盾構下穿立交群沉降控制技術

張哲寧 祁海峰

(中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

0 引言

隨著國內地鐵建設步伐的加快，盾構法作為一種修建地鐵區間隧道安全、快速、對周邊影響小、較高適應性的施工方法，被廣泛采用。在實際盾構施工掘進中，盾構下穿市政立交群的情況時有發生，針對盾構下穿大型立交橋的安全控制技術進行總結，以期對今后類似工程施工提供借鑒。

1 工程概況

成都地鐵4號線萬年場站—東三環站區間在里程YDK39+250～YDK39+620,ZDK39+258～ZDK39+630范圍內下穿三環路十陵立交橋，該大型立交橋共有3層立體交叉線路，盾構掘進方向與上跨橋長邊方向平行,上跨橋為8跨簡支板橋，橋板為預制先張空心板，跨徑20 m。基礎為樁基礎，樁徑為1.8 m。立交橋樁基礎按端承樁設計，右線區間隧道管片外邊緣與樁基礎外邊緣水平最小凈距約為1.4 m。全橋跨既有十陵立交跨線橋及三環路均采用鋼箱梁結構，其余部位均采用預應力混凝土連續箱梁。盾構下穿立交橋部位隧道覆土厚度約10.8 m～14.2 m，主要穿越⑤-1-2強風化泥巖和⑤-1-3中風化泥巖地層。

2 沉降控制技術

盾構通過引起隧道周圍土體擾動，可能會造成橋體產生有害性沉降和位移變形。為保障橋梁及道路安全，盾構通過橋墩時必須采取嚴格有效的措施，避免橋墩沉降、位移。

2.1 掘進控制

在盾構通過時，必須要做好掘進控制，采用控制性掘進措施平穩通過。

1)盾構隧道通過三環路十陵立交橋橋臺時，左右線ZDK39+615～ZDK39+635,YDK39+600～YDK39+620段采用C型配筋的加強管片。提前預備好穿越時采用的C型加強管片。

2)盾構將要進入該段前，必須提前調整好各類參數，調整好渣土流態，建立良好的土壓平衡狀態。

3)進入該段進行盾構掘進時，必須嚴格控制好出渣量，嚴格進行渣土方量和渣土稱重比對。對左右線ZDK39+615～ZDK39+635,YDK39+600～YDK39+620段采用吊裝孔及增設注漿孔對隧道周邊地層進行同步注漿加固，注漿加固范圍為管片四周2 m。并選點進行洞內二次補漿、分次補漿。

4)掘進中參數調整要及時，做好掘進狀態與地層產狀相匹配。控制刀盤低轉速、保持均勻出渣，盡量減少對地層的各類擾動。

5)盾構機通過時由地面注漿管進行補漿。

6)做好各類監測、測量工作。施工期間實行全天候24 h不間斷監測，控制好橋體及周邊地面的變化情況，及時掌握地層動態，反饋施工。

7)配備各類通訊措施，保持好洞內和地面的良好溝通，確保指令和各類反饋信息暢通無阻。

8)盾構通過三環路十陵立交橋時，隧道開挖斷面基本位于③-2-1黏土、⑤-1-1全風化泥巖、⑤-1-2強風化泥巖地層中，隧道埋深為10.8 m～14.2 m，結合本區段內地質水文情況及以往施工經驗，盾構機在下穿三環路十陵立交橋時，施工參數如表1所示。

表1 盾構掘進參數表

2.2 后期加固補強

1)掘進順利通過后，根據施工記錄和監測資料，利用在管片上增設的注漿孔、預埋注漿管對橋基礎進行洞內跟蹤注漿加固。必要時，進行地面注漿加固。加固時，繼續做好相應監測和信息反饋工作。

2)洞內后期補注漿施工將實行洞內深層次注漿，可有效防止墩體沉降。施工擬采用頂管注漿法施作。

2.3 布置監測點

進入橋梁范圍前后15 m增布監測點。沿隧道中線每5 m布置一個監測點,在每個監測點左右各5 m再布設兩個監測點。對施工影響范圍內的每個橋墩墩身增設沉降監測點，施工前對各橋墩及地面現狀做詳細記錄，施工期間加強監測，數據對比，指導施工。

2.4 前期基礎加固

如監測值超過設計控制值，需針對橋墩基礎為門形并排樁基礎、盾構從并排樁中間下穿的特點進行前期地層深層注漿加固，確保橋墩基礎牢固，增強橋梁自穩性。

注漿地段基本均處于三環路十陵立交橋內外側綠化帶內，注漿前做好施工期間圍蔽，對橋墩范圍內實行分期圍蔽、分批加固。

加固采用φ50 mm袖閥管注漿，對盾構下穿的并排樁基礎四周進行預注漿加固。注漿固結區域參考設計建議，沿樁基礎四周方向不小于2 m；沿樁基礎深度方向為10 m，注漿范圍為隧道頂標高以上2 m到隧道底標高以下2 m。注漿將嚴格遵循飽和注漿原則，注漿壓力一般控制在0.3 MPa～0.4 MPa之間，注漿量為12 L/min～15 L/min，不達標不停注，切實加固好范圍內潛在的松散、軟弱地層，確保注漿加固飽滿。

注漿前，清理平整場地，清除地下障礙物，按方案測定樁位后就位。鉆機就位后按以下工序實行注漿作業：

1)鉆孔：孔徑為80 mm，鉆孔采用回轉鉆機，孔距3.0 m，鉆孔深度為地面下至盾構通過面中心處高度，成孔檢驗合格后鉆機移至下一樁位。

2)插入袖閥管：袖閥管采用內徑50 mm的塑料管，每隔30 cm鉆一組射漿孔，外包橡皮套，插入鉆孔，管端封閉，管內充滿水下管。為使套殼料的厚度均勻，盡量使袖閥管置于鉆孔的中心。

3)澆筑套殼料:套殼料為泥漿，要求收縮性小，脆性較高，早期強度高。套殼料的作用是封閉袖閥管與鉆孔壁之間的環狀空間，防止灌漿時漿液流竄，套殼在規定的灌漿段范圍內受到破碎而開環，使灌漿漿液在一個灌漿段范圍內進入地層。

4)灌漿：待套殼料有一定強度后，在袖閥管內放入帶雙塞的灌漿芯管進行分段灌漿。采用水泥單漿液，水灰比為1.05。每段注漿時，首先加大壓力使漿液頂開橡皮管，擠破套殼料，即開環，然后漿液再進入地層。

灌漿初期，可先憑經驗預估的壓力灌漿，然后根據吸漿情況以及對地表的觀察，視有無冒漿或抬動變形情況，再做壓力調整。灌漿的施工機具采用專用灌漿泵。

3 結語

總結、分析盾構掘進前對立交橋樁基進行袖閥管注漿預加固及工后補注漿加固；在管片上增設注漿孔，盾構掘進過程中進行同步注漿，盾構通過后進行二次注漿，注漿范圍為管片周圍2 m；管片采用加強型管片；施工全過程實行信息化監測，根據監測結果，及時調整掘進參數，通過以上措施進行沉降控制，該大型立交橋樁基沉降最大值為-0.6 mm，穿越方法其他工程借鑒。