地鐵隧道施工對橋梁樁基沉降監測分析

孫飛

摘 要：通過對大連地鐵促進路～春光街站區間地鐵隧道施工對東聯路橋樁基影響的監測分析，結合工程特點，探索高風險、高難度項目的施工技術控制，為類似復雜條件下城市地鐵隧道通過橋梁施工管理積累經驗。

關鍵詞：地鐵；隧道施工；橋梁樁基；沉降監測

一、工程概況

大連地鐵2號線春光街車站2號風井施工隧道暗挖段為單洞隧道，隧道開挖高度平均13.2m，開挖寬度12m，采用礦山法分導洞施工。隧道自上而下分兩個臺階分部開挖，每個臺階高度分別約為4.65m、5.2m。設計為一、二臺階間設臨時仰拱支護的I18型鋼支撐。二次襯砌自下而上順筑施工。隧道距離橋墩的距離為2m。隧道經過東聯路高架橋下，具體平面為下圖。

為了保證東聯路橋的長期穩定性和使用安全，必須在隧道施工過程中，嚴格控制樁、柱的累計沉降和差異沉降。

二、控制指標

隧道土體在開挖時其原始的應力場會發生改變，內部的應力會發生二次分布，從而導致了隧道上方及周圍土體的橫向和縱向位移。而對于深入隧道影響范圍的橋墩而言，土體的運動會致使樁的摩擦阻力減小，最終使橋墩發生沉降和傾斜，從而危害高架橋的使用。因此在隧道開挖時應采取必要的措施，使開挖引起的土層位移減小對橋墩沉降的影響。

（一）測點布置及測量的頻率

橋墩沉降觀測點采用沖擊鉆鉆深約0.2m的孔，埋設0.3m長的?16鋼筋，鋼筋露出墩面約100mm。開挖面距離觀測斷面小于2B前后1次/d，開挖面距離觀測斷面小于5B前后1次/2d，開挖面距離觀測斷面大于5B前后1次/1周。

（二）橋墩的累計變形控制指標

由《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2002）可知樁的間距為11m，兩樁之間的傾斜差為控制在10mm為宜。如其中一橋墩的沉降很小，則另一橋墩的累計沉降最大值只能為10mm，因此我們將橋墩的累計沉降控制在10mm，此值遠遠小于《建筑地基基礎設計規范》（GB5007-2002）中高聳結構基礎的允許沉降量200mm（H≤100m），因此將橋墩的沉降量控制在10mm以內是偏于安全的。因此設計院給定的控制值為：橋墩沉降的控制標準是10mm，其中變形到7mm視為警戒值。

三、主要監測結果及分析

（一）監測結果

1.隧道的施工進度

春光街車站橫通道采用左右導洞法施工，施工進度與橋墩測點的關系見圖1

所示。

2.橋墩監測點歷時沉降曲線

橋墩各測點自建立測站到達到穩定時沉降狀態曲線見圖2所示，橋墩點02在為沉降最大，累計為-2.94mm。

3.橋墩監測點歷時沉降速度曲線

橋墩監測點歷時沉降速度曲線如圖2所示：在10月2日橋墩測點開始沉降，橋墩01速度為-0.03mm/d，橋墩02速度為-0.05mm/d；在10月7日橋墩測點沉降速度達到最大，橋墩01為：-0.07mm/d，橋墩02為：-0.17mm/d；在11月4日，橋墩測點的沉降發生小的突變：橋墩01和橋墩02均為：-0.03mm/d；在11月17日沉降達到穩定。

（二）結果分析

1.施工引起地表整體性沉降分析

由圖1可以看出，橫通道隧道開挖引起橋墩下沉 ，由于橋墩02測點比橋墩01測點更靠近隧道，所以橋墩02測點的沉降量要大與橋墩01測點。

2.隧道掘進對橋墩的影響范圍分析

在2010年10月3日，當右洞第一層掌子面推進至橋墩測點2m時，橋墩各個點沉降量出現了突變，其中橋墩02點由-0.22mm突變為-0.42mm，提高2倍，表明隧道施工對橋墩產生明顯影響。當右洞掌子面推過橋墩測點斷面時，橋墩02點由-0.5mm變為-0.7mm，提高1.4倍。在2010年11月4日，當右洞第二層掌子面推過橋墩監測斷面時沉降量由-0.07mm變為-0.13mm，表明隧道施工對橋墩沉降影響結。由此得出：隧道施工對橋墩沉降有關鍵性的影響。地鐵施工監測設計要求提前20m布點測量，監測期限為3個月。由監測結果表明，在春光街地質條件下，監測布點在掌子面前方10m，監測期限為2個月，能夠滿足對橋墩監測的要求。

3.隧道二次施工對橋墩沉降的影響

由圖1可看出，春光街橫通道右洞第二層CRD法施工的工期為2010年9月2日至11月18日。圖2的沉降曲線的不均勻性表明右洞二次施工對橋墩沉降有影響。圖2曲線可看出，11月4日橋墩02的沉降由-0.07mm到-0.12mm，隧道二次施工的橋墩沉降影響十分明顯。

四、結論

（一）人工素填土下淺埋暗橫通道隧道開挖引起的地表整體下沉，在隧道中沉降范圍內的橋墩也會有影響

（二）在春光街橫通道人工素填土下淺埋條件下，當隧道掌子面施工對橋墩產生明顯影響，影響范圍為前后5m。建議監測開始的時間為掌子面距離橋墩10m，監測期限為2個月，可滿足橋墩安全性要求。

（三）人工素填土下淺埋暗橫通道隧道CRD法施工對橋墩二次沉降影響明顯，二次沉降的量為第一次沉降量的1/5。