主動支護技術在隧道穿越既有橋梁中應用

文/段瓊瓊,湖南省第六工程有限公司

【作者簡介】段瓊瓊（1981—），女，工程師，本科，主要從事施工工作。

主動支護技術在隧道穿越既有橋梁中應用

文/段瓊瓊,湖南省第六工程有限公司

在隧道穿越既有橋梁施工中，采取主動支護技術對于確保橋梁結構安全具有重要的作用。本文主要提出了隧道穿越既有橋梁中應用的同步頂升主動支護技術和注漿加固技術。

注漿；加固；同步頂升；隧道；既有橋梁

引言

隧道穿越既有橋梁施工，如果采取的施工技術和方法不當，輕則會導致橋梁出現裂縫等病害；嚴重的還會導致橋梁結構安全性受到影響，導致橋梁損壞和坍塌。所以在這種情況下必須采取有效的支護技術，盡量的降低隧道施工對既有橋梁的影響。采取主動支護技術能夠確保橋梁處于正常使用的狀態，進而確保既有橋梁結構的安全和穩定。

1 主動支護技術的提出

隨著我國經濟的發展，隧道工程建設規模逐漸擴大，但是在隧道開挖施工中對既有建筑物會產生一定的影響，導致對建筑物的安全以及人們的正常工作和生活產生很大的影響。隧道施工不可避免的會遇到需要穿越既有橋梁的情況，隧道施工不可避免的會對橋梁承載力產生影響，進而造成橋梁上部結構出現附加應力，不但會導致橋梁結構安全及其正常使用受到影響，還會導致對隧道施工產生嚴重的影響，為確保橋梁結構的安全性，主動支護技術應運而生。

2 隧道穿越既有橋梁的主動支護技術

2.1 同步頂升技術

同步頂升技術指的就是利用頂升控制系統，在隧道穿越橋梁之前對實現對橋體的主動支護。主要做法就是在橋墩的周圍進行臨時支座的設置，之后采用液壓千斤頂對橋體進行同步頂升，對橋梁上部結構的沉降量進行科學的控制。根據預測得到的情況，利用同步頂升對橋梁上部結構原本的形式進行恢復，進而實現控制和補償橋梁上部結構沉降的目的。其中支護的最佳時間是以隧道開挖對橋梁樁基產生的影響為基礎，結合現場實際情況，結合數值模擬計算結果，對隧道穿越前后橋梁可能產生的沉降量進行預測，并在此基礎上得出主動支護的最好的時間。在主動支護設計和施工中，只有確保各參數的準確和科學性，才能夠確保得到較好的支護效果，具體參數如下所示：

（1）頂升位置。頂升位置的確定需要按照實際情況進行確定，結合橋梁的結構型式以及橋梁的荷載情況等，一旦頂升位置出現錯誤，就可能會導致因為受力的問題造成被千斤頂頂裂的情況。為確保頂升位置的準確性，還需要結合橋梁設計圖紙進行相關計算。

（2）頂升力的大小。頂升力的大小與頂升位置確定的方法相同，也需要結合橋梁結構和荷載情況進行確定可以將頂升力分成最大和最小限制，其中最小限制應該確保能夠橋梁剛好被頂升，隨著頂升力的不斷的加大，橋梁結構的支座反力隨之降低，如果超過最大限制，那么橋梁混凝土結構就會被頂裂，導致橋梁結構受到損傷。

（3）頂升量的大小。頂升量的大小指的是千斤頂需要頂升的總量，需要結合橋梁的實際情況、預測沉降量以及允許的變形量等對其進行確定。

2.2 土體注漿加固

該主動支護技術主要是將各種類型的能夠產生固化的漿液利用注漿管注入到需要加固的土體中，實現對地基土的物理力學性質的改善，進而起到對土體進行固結的作用。

隧道穿越既有橋梁施工中，在隧道開挖到靠近橋梁下部結構或者樁基時，可以在樁基的底部以及四周的合理的范圍中的土體進行逐漸加固施工，進而確保橋梁樁基的穩定性。注漿加固示意圖見圖1：

圖1 注漿加固示意圖

2.3 頂升過程控制要點

2.3.1 安全控制

由于在頂升施工中各類因素的影響，導致在頂升過程中可能會出現不均勻情況的產生，為了避免橋梁出現滑移的情況，確保整個頂升過程的安全性，必須結合實際情況選擇合理的限位措施。為了實現同步頂升，需要自動調整液壓缸的壓力，進而確保能夠適應來自上部的荷載。

2.3.2 橋梁同步頂升的臨時鋼墊塊支撐設計

分級頂升是頂升過程中常用的方法和手段，每一級頂升的最大位移應當嚴格的控制在一毫米以內，其速度需要控制在每米三分鐘以內。在鎖定千斤頂之后，通常需要安裝鋼墊塊，將其作為輔助支撐，避免突發情況的出現。如可以采用螺桿式千斤頂作為輔助支撐。

2.3.3 各施力點頂升力的有效傳遞

因為千斤頂具有比較大的頂升力，各施力點的反力必須能夠實現有效并且安全的傳遞到下部結構，同時還不能夠對橋梁結構造成損壞，因而必須采取有效的措施。

3 案例分析

某橋梁全長為317m，因為該地區地鐵建設的需要，在橋梁3#和4#兩個墩位之間需要進隧道穿越施工。因為隧道施工期間會對橋梁的結構和安全產生影響，所以必須采取有效的主動支護技術，對其安全進行保證。主要做法就是在橋梁墩柱的四周設置臨時圍擋，在支架鋼管立柱附件開挖到承臺表面，對主梁進行同步頂升，對頂升系統的安全性進行確保。在沉降穩定之后，就能夠將頂升設備拆除。通過對現場的動態監測和后期的監測發現，該橋梁在地鐵穿越施工中和施工之后，橋梁結構沒有受到隧道施工的影響。

4 結語

綜上所述，在隧道穿越既有橋梁施工中，采取有效的主動支護技術至關重要，主要有同步頂升技術和注漿加固技術，其中同步頂升技術具有操作簡單、對施工影響小以及費用低等特點應用廣泛。目前該技術已經在多項工程中得到了成功的應用。

[1]李彥冬.市政管線隧道下穿既有橋梁關鍵技術研究[J].山西建筑,2017, 43(1):178-179.

【作者簡介】段瓊瓊（1981—），女，工程師，本科，主要從事施工工作。