地铁施工对邻近既有桥梁主动防护技术的研究

刘党锋

摘 要： 随着交通网络的不断完善，地铁施工建设的发展得到了不断地提升。在城市中进行地铁施工的过程中，有一些施工区域会与其它原有的建筑产生空间上的交叉。因此施工时可能给会对原有建筑造成一定的影响。为了确保既有建筑的安全性，防范因施工造成的风险的发生，我们必须要对有可能产生风险的来源、出现风险的原因以及可能出现风险的对象进行预判。通过前期的干预、预防以及施展积极应对措施来开展保护工作，使防御工作变得更加主动。

关键词： 地铁施工；临近既有桥梁；防护技术；研究

引言：

城市的发展已经趋于完善，为了降低对周边建筑和环境的影响，在设计地铁建设线路时往往会选择主干道或者道路环线上，这样能够有效地降低地铁施工对周边建筑物产生的影响。但是这些主干道上也有很多的桥梁，在地铁建设过程中如何降低对道路既有桥梁的影响是我们顺利开展地铁施工的一个重要的问题。因此开展主动防护措施，是确保桥梁安全以及施工顺利开展的前提。

一、开展主动防护体系

主动防护体系的建立是针对于施工过程中的风险的演化过程以及风险认知的基础上，进而开始实施的一项精细化管理的方式和手段。它的主要核心理念就是将风险预防放在首要地位，从而降低对桥梁的影响[1]。

（一）风险来源

在进行地铁施工时，对桥梁区域地面进行挖掘是产生风险的主要来源，如果要主动的降低风险，我们需要从源头工作进行着手，通过一定的技术措施来降低风险的产生。

1.工法比选

在施工前期我们需要对施工中可能用到的各种施工方式进行对比和选择，通过不断地对不同的施工工艺进行分析和对比，进而找到每种施工方式的优缺点，并以施工目标为方向，在经济和环境等各项条件相对充分的前提下，选择对地层干扰较小的施工方式进行施工[2]。在进行对比的过程中我们需要注意不同方式对后期工程施工所产生的影响，进而在满足既定目标的前提下，选择最适当的施工方式。

2.工法优化

在确定施工方法之后，我们需要对施工方式进行进一步的优化。主要是所选择的的施工方法仅仅是针对于对地层干扰较小的施工方法，但是在施工过程中还会出现其他的问题。尤其是施工顺序，施工范围以及施工工艺等内容，一旦与其他的施工内容冲突就可能导致工程出现较大的问题。所以我们需要借助对应的设备对施工方式进行优化，结合施工环境和施工现场的实际情况利用数据模拟的方式来对施工方法进行再一次的确认，以确保经过优化的施工方式能够有效地降低对周围地层的扰动。

（二）风险载体

桥梁是竖立在地面之上的，因此一旦地层出现变形就会直接将风险传递到桥梁上，引起桥梁出现沉降、倾斜甚至便宜，所以为了能够降低施工風险，我们必须依照地层的变化采取相应的措施对其进行干预。

1.对地层进行加固

为了确保整个地面的稳固性，我们在进行施工时通过会先采用注浆的方式来填充施工区域的洞口和地面，进而改善隧道周边以及桥梁桩基之间的土体的坚固性，以降低地层出现变形的可能性。通过注浆的方式将浆液注入土体能够使分散的土体胶结成一个整体，进而增加了土体自身的强度以及稳定性。同时在施工过程中在隧道支护完成之后再进行注浆作业，还能够防止土体裂缝的延展，避免造成更大的影响。

2.树立隔离桩

在进行隧道施工时，隧道的开挖会导致桥梁桩基周边地层能量不断地被分散，进而导致桥梁下部桩基位置的地层出现变形。因此为了避免施工对桩基造成影响，我们可以在隧道和桥梁之间树立隔离桩，使其能够将隧道开挖的影响不断地分散初期，并且不断地吸收因土体迁移而带来的能量，避免因应力过大而导致地层变形，从而达到降低变形的目的。

（三）风险对象

在进行地铁施工建设时，如果遇到既有桥梁的区域需要进行施工。很有可能会因为地下施工导致地层发生变形，进而造成既有桥梁出现沉降或者承载力降低的情况。只有将桥梁出现沉降的荷载力进行转移才能够有效地降低既有桥梁出现风险的可能性。

