富水圆砾层土压盾构多次下穿桥梁施工技术

富水圆砾层土压盾构多次下穿桥梁施工技术

晏秋

广州轨道交通建设监理有限公司广东省广州市510010

摘要：本文主要介绍了土压盾构施工在富水圆砾层多次穿越老旧桥梁的主要施工技术，掘进参数的控制，桥梁的加固措施，对其他相类似的工程具有指导意义和参考价值。

关键词：土压盾构；老旧桥梁；多次穿越；桥梁加固

引言：

本文主要以广西南宁地铁1号线TJSG-11标1号线火车站站～朝阳广场站区间、2号线朝阳广场站～火车站站区间盾构掘进为背景，以实际施工情况：土压盾构掘进施工在富水圆砾地层四次下穿老旧桥梁（朝阳溪桥）过程中的主要施工技术，掘进参数，老旧桥梁的现状等向读者展示该类工程的技术控制。

1、工程概况

南宁轨道交通1号线一期工程土建施工TJSG-11标1号线火朝区间起点为火车站站，终点为朝阳广场站，左线起止里程ZSK15+821.927～ZSK16+475.722，右线起止里程YSK15+728.427～YSK16+475.726，左线短链3.256m，左线长度为650.539m，右线长度为747.299m，左线线路埋深17m～24m，右线线路埋深15m～16.4m。

2号线朝火区间起点为朝阳广场站，终点为火车站站，左线起止里程ZDK32+726.413～ZDK33+373.179，右线起止里程ZDK32+726.412～ZDK33+179，左线短链0.152m，左线长度为646.614m，右线长度为646.767m，左线线路埋深17m～24m，右线线路埋深15m～16.4m。

火朝、朝火区间线路主要下穿建（构）筑物为兴宁区朝阳办事处宿舍（朝阳路78号）、朝阳溪桥，侧穿南方大酒店、金山广场、凤凰大厦、朝阳路74号、朝阳路72号、济南路地下通道、金山广场、朝阳路61号等。

2、水文地质

1号线火～朝区间及2号线朝火区间隧道穿越范围以圆砾层为主，其中区间隧道穿越全断面圆砾层⑤1-1长度占区间总长度的50%-80%。

火朝、朝火盾构穿越朝阳溪及朝阳溪桥，该段地层从上往下主要为素填土①2、粘土②2-1、淤泥质土②1-2、粉（细）砂④1-1、圆砾51-1地层。其中盾构洞身主要以⑤1-1圆砾层为主，该层土属松散岩类孔隙水，水量丰富，具承压性。

本区间有两层地下水：第一层地下水主要赋存于杂填土①1、素填土①2中，属上层滞水，该层地下水水量贫乏，主要由大气降雨及生活废水补给，水位埋深与填土层的厚度有关，无统一水位。第二层地下水主要赋存于圆砾、卵石和砂土层中，为松散岩类的孔隙承压水，水量丰富，在丰水期主要由邕江水向地下水补给。

3、朝阳桥

3.1朝阳桥现状

朝阳桥位于1号线火朝、2号线朝火区间朝阳路中段横跨朝阳溪连接朝阳路南北通行主要交通，承担重大的交通任务，朝阳桥桥面分为左右双向4车道，桥梁全长54m，桥面总宽40m，机动车道宽18m，非机动车宽3m，人行道宽5m。朝阳桥共分三期修建，第一期修建于1951年，采用重力式挡土墙，深约12.55m；第二期为1965年施工，在原一期桥梁基础上扩建，采用沉井基础（直径4.8m），深约17.49m，跨距为20.55mT型简支梁；1982年对原一期桥梁进行了加固，在南北两侧桥台之间增设钢筋砼横撑；第三期为1993年施工，在第二期的基础上进行了扩建，采用箱梁结构、人工挖孔桩基础（直径为1.6m），深约20.84m，跨径24.02m的槽梁。通过建筑调查可知，该桥梁多出呈现裂纹和裂缝，桥面辅道多次被压坏，部分路面沉降。

3.2桥梁与隧道关系

1、2号线均下穿该桥梁，朝阳桥溪底标高67.83m，该段隧顶最小附土厚度仅为4.83m。1号线右线盾构隧道外缘距离桥梁桩基平面最小净距：北岸1.55m，南岸1.25m，2号线右线与第三期扩建桥桩基础底竖向最小净距：北岸2.06m，南岸3.51m。朝阳桥与隧道位置关系及地质剖面详见图1。

4、工程重难点

根据设计及现场调查资料显示，朝阳桥建设年代久远，经历多次扩建和加固，结构复杂，桥体老旧，该桥梁多处呈现裂纹和裂缝，桥面辅道多次被压坏，部分路面沉降，火朝、朝火区间线路在短时间内先后四次正下穿朝阳桥，对地层扰动影响叠加，盾构掘进范围内地层以圆砾为主，稳定性较差，该段隧顶最小附土厚度仅为4.83m，如何在先行隧道对地层扰动的情况下安全的进行后行隧道顺利穿越将是本区间隧道掘进的重难点。

