盾构隧道下穿既有桥梁施工技术的探究

盾构隧道下穿既有桥梁施工技术的探究

马淑霞

黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司

地铁施工存在施工跨度大，施工工期长的特点。在具体施工建设时，很容易发生在地铁建设规划区域已经存在道路或者桥梁的情况。针对此类问题，必须找到相应的解决措施，才能保证地铁工程的有序开展。而盾构隧道下穿既有桥梁技术就是在此基础上被提出的新型施工技术。实际施工中需要保证对该项技术施工质量的严格控制，以免在施工过程中导致地层结构变化，对桥梁工程的安全性造成影响。

一、盾构施工对于地表产生的影响

1.导致土层出现位移

盾构施工的过程也就是土体位移变化的过程。一般上说，盾构施工对于土体的影响一般出现在隧道轴线的方向。随着我国盾构施工技术的不断发展，现代的盾构施工对于土层的影响分为三个阶段：

第一个阶段是盾构到达时土体发生的变化，第二个阶段是盾构通过时对于土体产生的影响，第三个阶段是盾构通过后对于土体产生的影响，这种影响虽然具有短暂性，但是盾构施工在土层的结构变化中是起到关键作用的。在盾构施工的推进过程中，虽然由于不同的地质条件对于盾构施工的影响，盾构施工在推进的各个阶段对于土层的影响大小来说也是不同的。在盾构到达土层时，回应其土层长生略微的隆起，在盾构通过土层时，又会导致盾构隆起的程度进一步加深，然而在盾构完全通过土层后，又会导致土层产生一定的下降。虽然这些变化的数值是不相同的，然而通过分析盾构通过土层时对土层产生的挤压变形又可以得出一定的规律。在盾构通过土层的几天之内，随着盾构对土层的结构变化产生的影响，土层将会发生一定的沉降，土层沉降的速率随着时间的推移而逐渐变大。然而在盾构施工完全结束的一到两周内，由于土层的结构已经趋于稳定，因此土层沉降的速率会随着时间的推移逐渐减小，而后趋于一个稳定值。

2.导致土层的受力出现变化

盾构的施工过程不仅会使土层发生明显的纵向位移，还会导致土层的受力状态发生变化。传统的盾构施工技术由于施工技术不完善，会使既有桥梁的施工出现诸多的安全隐患，然而随着盾构施工技术的发展，尤其是在近几年的盾构施工中增加了临空面的施工，这就会使盾构施工对于土体变形的影响大大减小，临空面的施工使得土体的受力情况由原来的双方向受力变为三方向的受力，从而减小了土体的塑形变形。

二、盾构隧道下穿既有桥梁施工技术的要点内容

在建筑事业快速发展的基础上，各类工程技术水平取得了较大的进展，盾构隧道施工技术的应用范围也在逐渐扩展。在当前的公路工程和铁路工程建设中已经成为必不可少的技术内容之一，为了确保各类工程建设的有序开展，我们需要针对盾构隧道的相关技术内容展开研究。

1.对于盾构的控制

首先要严格控制土压力。对于土压力的控制要根据实地的情况，就是刀盘与桥梁之间的距离进行控制，通过前距离桥梁的距离是十五米之外的时候，保持的0.06MPa，通过以后距离桥梁的距离是十五米以外的保持在0.06MPa，之间的保持在0.07MPa。对于注浆量要严格控制，注浆量要超过理论上的计算的值，可以在平均注浆量的数值上上下波动。控制好盾构的姿态，姿态的变化要合适，不能太大，盾构的变坡控制不能大于百分之一，这样可以减少施工时候扰动地层，对于地表的沉降有所控制。对于土质的控制要进行及时的勘查，对于土体的质量进行监控，不能出现水土分离，如果含水量变大的话，将土压力的设定提高，包成土压的平衡，将开挖的地面的地下水进行疏干，控制出土的质量。

对于地层的扰动要尽量的减少，在进行施工的时候，会产生盾构推力和刀盘的旋转，这样使盾构运行。土压力变化的时候，要根据实际情况进行处理，一般可以填注泡沫，在穿过桥梁的时候，对土体进行改造，刀盘的旋转距离不能超过百分之六十。管片的拼装要达到标准，尽可能少的减少变形和变位，管片拼装的质量直接关系到管片的变形量，在施工的过程当中，要强化施工的质量的控制，管片的拼装要紧固并且结实，有需要二次紧固的话要进行二次紧固。要将总推力控制好，降低盾构的推力的时候，可以进行减阻的注浆，可以减少盾构对于土体的位移，把推力降低到最低。有必要的时候进行二次的补浆，进行二次的注浆的时候，要根据实际的地面情况进行调整，尽可能少的减少土体的变形。

2.辅助加固施工

盾构结构施工的过程中，需要面临较为复杂的作业环境，具体施工工艺的选择需根据施工现场的实际情况来确认。另外，在操作其穿过隧道的过程中，需要采取适当的辅助加固施工。较为常用的加固措施为对其进行注浆作业。需要特别注意的是，具体加固施工中需要保持桥桩位置不变，另在其间适当配置钢管，从而起到隔离桥桩与盾构的作用，这可以有效保障土体的抗压能力。注浆操作时也需要对浆液的用量进行有效控制，以免浆液扩散的过程中，对周围的管线设施造成挤压影响。

3.适当应用停机保护措施

盾构穿越桥梁施工技术应用的过程中，对施工作业的连续性提出了较高的要求。在具体施工作业中，一旦出现质量问题就需要停机操作，并且做好相应的质量检测工作。而设备停机的过程中，会对地表结构造成一定影响，从而威胁结构施工的安全性。基于此，就需要在停机之前做好相应的防护措施。主要可以从提升开挖面的密封性作用入手，这是由于机械施工的过程中，土舱所面临的压力要小于停机时的压力值。在停机的状况下，土舱的抗压能力会随着时间的推移而降低。这就要求在长时间停机的情况下，需要采取一定的运算方式，对土舱的压力数值进行有效预算，并且在后续施工中对土舱压力进行重建。

结语：在盾构穿越桥梁的施工过程中，对盾构进行有力的控制，在停机的时候进行保护，施工的时候进行辅助的加工，对安全有足够的重视，可以保证施工的顺利进行。对于施工的技术有效的进行掌握，科学合理地进行施工，各项监测的数值保证在合理的数值，综合各项技术进行施工有利于工程高质量的完工。并且作者做此文希望能够将自己对于盾构隧道的相关技术进行简单剖析的基础上，得到大家在阅读之后的相关反馈，以便于全面提供建筑行业的大发展。

参考文献：

[1]黄新民.盾构隧道下穿既有桥桩工程的保护方案研究[J].地下空间与工程学报,2012,08(3):557-561.

[2]盾构隧道下穿施工对既有桥梁桩基础的影响及其控制技术研究[D].长安大学,2015.