地鐵車站施工對臨近橋梁影響的保護措施研究

曲星　白東鋒

摘要：地鐵車站基坑及區間盾構施工過程中不可避免會對臨近橋梁等構筑物產生影響，如何做到既保證橋梁的正常工作又能順利地進行地鐵車站開挖建設顯得尤為重要，本文提出了明挖基坑臨近橋梁開挖及盾構區間穿越橋梁施工過程中的橋梁保護措施及輔助加強措施，并對注漿施工中的注意事項及特殊情況處理進行了說明，為相關工程提供一定參考。

關鍵詞：地鐵；基坑；盾構區間；橋梁；保護措施

中圖分類號：U231.3文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

前言

隨著軌道交通工程在城市建設中的快速發展，其受線路走向、地下空間等的限制不可避免的會從既有城市高架橋梁樁基附近、下方或側面通過，雖然目前我國的地鐵建設水平有了長足的進步，但施工中難以避免的會對土體進行擾動，從而造成橋樁的變形和位移，對橋梁產生不利影響。因此研究地鐵施工過程中對橋梁的保護措施成為工程建設中急需解決的問題，本文提出了地鐵明挖基坑施工及盾構區間施工中對橋樁的保護措施，可為相關工程提供一定的參考。

1明挖基坑開挖過程中對臨近高架橋橋樁的保護措施

明挖區間基坑距離高架橋距離較近時，橋樁基礎沉降將對會橋梁上部結構受力產生較大影響，因此，建議采取如下措施：

1）施工前預埋可反復注漿的袖閥管，沿樁基外擴1m進行注漿加固，施工時根據監測情況一旦發現樁基變形沉降達到0.002l，應及時對橋梁周圍土層進行跟蹤注漿加固，控制結構本身沉降；

2）施工時分別由施工單位和第三方同時做好施工監測。

3）施工期間做好出現險情時的補救預防準備。

2盾構區間施工下穿橋樁保護措施

根據盾構施工引起地層變形的原因，可通過優化盾構掘進參數、加強同步注漿和二次注漿、地面注漿補償地層損失、禁止盾構機在穿橋樁過程中停機等方面控制橋樁和地表變形。

1）對盾構到達橋梁樁基50m范圍內的掘進參數及地面沉降情況進行統計分析，確定合理的土壓力設定值、排土率及掘進速度等，制定盾構掘進最優參數。盾構機在距離橋梁樁基20m時，加強設備維修，進行刀盤、注漿系統、密封系統、推進千斤頂及監控系統等設備的檢修，確保穿越過程中設備無故障。

2）控制盾構施工對周邊土層影響程度的因素較多，如土倉壓力、推進速度、總推力、出土量、刀盤轉速、注漿量和注漿壓力等施工參數，對施工參數優化后得到主要的施工措施可以總結如下：

①控制出碴量：通過加氣保壓使土倉內壓力值保持恒定，盡量將其上下浮動值控制在最小范圍內以保證開挖面的穩定性；對出土量進行嚴格控制，避免碴土的少出、多出，根據以往類似的施工經驗及工程場地地層特點嚴格控制出碴量，確保地層損失率≤5‰。

②加強碴土改良：適當增加泡沫劑及水用量，根據掘進情況及時調整加入量。

③控制均勻掘進速度：穿越前設置模擬段，合理調整優化掘進參數。盾構下穿橋樁時，應對盾構掘進速度進行嚴格控制，盡量避免速度出現較大幅度波動，減輕對地層的擾動。

3）嚴格控制盾構推進姿態

應對盾構掘進的線形和姿態進行嚴格控制，姿態調整不宜過大、過頻，減少糾偏，特別是較大糾偏，姿態調整控制在±5mm范圍內，盡量避免對隧道周邊土體的超挖和擾動。

4）確保同步及二次注漿的注漿量及注漿壓力

確保同步注漿的質量和數量，防止地層變形、提高結構的抗滲性、改善結構受力情況，避免發生較大的沉降變形，確保管片與周圍土體間間隙充填及時及密實，同時結合下穿段具體地質情況確保注漿量及注漿壓力，確保同步注漿量≥150%。

