地铁车站施工对临近桥梁影响的保护措施研究

曲星　白东锋

摘要：地铁车站基坑及区间盾构施工过程中不可避免会对临近桥梁等构筑物产生影响，如何做到既保证桥梁的正常工作又能顺利地进行地铁车站开挖建设显得尤为重要，本文提出了明挖基坑临近桥梁开挖及盾构区间穿越桥梁施工过程中的桥梁保护措施及辅助加强措施，并对注浆施工中的注意事项及特殊情况处理进行了说明，为相关工程提供一定参考。

关键词：地铁；基坑；盾构区间；桥梁；保护措施

中图分类号：U231.3文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

前言

随着轨道交通工程在城市建设中的快速发展，其受线路走向、地下空间等的限制不可避免的会从既有城市高架桥梁桩基附近、下方或侧面通过，虽然目前我国的地铁建设水平有了長足的进步，但施工中难以避免的会对土体进行扰动，从而造成桥桩的变形和位移，对桥梁产生不利影响。因此研究地铁施工过程中对桥梁的保护措施成为工程建设中急需解决的问题，本文提出了地铁明挖基坑施工及盾构区间施工中对桥桩的保护措施，可为相关工程提供一定的参考。

1明挖基坑开挖过程中对临近高架桥桥桩的保护措施

明挖区间基坑距离高架桥距离较近时，桥桩基础沉降将对会桥梁上部结构受力产生较大影响，因此，建议采取如下措施：

1）施工前预埋可反复注浆的袖阀管，沿桩基外扩1m进行注浆加固，施工时根据监测情况一旦发现桩基变形沉降达到0.002l，应及时对桥梁周围土层进行跟踪注浆加固，控制结构本身沉降；

2）施工时分别由施工单位和第三方同时做好施工监测。

3）施工期间做好出现险情时的补救预防准备。

2盾构区间施工下穿桥桩保护措施

根据盾构施工引起地层变形的原因，可通过优化盾构掘进参数、加强同步注浆和二次注浆、地面注浆补偿地层损失、禁止盾构机在穿桥桩过程中停机等方面控制桥桩和地表变形。

1）对盾构到达桥梁桩基50m范围内的掘进参数及地面沉降情况进行统计分析，确定合理的土压力设定值、排土率及掘进速度等，制定盾构掘进最优参数。盾构机在距离桥梁桩基20m时，加强设备维修，进行刀盘、注浆系统、密封系统、推进千斤顶及监控系统等设备的检修，确保穿越过程中设备无故障。

2）控制盾构施工对周边土层影响程度的因素较多，如土仓压力、推进速度、总推力、出土量、刀盘转速、注浆量和注浆压力等施工参数，对施工参数优化后得到主要的施工措施可以总结如下：

①控制出碴量：通过加气保压使土仓内压力值保持恒定，尽量将其上下浮动值控制在最小范围内以保证开挖面的稳定性；对出土量进行严格控制，避免碴土的少出、多出，根据以往类似的施工经验及工程场地地层特点严格控制出碴量，确保地层损失率≤5‰。

②加强碴土改良：适当增加泡沫剂及水用量，根据掘进情况及时调整加入量。

③控制均匀掘进速度：穿越前设置模拟段，合理调整优化掘进参数。盾构下穿桥桩时，应对盾构掘进速度进行严格控制，尽量避免速度出现较大幅度波动，减轻对地层的扰动。

3）严格控制盾构推进姿态

应对盾构掘进的线形和姿态进行严格控制，姿态调整不宜过大、过频，减少纠偏，特别是较大纠偏，姿态调整控制在±5mm范围内，尽量避免对隧道周边土体的超挖和扰动。

4）确保同步及二次注浆的注浆量及注浆压力

确保同步注浆的质量和数量，防止地层变形、提高结构的抗渗性、改善结构受力情况，避免发生较大的沉降变形，确保管片与周围土体间间隙充填及时及密实，同时结合下穿段具体地质情况确保注浆量及注浆压力，确保同步注浆量≥150%。

