的建筑物1次∕天

7地下水位 沿每棟建筑物周邊間距

20～25m設置一個1次∕天

3.6.2 監測資料的收集和信息反饋

堅持長期的、連續的、定人、定時、定儀器地進行收集資料，用專用表格做好記錄，做到簽字齊全，用計算機進行整理，繪制各種類型的表格和曲線圖，對監測結果進行一致性和相關性分析，預測最終位移值，預測結構物的安全性，及時反饋指導施工。

3.7 施工注意事項

（1）施工前應對被托換樁施工圖紙進行學習并與現場實際情況進行對比，當差異較大時，應立即通知設計、監理、業主等有關部門。

（2）施工前加強對地下管線的調查，施工中加強對管線的保護，影響施工的要同有關部門協調進行處理。

（3）必須保證對原有承臺植筋的質量，確保原有承臺與現有承臺形成統一整體。

（4）必須確保注漿加固質量，增加土體整體型。

（5）施工中加強施工監測，確保施工安全。

4、結語

實踐證明，地鐵隧道穿越立交橋進行樁基托換，必須根據工程所處的地理環境和工程地質情況，針對工程特點，在確保道路行車安全和施工安全前提下，制定切實可行的施工方案和相關措施，制定詳細的應急預案及監測方案，保證盾構機安全通過。

參考文獻：

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