盾構隧道下穿京港澳高速高架橋技術研究

饒波

摘要：利用ANSYS有限元分析軟件，依托盾構隧道下穿京港澳高速高架橋，利用數值模擬方法，分析了水平、豎向位移情況，并結合具體盾構施工控制措施，通過理論與具體工程相結合，為類似工程提供了一定的參考。

關鍵詞：盾構施工? 下穿 高架橋? 數值分析 技術研究

1、工程概況

武漢軌道交通某區間處于于漢江三級階地，穿越地層為粘土、粉質粘土夾碎石、中風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖;場地沿線地下水主要類型有上層滯水、層間水、孔隙承壓水、基巖裂隙水四種類。

區間隧道在里程右CDK6+340～ CDK6+390里程處下穿京港澳高速高架橋，區間隧道左右線分別從高架橋20m跨，下穿處區間隧道線間距16m，覆土為16.5m，線路為直線，坡度為5.82‰。隧道與高架橋平面交角約為60°。隧道與橋梁基礎的水平距離最小3.4m，豎向距離約12.1～14.9m。

京港澳高速跨漢陽大道高架橋全長100.34m，上部構造為預應力板梁，下部為墩柱擴大條形基礎，條形基礎長12m，寬2.4m。

2、風險控制

參考《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007）和《公路橋涵設計通用規范》（（JTG D60-2015）規定，高速橋梁結構墩臺工后均勻沉降量不大于20mm，相鄰墩臺間差異沉降不大于10mm，墩臺頂面水平位移值不大于5mm。

3、風險源分析

通過對盾構掘進施工進行有限元模擬計算分析，預測盾構施工過程中對高架橋基礎及橋墩引起的沉降和變形，根據計算情況采取工程措施確保高架橋結構安全。

選取右線隧道施工完成，典型的施工步進行分析。

右線盾構施工后，對土體及上部橋梁有一定的影響，隧道頂部出現部分沉降，隧道底部由于土體卸載出現了部分回彈，影響范圍主要在隧道頂部及路面。

根據右線盾構施工完成后橋梁結構豎向位移云圖可以看出，橋梁中間基礎最大沉降量為4.2mm，中間基礎兩側基礎沉降量分別為1.9mm、1.2mm。支座處橋面最大沉降分別為1.6mm、3.5mm、0.8mm，相鄰跨最大差異沉降3.0mm，橋面支座處沉降差2.7mm。橋梁基礎最大水平位移為1.6mm，出現在中間橋墩基礎處，橋面水平位移為0.01mm。

4、風險源分析結論

計算結果表明：在盾構掘進面壓力穩定二次注漿滿足要求情況下，高速橋梁結構墩臺工后均勻沉降量不大于20mm，相鄰墩臺間差異沉降不大于10mm，墩臺頂面水平位移值不大于5mm。橋梁在施工階段技術參數合規的情況下，其安全性是滿足要求的。

5、施工處理措施

5.1盾構施工注意事項

①盾構施工前，建立完整的測量和監控量測系統，控制隧道軸線偏差，對地層及結構進行監測，并及時反饋信息，實行信息化施工。

②注意盾構選型，時調整盾構施工參數，加強同步注漿，優選最佳施工參數，保證開挖面穩定，加強同步壓漿與必要的補壓漿措施，來控制橋梁沉降。

③加強監測，采取相應措施，包括對高架橋墩的變形、沉降的監測，如發生較大變形，及時調整施工參數。

④在隧道側穿高架基礎范圍，在橋梁樁基下部設置注漿管，施工中采用信息化施工，在加強同步注漿的同時根據監測數據及時進行二次注漿，保證施工期間高架的安全。

5.2施工監測中應注意：

①盾構穿越高架期間，需要對高架穩定性監測，根據現場情況進行布點監測其相對位移和沉降情況。

②每根墩柱上布置上下2個監測點，在需穿越的墩柱一側布置測斜孔。

③盾構穿越期間，每推進一環，進行監測，調整施工參數。

6、結束語

面對大力發展城市軌道交通的時代背景，軌道交通越來越成為主要交通工具。而伴隨著越來越長的隧道里程，無論是正在施工的隧道還是規劃中的地鐵隧道，具有一定的參考和借鑒意義。