5）加强对盾构掘进中的工况管理，严防由于泥饼生成和土仓的堵塞，避免在侧穿桥桩过程中清洗土仓。

7）盾尾密封一定要保证，加强盾尾舱的管理：在推进过程中，增加盾尾刷保护及其严格控制盾尾油脂的压注；并安排专人观察盾尾漏浆情况，确定无漏浆后再进行正常掘进。

3辅助加强措施

地铁基坑开挖及盾构区间施工过程中存在地质条件与详勘不符或施工质量控制不严格等不可预测因素，建议在施工工程中采取如下辅助措施：

1）盾构通过前，对隧道影响范围内的桥桩采用地面袖阀管预注浆加固，加固范围为桥桩外围2m深度，隧道外轮廓上、下3m；

2）施工中根据监测情况一旦发现桥桩变形超过控制值，及时对承台基础下土层进行跟踪补偿注浆加固，控制桥桩变形；

3）施工期间做好出现险情时的补救预防准备。

4）施工过程中应加强监测，并根据监测情况必要时采取桥梁支顶措施。

4注浆施工说明

4.1 注意事项

1）注浆施工前，进一步核实地质情况，注浆施工必须坚持先试后做的原则，以便调整选择最佳注浆参数。

2）施工前要做好各项工作记录表。表的内容必须包括每个注浆孔的注浆和压水情况（每分钟记录一次压力和流量），注浆孔的注浆工作情况及注浆工序作业时间。注浆过程中随时分析和改进注浆作业，施工完成后将上述记录资料整理并纳入竣工文件。

3）袖阀管注浆前应先进行注浆试验，注浆压力控制在0.8～1.5MPa，最终现场试验确定，但不宜过大，同时注浆过程中对桥桩变形等进行严密监测，以防注浆压力过大造成地面隆起过大，影响桥梁安全。

4）注浆过程中随时观察注浆量及注浆泵排浆量的变化，分析注浆情况，防止注浆中产生堵管、串浆和漏浆。

5）施工中应认真记录实际孔位、孔深、孔内地下物等，当与工程地质报告不符时，采取相应的补救措施并及时调整注浆参数。

6）对桥桩桩基每次注浆后必须清孔。

7）袖阀管纵横间距均为1.0m，局部梅花形布置，袖阀管从地面垂直向下打设，注意避开原有围护桩。

8）注浆采用单液浆，浆液水灰比1：0.75～1：1。

9）施工中应加强施工监测工作，确保桥基、洞内及地面无异常变形。施工前，应有应急处理预案，以便发生异常情况时及时处理。

4.2 特殊情况处理

1）一旦开始注浆，则注浆应保证不间断持续进行，如果由于外界原因导致注浆无法持续，可以按照以下原则进行处理：首先应仔细查明导致注浆无法进行的原因，争取在短时间内恢复注浆；如果原因无法核实导致注浆停止时间较长，则在恢复注浆前应对袖阀管进行清洗，

防止注浆管堵塞；注浆恢复后，应保证恢复后的水泥浆液配合比与之前注浆相同，如果两者不符时，根据前后注入率的或高或低分别采取不同补救措施或逐级加浓浆液的措施进行处理，从而确保中断前后浆液注入率相同。

2）当注浆由于浆液注入量过多或注浆压力不能满足要求而难以结束时，可以考虑采取以下措施进行处理：①降低注浆压力、提高浆液浓度、限制浆液流量、间歇注浆；②浆液中掺加速凝剂或采取双液注浆的形式；

3）注浆过程应持续观测，当发现回浆浆液开始变浓后，则将浆液换成相同浓度的新浆进行灌注；如果灌注效果不明顯，则在灌注30分钟后停止注浆；

4）注浆过程中，一旦出现冒浆、漏浆等问题，可根据实际情况采取不同措施进行处理，措施包括表面封堵、降低注浆压力、限制浆液流量、间歇注浆等方式。

5）如果地层较为软弱，则在钻进过程中可能出现塌孔等问题造成钻进困难，可先对地层进行灌浆处理后在进行钻进。

6）浆液的配合比并不是一成不变，应根据实际情况不断进行调整，保证灌注效果达到最佳。例如当发现灌注时吸浆量较小，可适当改变浆液水灰比，降低浆液稠度，提高流动性。

7）浆液灌注过程中出现大面积漏浆，应立即停止注浆喷射速混凝土封闭隧道表面。

5、结论

本文提出了明挖基坑临近桥梁开挖及盾构区间穿越桥梁施工过程中的桥梁保护措施，并针对不可预测的因素提出了辅助加强措施，对注浆施工中的注意事项及特殊情况处理进行了说明，为相关工程的施工措施制定提供了一定参考。

参考文献

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[2]孔恒，王梦恕. 城市地铁浅埋暗挖法隧道邻近施工理论与关键控制技术[J].市政技术.2011（01）

[3]杜彬，谭忠盛，王梦恕. 地铁车站洞桩法施工对地层及邻近桩基的影响规律[J]. 北京交通大学学报. 2008（03）

作者简介：

曲星，1983-，男，黑龙江人，博士，中交第一公路勘察设计研究院有限公司，工程师，目前从事地铁车站结构设计工作