1.桩基托换

采用桩基托换的施工方式能够有效地将桥梁桩基上面所承载的荷载力进行转移。它是一种将荷载力从新桩转向旧桩的方式，在进行转移时托换结构以及原有的基桩会出现一定量的变形，但是它们的变形量都在有限范围内 [3]，因此并不需要过度担心。

2.结构顶升

如果在施工中桥梁桩基出现较大幅度的沉降，我们不仅要对地层进行加固，同时还应当对施工区域上面的桥梁整体结构进行顶升，使其能够恢复到沉降之前的原有位置，继而确保桥梁能够正常使用。

二、防护技术的实施

在上面的文章中，我们以隧道施工对桥梁所产生的影响的风险来源、途径以及对象这三个方面进行的讨论。对其产生影响的不同要素进行了分析，主要强调了施工前进行主动防护措施的相应方式。进而使施工风险处于我们的把控中，同时还可以对风险进行主动的防范和监控，随时注意风险的发展动态。通过主动的进行风险控制，能够使我们的地铁建设施工更加的通畅顺利。

三、相关案例

我们将以具体的施工案例对该论题进行讨论。在北京地铁建设施工过程中，6号线一期的施工工程在新建花园桥站，其主体施工与西三环桥体相交。车站在靠近花园桥跨北侧的8号墩位置上有既有桥桩。同时桥桩结构的外皮与隧道施工的外皮直线距离只有1.53m，同时距离7号桥墩的净距离也只有9.42m。

（一）工法比选和优化

通过对多种施工技术的比较，我们最终选择洞桩法进行隧道施工建设，这种方式不仅能够快速的对隧道进行封闭，同时还可以减少荷载转换的次数，以及对地面产生扰动的次数。同时在施工时还可以使用一些较为成熟稳定的技术，继而提升整个施工的安全性，并且能够降低工程造价投入，缩短工期。

（二）加固和隔断

为了应对桩基可能存在的变形情况，仅仅依靠工法的优化以及地层的加固的方式还是无法满足实际变形的承载要求[4]。所以我们以现场条件为参考，对施工现场施工隔断的方式来进行主动防护。在进行防护施工时首先对桥梁周边的土体进行注浆，以提升其稳固性，进而在树立隔离桩使其嵌入的深度能够达到7.2m。

（三）顶升

在进行施工时如果桥梁的沉降情况超出了预警值，则必须对其进进行紧急处理。沉降数值较大时就必须采取顶升的方式，进而减少沉降带来的影响。

在进行顶升时我们首先要确定顶升的数值，经过综合考虑尽可能降低施工带来的影响。在实际施工过程中我们可以看出，在经过卸载只有的8号桥墩其绝对高程值上升了近5mm，基本达到了顶升的标准要求。同时当我们对应力、裂缝等数据进行分析后，可以看出本次顶升工作对于桥梁的结构的影响并不大。经过综合考量我们可以得出，对于桥梁的施工顶升工作已经达到了我们之前的预期。有效的保障了花园桥7号桥墩以及8号桥墩的整体稳定性。进而给地铁施工提供了更加良好的施工环境。

四、结束语

在整个施工阶段，我们通过浅埋暗挖的方式对隧道施工给既有桥梁的防护工作带来了一定的积极作用，并将其应用于设计的隧道建设过程中。通过北京地铁6号线在花园桥车站的施工工程中我们可以看到，整个工程项目都采用了工法优化的方式，对可能存在的风险因素提供了提前预防和控制的措施，从而确保地铁施工建设安全有序的开展。同时也证明了通过主动防护技术的方式对于既有桥梁的施工建设以及相应的防护工作是有效、可行的。

参考文献

[1]苏洁，张顶立，周正宇，牛晓凯，台启民. 地铁隧道穿越既有桥梁安全风险评估及控制[J]. 岩石力学与工程学报，2015，34（S1）：3188-3195.

[2]李波. 地铁盾构施工与隔离桩施工对既有桥梁桩基影响的对比分析[J]. 中国水运（下半月），2014，14（03）：275-277.