可能存在风险：由于朝阳桥相对比较老旧，且该桥梁范围内隧道穿越地层以圆砾层为主，本区间隧道先后四次穿越朝阳桥，对地层扰动大，在穿越的过程中可能会发生桥梁整体或者局部的过大沉降，进而引发桥面开裂、破损甚至垮塌，对朝阳路交通造成最恶劣的影响；另外隧顶最小覆土厚度仅为4.83m，在1号线右线穿越的过程中，有可能引发河水向隧道渗漏，进而引发河床垮塌。

5盾构下穿朝阳溪桥施工前主要保护措施

朝阳溪溪底采用旋喷桩对河床底地层进行加固，旋喷桩间距按0.45m*0.45m的间距梅花形布置，桩长6m，覆盖四线隧道，河床钢筋砼硬化200mm厚。两侧桥台底部布置三排斜向旋喷桩，间距1.0m*1.0m，斜向倾角15度设计，加固深度10m。桥梁主要桩基周围进行袖阀管注浆加固，河床上设置导流箱涵，进一步保证掘进范围内土体免受流水侵蚀，导流箱涵涵顶与桥跨结构底面设置临时支架体系，临时支架体系的主构件采用φ609，t=16mm整根钢管，两端焊接托板及加劲肋，底部与箱涵涵身牢固固定，钢管必须作用在箱涵侧墙与中隔墙位置，横向采用L125×10与钢管撑焊接，以加强支架体系整体稳定性。在钢管撑顶部设置千斤顶，千斤顶通过双拼工45C横梁与桥跨结构连接，应保证桥跨结构底面与横梁作用面的完全平整，若错在角度或弧面，必须采用钢垫板处理，以上具体朝阳溪及朝阳桥加固措施示意图如下图2。

旋喷桩采用42.5级普通硅酸盐水泥，浆液水灰比1.0~1.5，加固后的水泥土进行抽芯检测，要求28天龄期单轴无侧限抗压强度应大于0.5MPa。袖阀管加固逐渐主要涉及参数为：浆液为复合型浆液，以普通水泥浆为主，普通水泥-水玻璃双液浆为辅；袖阀管采用φ48mmPVC管；间距1.0m环桩布置；浆液水灰比0.6~1.0，注浆压力控制在0.5~0.8MPa；逐渐完成后应抽芯检测，要求28天龄期无侧限抗压强度应大于0.5MPa。6、施工掘进参数

结合前期掘进参数进行分析，依据埋深不同，设置了下穿朝阳溪桥盾构掘进参数以指导盾构掘进施工，实际掘进参数视现场具体情况而定。

7、施工控制效果

由于火朝右线隧道埋深与其余三条隧道埋深有所不同，故而实际掘进参数也发生了相应的变化。1号线火朝区间左线于2014年12月10日~2014年12月14日顺利下穿朝阳溪桥，2号线朝火区间左线于2015年1月26日~2015年1月30日顺利下穿朝阳溪桥，2号线朝火区间右线于2015年6月2日~2015年6月5日顺利下穿朝阳溪桥，1号线火朝区间右线于2015年6月28日~2015年7月1日顺利下穿朝阳溪桥。穿越朝阳溪桥掘进施工期间，每4小时监测一次（如出现异常情况时2小时一次），监理部安排专人24小时跟踪、巡查，要求施工单位做好24小时领导值班制度，并及时对施工监测和第三方监测数据进行统计对比。经过了各方的努力，保证了四线穿越朝阳溪桥的变形控制满足设计图纸及相关规范、标准的要求，施工质量管理及安全管理得到了南宁业主及南宁市政府的高度评价。

8、结束语

通过本次顺利穿越朝阳溪桥，总结以下体会：

（1）根据勘察设计资料，施工前做好地层地质结构特点分析及地面建构筑物的调查情况，并督促施工方编制专项盾构施工方案、应急方案、监测方案，并对专项施工方案组织专家评审；

（2）根据设计图纸，跟踪下穿施工前建构筑物加固施工，做到过程控制；

（3）下穿施工前组织相关各方召开施工前条件验收会，对掘进方案、建构筑物保护方案及现场施工情况等各项准备工作进行验收，并对下穿施工提出指导性意见；

（4）掘进过程中严格落实领导带班制度，全体人员参与早晚交班会，做到盾构不停机，确保下穿建构筑物不停顿、连续施工；

（5）严抓管理，在施工过程中必须严格按照已审批的施工方案进行现场施工，严格做到每一个施工环节有理可据。

参考文献：

[1]米晋生王晖钟长平等．地铁工程技术于典型案例分析汇编[M]．广州轨道交通建设监理有限公司．2012

[2]竺维彬鞠世建等．复合地层中的盾构施工技术[M]．第1版．中国科学技术出版社，2006.