市政管線隧道下穿既有橋梁關鍵技術研究

李 彥 冬

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

市政管線隧道下穿既有橋梁關鍵技術研究

李 彥 冬

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

介紹了市政管線隧道建設的常用方法，從橋梁安全檢測、結構分析、監控量測等方面，闡述了市政管線隧道下穿既有橋梁施工的關鍵技術，并總結了小導管注漿加固、隧道開挖與支護的注意事項，為同類工程施工積累了經驗。

市政管線，隧道，橋梁，小導管，安全檢測

0 引言

近幾年，我國各大城市交通線路都在不斷完善之中。城市道路系統中，地下軌道交通體系占據著非常重要的地位。為了緩解逐年增加的地面交通壓力，城市地下空間開發應用越來越多。在此形勢下，市政服務管線越來越多，且建設的隧道也越來越多。市政管線隧道的建設不僅緩解了周邊區域交通的壓力，而且還獲得了良好的經濟效益和社會效益。因此，市政管線隧道下穿既有橋梁關鍵技術受到關注。

1 市政管線隧道的建設

談及市政管線隧道，由于建設其的目的是緩解城市交通壓力，因而建設的地理位置大多在城市核心區。由此，市政管線隧道的周邊構筑物較多，且隧道覆跨不會非常大[1]。市政管線隧道在建設過程中，需要考慮對周邊構筑物影響大小，因而通常會采用淺埋暗挖方法施工。同時，在遇到土質條件和地下水較為豐富的區域時，更加要謹慎施工。為了確保隧道施工的安全性，一般會采取一系列施工技術措施。市政管線隧道建設過程中應用的淺埋暗挖方法，應用廣泛，且擁有眾多的工程實例。淺埋暗挖施工，通常最適合用于第四紀軟弱地層中進行修建隧道。淺埋暗挖，具體而言，是通過合理調動圍巖的自承能力適當加固和處理地層的一種施工方法。淺埋暗挖施工過程中，會采用短進尺開挖，將圍巖和初期支護結構形成一體，形成聯合支護體系，滿足施工階段荷載需求，以保證變形基本穩定，再施作二次模筑襯砌以完成隧道建設。淺埋暗挖施工方式能夠通過初期支護、二次襯砌共同承擔特殊荷載，是一種先柔后剛的復合式新型支護結構體系(如表1所示)[2]。隧道工程施工中，常常會遇到很多不可預知的問題，譬如，地層條件復雜、周圍環境復雜等。而應用淺埋暗挖法施作隧道可有效將這種不可預知的風險控制在一定范圍內。但是，必須要重視施工過程的監測工作，以確保地層、支護材料、周圍建(構)筑物不會出現任何不妥。另外，施工檢測也是修正設計和施工方法的重要依據，由此才能保證施工的安全。截至當前，淺埋暗挖法已經被應用在多項工程中，且發揮了極大的優勢。從具體工程實例來看，應用淺埋暗挖法施作隧道，其施工技術靈活，且隧道支護結構強度高，經濟適用。

2 市政管線隧道下穿既有橋梁關鍵技術具體分析

2.1 針對既有橋梁進行安全檢測

收集統計安全檢測評估的結果，對既有橋梁的安全性進行分析。先對橋梁結構主要構件進行測定，再測定其防水狀況，確認無異常后再開展隧道下穿既有橋梁工作。這一過程就是針對既有橋梁的現狀進行檢測評估的過程。為了確保監測評估的準確性，需要讓專業檢測技術單位負責該項工作，并以評估報告的方式出具證明。評估報告至少需要從四個方面進行評估：

1)橋梁局部路面狀況。針對橋梁局部路面是否存在車轍、破損、開裂現象以及其附屬設施的完好程度進行判別[3]。

2)橋梁結構外觀情況。針對橋梁結構外觀進行查看。滲水、漏筋、混凝土脫落、防水涂料開裂等是常見問題，應注意區分。

3)測定橋梁橋墩混凝土強度。將其結果與設計要求對比，分析對比結果[4]。

4)根據橋梁狀態，歸類其等級。

表1 復合式襯砌結構參數

2.2 分析隧道施工對橋梁結構安全可能造成的威脅

分析隧道施工對橋梁結構安全影響，主要包括探究隧道工程施工造成的影響范圍，并分析出橋梁結構可能遭受的損傷。為此，應該從以下幾方面進行分析。第一，分析既有橋梁基礎的承載力，并預判既有橋梁可能會產生的縱向或豎向沉降。橋梁的基礎的承載力，決定了其支承狀況。而影響橋梁的基礎的承載力因素很多，可能是橋梁建造形式因素，也可能會受隧道開挖過程中管線保護是否到位而影響。第二，分析既有橋梁的使用功能和主梁承載力。在確定既有橋梁結構之后，針對其基礎縱向不均勻沉降進行分析，以免造成嚴重后果。橋面連續構造復雜，橋面防水層和伸縮裝置不僅會危害橋梁橫向聯系，還會導致橋梁整體性減弱。第三，分析橋面鋪裝及防水層的受損程度，以免造成行車不便。

