淺談盾構(gòu)施工穿越人行天橋施工方案

吳波浪

中鐵七局西安鐵路工程公司 西安 710032

摘要：總結(jié)并分析了西安地鐵盾構(gòu)施工穿越人行天橋，同時(shí)介紹了成功的施工方案和保護(hù)方法，并結(jié)合西安地鐵的地表沉降現(xiàn)象，驗(yàn)證了該施工方案的實(shí)用性和可借鑒性。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)；加固；方案；工藝

1、工程概況及水文地質(zhì)情況

1.1 工程概況

西安市地鐵三號(hào)線一期工程的青龍寺站～延興門站區(qū)間起迄里程為Z（Y）DK26+170.441～Z（Y）DK27+898.438（其中，ZDK27+453.738=ZDK27+500短鏈46.262m，YDK27+475.470=YDK27+500），區(qū)間左右線長(zhǎng)分別為1681.735m和1703.467m，區(qū)間通過(guò)鐵一院人行天橋時(shí)采用盾構(gòu)法施工。

鐵一院人行天橋修建于2006年，全橋平面呈“工字型”，人行梯道與坡道對(duì)稱布置，橋墩采用樁柱式，獨(dú)樁獨(dú)柱，以及雙樁獨(dú)柱，樁徑800mm、樁徑1000mm，獨(dú)樁獨(dú)柱樁長(zhǎng)35m，雙樁獨(dú)柱樁長(zhǎng)30m。主橋?yàn)槿绾?jiǎn)支空心板梁，跨徑布置為11m+23m+10m，全長(zhǎng)44m，總寬4.5m，上部板梁為普通鋼筋混凝土預(yù)制板梁，梁高900mm，下部梯坡道梁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁，梯坡道總寬2.5m，梁高500mm。

盾構(gòu)隧道在里程ZDK26+486.239（YDK26+486.183）處下穿鐵一院人行天橋，右線隧道北側(cè)與橋樁樁基礎(chǔ)平面最小凈距為0.36m，右線隧道南側(cè)與橋樁樁基礎(chǔ)平面最小凈距為0.49m，左線隧道與橋樁基礎(chǔ)平面最小凈距為5.62m。

1.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)

盾構(gòu)隧道頂埋深25.2m，隧道穿越地層主要為4-2古土壤和4-1-2-1老黃土（水下），隧道上方土層有1-1雜填土、3-1-1新黃土（水上）、3-1-2新黃土（水下）、3-2古土壤。地下水位埋深約9.6m。

2、盾構(gòu)穿越鐵一院人行天橋施工方法

2.1 盾構(gòu)過(guò)鐵一院人行天橋風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析

人行天橋樁基沉降控制值：a.橋梁縱向不均勻沉降<20mm；b.橫向（與線路方向平行）差異沉降<5mm、水平（垂直線路方向）差異沉降<20mm。由于盾構(gòu)機(jī)施工時(shí)，對(duì)周圍土體擾動(dòng)較大，容易造成天橋樁基變形，進(jìn)而對(duì)天橋產(chǎn)生破壞。

2.2 施工方案

1、合理確定土倉(cāng)壓力，保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定。

根據(jù)地質(zhì)條件和地下水狀態(tài)，確定各地段土倉(cāng)壓力值，通過(guò)調(diào)整推進(jìn)速度和螺旋輸送器的轉(zhuǎn)速，使土倉(cāng)壓力與開(kāi)挖面水土壓力相應(yīng)以保證工作面的穩(wěn)定。并在掘進(jìn)中根據(jù)信息化施工反饋信息進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2、加強(qiáng)盾構(gòu)姿態(tài)控制

調(diào)整盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)油缸，糾正偏差，將盾構(gòu)機(jī)的方向控制調(diào)整到符合要求的范圍內(nèi)。通過(guò)人工測(cè)量來(lái)進(jìn)行精確定位，以校核自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)并復(fù)核盾構(gòu)機(jī)的位置、姿態(tài)，確保盾構(gòu)掘進(jìn)的精度，以避免因施工偏差造成對(duì)人行天橋的破壞。

