淺埋偏壓隧道下穿橋梁的施工方法探究

汪軍武

摘 要：由于隧道出口段接近穿過的已建高架橋，因此，為了確保隧道在施工過程中的穩定性，必須采用淺埋偏壓隧道下穿橋梁的施工方法。文章以某一高速公路出口的淺埋段隧道下穿既有橋梁段為研究對象著手進行論述，先對工程的基本情況進行了介紹，進而分析了淺埋偏壓隧道下穿工程的數值計算方法，最后對淺埋偏壓隧道下穿工程的數值計算結果進行了分析，希望對完善淺埋偏壓隧道下穿橋梁的施工方法有所幫助。

關鍵詞：淺埋；偏壓；隧道；橋梁；施工技術

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）06-0142-02

在隧道工程的施工過程中，必須保證新建隧道的安全與既有結構物的穩定，從而需要對隧道下穿既有橋梁問題進行深入的研究，避免出現因施工不慎出現橋梁垮塌的情況。

1 淺埋偏壓隧道下穿工程的基本情況

當前，我國的研究領域針對淺埋偏壓隧道下穿既有橋梁的研究文獻非常的少，因此，人們對于在對隧道進行施工時，既有橋的力學行為的特點是什么以及怎樣確定淺埋與深埋等問題仍然不是很清楚。因此，為有效的對隧道下穿既有橋梁這一隧道施工中的關鍵性問題進行研究，本文以某一高速公路出口的淺埋段隧道下穿既有橋梁段為研究對象，按照先進行施工淺埋與施工深埋的數值計算方法，對隧道施工過程中出現的地表沉降、橋梁受力等問題進行了深入的研究。

新建的隧道線路和已經建好的高架橋相交而穿過，如圖1和圖2所示，經過第五號和第六號橋墩的是左線隧道，經過第四號和第五號的橋墩的是右線隧道。

已經建好的橋梁跨徑的布置是7×30 m的共一聯，受預應力控制的混凝土小箱梁屬于上部結構，需要先進行簡支，然后再開展結構連續工作；柱式墩和灌注墩一般用于隧道的下結構的結構橋墩；U形橋臺在這里會發揮很大的作用。通常情況下，會將隧道的路面寬度設置為8.5 m左右，設計為單線二車道，建筑的界限寬度約為10 m左右，高度約為5 m左右，而隧道的初襯厚約為27 cm左右，2襯厚約為50 cm左右。

隧道附近的地層結構一般比較復雜，圍巖的穩定性也非常的差，因此，其穩定性非常的差，極易發生松動變形和小塌方等情況，進而會發展成大塌方，后果非常的嚴重。

為了有效的確保隧道施工中既有橋梁的安全，必須對橋墩進行深孔注漿，同時對隧道拱形進行深孔注漿與超前小導管加固。

2 淺埋偏壓隧道下穿工程的數值計算方法

按照對隧道施工圖和勘探資料的研究，我們建立了數值計算的模型，來對工程施工中所需要的數據進行科學的計算。由于隧道埋深的比較淺，因此，最好以自重應力場進行計算。通常情況下，隧道開挖時會有很強的邊界效應，因此，建議將橋的左右結構設置在210 m左右，高度設置距仰拱底部40 m左右，將拱頂進行實際埋深。下邊界施加豎向約束是最好的辦法，水平約束左右邊界。通過對隧道基本的分析研究，建議采用平面應變的分析方法，按照均質彈塑性對隧道圍巖材料進行考慮。

圍巖力學參數的基本依據是進行工程地質勘查，同時需要對施工段的隧道施工進行監控，深孔注漿區與小導管加固可以通過提高圍巖物理力學的參數來實現。

3 淺埋偏壓隧道下穿工程的數值計算結果分析

3.1 地表沉降結果分析

通過分析研究，我們發現先施工淺埋側和先施工深埋側的地表沉降曲線基本一致，最大的地表位移在隧道兩洞拱頂上方，而后行洞施工對先行洞上方地表的最大沉降值卻并沒有太大的影響，這也是地表沉降被上半斷面中的導洞開挖的主要原因所在，沉降量也就基本上完成了。經過研究分析我們發現，五號墩與六號墩之間的地表沉降與范圍大于四號、五號橋墩之間的地表沉降與范圍。由此可知，對五號和六號橋墩之間監測點的可設置小間距，而且也要將隧道中導洞與兩側弧導洞施工的監測頻率提高。所有施工結束之后，右洞拱頂的上方為最大地表位移，先施工淺埋側是15 mm，而先施工深埋側是17 mm。

3.2 橋墩位移分析

四號墩到六號墩的橋墩水平側移情況，在進行先施工淺埋側時，墩底、墩身和墩頂的位移變化明顯，有著越來越小的趨勢。受橋梁上部的結構水平剛度比較大的影響，墩頂的側移實際上就是0，但是墩底受橋樁基的帶動作用的影響，會發生側移，因而產生的位移是最大的。水平方向側移最大的是六號墩，量值高達3.91 mm，位移最小的為四號墩，只有1.53 mm。在施工的過程中，橋墩水平位移的最大值為5 mm左右。

通過對施工中各個橋墩的側移歷史情況分析，不難看出，隧道的上半斷面的兩側弧開挖是橋墩側移的最大增量的形成區域。四號墩側移受隧道左洞的施工的影響極小。跟著右洞施工不斷增大的是五號墩，在上半斷面施工結束后隧道的位移就不會再發生很大的變化。側移在左洞施工后會慢慢的減小，最終的側移會指向右洞，向右洞方向發生0.69 mm的位移是六號墩底。六號墩的側移在左洞施工結束后會出現增大的現象，側移在左側斷面結束后會達到3.86 mm的最大值，然后慢慢的趨于平穩。

在進行施工深埋側時，通過對四號墩到六號墩的水平側移情況的觀察、研究以及分析，我們發現位移沿橋墩和先施工的淺埋側的位移變化規律是一樣。六號墩的側移量在施工完成后處于最大值，大約為4.3 mm，與先施工的淺埋側相比，最大了很多；發生了兩次轉向的是五號墩的側移，先在施工的時候偏向左洞洞身，五號墩偏向左洞的位移在右洞施工時會慢慢的減小，右洞施工結束后，墩底的位移是最小的，只有3 mm。

4 結 語

綜上所述，隧道的施工會受到地表沉降、受力以及橋梁位移的影響，因此，在進行施工時，最好采用先開挖淺埋側的施工方案，把施工重點放在監控量測中的橋墩之間的梁體，認真觀察施工過程中橋墩位移的變化狀況，從而確保隧道施工的安全。

參考文獻：

[1] 李訊，何川，陳菲.淺埋偏壓隧道下穿橋梁的施工方案研究[J].鐵道標準 設計，2012，（4）.