2.3 進行橋梁監控、量測，劃定橋梁控制指標

橋梁的運營狀況是施工調查的重點和難點，更是隧道施工安全保障的基礎條件，因此，需要對橋梁進行監控、量測。所謂監控，在于掌握隧道基本內容。所謂量測，在于掌握分析橋梁重點部位的運行狀態。為此，需注意以動態觀測、全程監測的方式實施監測。橋梁監控量測的內容眾多，至少涵蓋：1)基礎沉降監測，監測對象是舊橋部分結構、新橋部分結構承臺；2)承臺傾斜；3)路面沉降；4)外觀監測，即變形監測，檢測對象是混凝土裂縫及支座、伸縮縫等[5]。橋梁控制指標標準的確定，涉及：1)橋梁檢測評估報告；2)穿越工程施工中，橋梁結構可能受到的危害預分析報告;3)原橋梁設計綜合分析報告。市政管線隧道下穿既有橋梁在技術實施過程中，應滿足控制技術指標。以北京市蒲黃榆路熱力隧道工程與南三環劉家窯橋斜交工程為例，根據其計算出的橋梁控制指標[6]。

2.4 施工過程中的關鍵點

既有橋梁結構、地下管線極易受到隧道施工的影響，為了避免這方面的危害，在分析工程實際情況之后，可遵照“管超前、短開挖、強支護、早封閉、嚴注漿、勤量測”執行。與此同時，為了增強

隧道掌子面的穩定性，減少周圍地層的變形，還需要采取恰當的輔助措施。經眾多工程實例表明，施工過程中的施工要點包括以下幾個方面：第一，超前小導管注漿加固。通過拱部超前小導管注漿加固，有明顯的優勢，優勢一，能夠規避隧道開挖時拱部土體的不穩定狀況；優勢二，能夠縮小地層沉降量。第二，隧道開挖，上下臺階法最為合適(見圖1)。且在土體開挖施工時，應進行支護并成環。臺階長度，以滿足作業空間為基準。第三，增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度。通過增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度，可以避免隧道開挖引起的地層沉降量過大。為此，可以通過以下兩種方式增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度，一種方式是加密鋼拱架；另一種方式是增設臨時支撐點。

3 結語

市政管線隧道下穿既有橋梁關鍵技術關系到市政管線隧道的建設，因此，應該引起重視。作為一個極具風險性的工程，市政管線隧道下穿既有橋梁在進行過程中，需要把握好每一個環節，檢測評估既有橋梁，預測隧道施工對橋梁結構可能造成的安全威脅，實施橋梁監控量測，這些都不可馬虎。在市政管線隧道下穿既有橋梁施工過程中，要著重注意超前小導管注漿加固，隧道開挖方式，增強隧道下穿既有橋梁段的支護剛度以及壁后注漿等施工。

[1] 詹 濤.雙線盾構隧道小凈距下穿時既有隧道結構的變形數值分析[J].城市軌道交通研究,2015(11):23-29.

[2] 郭彩霞,喬國剛,姜雪強,等.盾構隧道下穿既有橋梁綜合控制技術[J].市政技術,2014(5):87-89，93.

[3] 朱江偉.隧道下穿既有運營橋梁條件下與橋梁的相互影響分析及工程應對措施研究[D].西安：西安建筑科技大學,2011.

[4] 宋艷彬,崔 雋,吳金剛,等.市政管線隧道下穿既有橋梁關鍵技術研究[J].市政技術,2013(2):88-90.

[5] 桂曉明,汪傳智,魏立新.城市近接既有結構的車行隧道關鍵技術與實踐[J].特種結構,2013(2):85-90.

[6] 劉建國,張波路,王加磊.上跨下穿施工對城市軌道交通既有隧道的影響分析[J].城市軌道交通研究,2016(2):92-96.

Critical technologies of municipal pipeline tunnel under-passing existing bridge

Li Yandong

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

The paper introduces common municipal pipeline tunnel construction methods, describes critical technologies of municipal pipeline tunnel under-passing existing bridge from aspects of bridge safety detection, structural analysis and monitoring measurement, and summarizes ductile grouting reinforcement, tunnel excavation and support matters, which has accumulated experience for similar engineering construction.

municipal pipeline, tunnel, bridge, ductile, safety detection

1009-6825(2017)01-0178-02

2016-10-29

李彥冬(1979- )，男，工程師

U445

A