3、保證同步注漿質(zhì)量

盾尾空隙是盾構(gòu)施工中引起地層變形的主要因素，地基下沉的大小受同步注漿材料材質(zhì)及注漿時(shí)間、位置、壓力、數(shù)量的影響。盾構(gòu)施工中嚴(yán)格執(zhí)行“掘進(jìn)與注漿同步、不注漿不掘進(jìn)”的原則，加強(qiáng)設(shè)備管理，確保同步注漿不間斷進(jìn)行，保證注漿量足，必要時(shí)進(jìn)行二次補(bǔ)充注漿。同時(shí)根據(jù)信息反饋及時(shí)調(diào)整注漿壓力、漿液配合比。

4、防止管片變形

接頭螺栓緊固不足時(shí)，管片容易變形，盾尾空隙的實(shí)際量增大，盾尾脫出后外壓不均等使襯砌變形變位，從而增大地基下沉。用真圓保持器作用使其保持真圓狀態(tài)，并進(jìn)行二次擰緊螺栓防止管片變形。

5、防止地下水流失

防止從管片接頭、壁后注漿孔等漏水，進(jìn)行管片安裝和防水施工按施工要求進(jìn)行，保證施工質(zhì)量。同時(shí)，掘進(jìn)過(guò)程中采取在土倉(cāng)和螺旋輸送器內(nèi)注入膨潤(rùn)土、泡沫等措施，改善碴土性能來(lái)控制地下水的流失。

6、推進(jìn)過(guò)程中減少對(duì)地層的擾動(dòng)

為了減少推進(jìn)中盾構(gòu)對(duì)地層的擾動(dòng)，要加強(qiáng)盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)的控制，減少盾構(gòu)偏轉(zhuǎn)及橫向偏移等蛇行發(fā)生。

3、應(yīng)急預(yù)案

3.1 應(yīng)急方案

3.2 盾構(gòu)穿越人行天橋應(yīng)急方法

在盾構(gòu)機(jī)穿越過(guò)程中一旦出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)因素而引起橋臺(tái)基礎(chǔ)沉降、傾斜超過(guò)預(yù)警值，采取如下應(yīng)急預(yù)案：

1、盾構(gòu)保持好土倉(cāng)壓力，分析沉降所產(chǎn)生的原因。

2、若沉降是由于盾構(gòu)穿越致地層損失而引起，則：

（1）加強(qiáng)洞內(nèi)二次注漿，確保注漿壓力與注漿量。

（2）對(duì)地層變化較大地段，在地面采取補(bǔ)注漿加固措施。

（3）加大監(jiān)測(cè)頻率，密切觀察地層變化速率，及時(shí)反饋信息，修正施工參數(shù)。

3、若沉降非盾構(gòu)引起，匯同天橋管理部門共同協(xié)商制定可行的補(bǔ)救方案。

4、天橋基礎(chǔ)范圍管片環(huán)內(nèi)采取內(nèi)支撐加固措施，以幫助管片承受外部的壓力，控制管片的變形及滑動(dòng)。

5、聯(lián)系交通部門封鎖事發(fā)地段交通，并派專人進(jìn)行交通疏解。

6、維護(hù)好事發(fā)地點(diǎn)，無(wú)關(guān)人員不得靠近或擅自進(jìn)入。

7、檢查事故作業(yè)面，及時(shí)進(jìn)行橋體的加固工作，防止發(fā)生坍塌。

8、視橋體損壞的嚴(yán)重程度選擇合理的急救措施，如發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人員傷亡事故應(yīng)迅速搶救，但不應(yīng)使用大型機(jī)械等高硬度工具，以免發(fā)生二次傷害。

結(jié)束語(yǔ)：盾構(gòu)機(jī)穿越人行天橋的施工方案得到應(yīng)用后，盾構(gòu)機(jī)于2014年11月已安全順利穿越鐵一院人行天橋，在建筑物變形監(jiān)測(cè)中，差異沉降在（+5，10）mm范圍內(nèi)，證明了該施工方法在西安地鐵人行天橋保護(hù)中得到有效的肯定，對(duì)今后的盾構(gòu)穿越人行天橋保護(hù)施工起到了參考指導(dǎo)作用。