5）加強對盾構掘進中的工況管理，嚴防由于泥餅生成和土倉的堵塞，避免在側穿橋樁過程中清洗土倉。

7）盾尾密封一定要保證，加強盾尾艙的管理：在推進過程中，增加盾尾刷保護及其嚴格控制盾尾油脂的壓注；并安排專人觀察盾尾漏漿情況，確定無漏漿后再進行正常掘進。

3輔助加強措施

地鐵基坑開挖及盾構區間施工過程中存在地質條件與詳勘不符或施工質量控制不嚴格等不可預測因素，建議在施工工程中采取如下輔助措施：

1）盾構通過前，對隧道影響范圍內的橋樁采用地面袖閥管預注漿加固，加固范圍為橋樁外圍2m深度，隧道外輪廓上、下3m；

2）施工中根據監測情況一旦發現橋樁變形超過控制值，及時對承臺基礎下土層進行跟蹤補償注漿加固，控制橋樁變形；

3）施工期間做好出現險情時的補救預防準備。

4）施工過程中應加強監測，并根據監測情況必要時采取橋梁支頂措施。

4注漿施工說明

4.1 注意事項

1）注漿施工前，進一步核實地質情況，注漿施工必須堅持先試后做的原則，以便調整選擇最佳注漿參數。

2）施工前要做好各項工作記錄表。表的內容必須包括每個注漿孔的注漿和壓水情況（每分鐘記錄一次壓力和流量），注漿孔的注漿工作情況及注漿工序作業時間。注漿過程中隨時分析和改進注漿作業，施工完成后將上述記錄資料整理并納入竣工文件。

3）袖閥管注漿前應先進行注漿試驗，注漿壓力控制在0.8～1.5MPa，最終現場試驗確定，但不宜過大，同時注漿過程中對橋樁變形等進行嚴密監測，以防注漿壓力過大造成地面隆起過大，影響橋梁安全。

4）注漿過程中隨時觀察注漿量及注漿泵排漿量的變化，分析注漿情況，防止注漿中產生堵管、串漿和漏漿。

5）施工中應認真記錄實際孔位、孔深、孔內地下物等，當與工程地質報告不符時，采取相應的補救措施并及時調整注漿參數。

6）對橋樁樁基每次注漿后必須清孔。

7）袖閥管縱橫間距均為1.0m，局部梅花形布置，袖閥管從地面垂直向下打設，注意避開原有圍護樁。

8）注漿采用單液漿，漿液水灰比1：0.75～1：1。

9）施工中應加強施工監測工作，確保橋基、洞內及地面無異常變形。施工前，應有應急處理預案，以便發生異常情況時及時處理。

4.2 特殊情況處理

1）一旦開始注漿，則注漿應保證不間斷持續進行，如果由于外界原因導致注漿無法持續，可以按照以下原則進行處理：首先應仔細查明導致注漿無法進行的原因，爭取在短時間內恢復注漿；如果原因無法核實導致注漿停止時間較長，則在恢復注漿前應對袖閥管進行清洗，

防止注漿管堵塞；注漿恢復后，應保證恢復后的水泥漿液配合比與之前注漿相同，如果兩者不符時，根據前后注入率的或高或低分別采取不同補救措施或逐級加濃漿液的措施進行處理，從而確保中斷前后漿液注入率相同。

2）當注漿由于漿液注入量過多或注漿壓力不能滿足要求而難以結束時，可以考慮采取以下措施進行處理：①降低注漿壓力、提高漿液濃度、限制漿液流量、間歇注漿；②漿液中摻加速凝劑或采取雙液注漿的形式；

3）注漿過程應持續觀測，當發現回漿漿液開始變濃后，則將漿液換成相同濃度的新漿進行灌注；如果灌注效果不明顯，則在灌注30分鐘后停止注漿；

4）注漿過程中，一旦出現冒漿、漏漿等問題，可根據實際情況采取不同措施進行處理，措施包括表面封堵、降低注漿壓力、限制漿液流量、間歇注漿等方式。

5）如果地層較為軟弱，則在鉆進過程中可能出現塌孔等問題造成鉆進困難，可先對地層進行灌漿處理后在進行鉆進。

6）漿液的配合比并不是一成不變，應根據實際情況不斷進行調整，保證灌注效果達到最佳。例如當發現灌注時吸漿量較小，可適當改變漿液水灰比，降低漿液稠度，提高流動性。

7）漿液灌注過程中出現大面積漏漿，應立即停止注漿噴射速混凝土封閉隧道表面。

5、結論

本文提出了明挖基坑臨近橋梁開挖及盾構區間穿越橋梁施工過程中的橋梁保護措施，并針對不可預測的因素提出了輔助加強措施，對注漿施工中的注意事項及特殊情況處理進行了說明，為相關工程的施工措施制定提供了一定參考。

參考文獻

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作者簡介：

曲星，1983-，男，黑龍江人，博士，中交第一公路勘察設計研究院有限公司，工程師，目前從事地鐵車站結構設計工作