地下结构保护与施工荷载均衡控制——某中心CD桥工程的实践探索

地下结构保护与施工荷载均衡控制——某中心CD桥工程的实践探索

杜天薇

上海新鸿基威万房地产有限公司 200031

摘要：城市地下空间的开发利用是当前城市建设的重要趋势之一。作为城市地下交通枢纽的重要组成部分，大型桥梁工程的建设往往需要穿越或邻近地下管线和隧道等关键地下设施。如何在施工过程中有效保护这些地下结构，确保施工安全和工程质量，成为亟待解决的关键问题。某中心CD桥工程位于上海某地区，周边环境复杂，地下管线密集。为确保施工安全，该工程在地下结构保护和施工荷载控制方面采取了一系列措施，取得了良好效果。通过对地下管线进行全面预探、对地下隧道结构进行加固处理，以及实时监测地下结构变形情况，有效保护了地下设施。同时，通过合理安排施工工序、优化机械布置、采用分段分批施工等措施，也实现了施工荷载的合理控制，降低了对地下结构的影响。本文详细介绍了该工程在地下结构保护和施工荷载控制方面的具体实践，并分析了取得的成效。未来还可进一步优化，如建立智能监测系统、应用BIM技术、采取预防性维护策略等，以期为城市地下空间的可持续发展提供更加完善的解决方案。

关键词：地下结构保护；施工荷载控制；地下管线；地下隧道；桥梁工程

引言：城市地下空间的开发利用是当前城市建设的重要趋势之一。作为城市地下交通枢纽的重要组成部分，大型桥梁工程的建设往往需要穿越或邻近地下管线和隧道等关键地下设施。如何在施工过程中有效保护这些地下结构，确保施工安全和工程质量，成为亟待解决的关键问题。某中心CD桥工程位于上海市某地区，这是一项重要的城市地下交通枢纽工程。该桥梁位于地铁11号线两条隧道的上方。为确保施工安全，该工程在地下结构保护和施工荷载控制方面采取了一系列措施，取得了良好效果。

一、工程概况

1.1 工程基本情况

某中心CD桥工程位于上海市某地区，由上海某房地产有限公司投资建设。该工程于2021年11月开始施工。该桥梁结构位于地铁11号线两条隧道的上方，吊机站位必须避开隧道边线，导致吊装空间非常狭小。同时，C桥横跨交通繁忙的恭城路和昭平路，这两条道路仅有双向两车道，占路施工难度大，交通组织相当复杂。施工过程中需绝对保证过往车辆及行人的通行安全，从而配套的安全防范要求较高。

1.2 主要技术难点

（1）吊装空间狭小，需要合理布置吊机位置。C桥结构位于地铁11号线两条隧道的上方，吊机站位必须避开隧道边线，导致吊装空间相当局限。

（2）施工占道，交通组织复杂。C桥横跨恭城路和昭平路，这两条道路仅有双向两车道，占路施工难度大，交通组织相当复杂。需要确保过往车辆及行人的通行安全。

（3）保护周边地下结构安全。C桥位于地铁11号线两条隧道的上方，周边还有众多地下管线，如何在施工过程中有效保护这些关键地下设施，确保工程安全，成为关键问题。

二、地下结构保护措施

2.1 地下管线探测与保护

为确保施工期间不会对周边地下管线造成损坏，工程在施工前对现场进行了全面的地下管线探测。通过地质雷达、电磁感应等技术手段，准确探测了管线的位置、埋深、走向等信息。对于探测到的管线，工程采取了以下保护措施：

（1）对于重要管线，如燃气管线、电力电缆等，采取人工开挖的方式进行暴露，并采取加固、支撑等措施进行保护。

（2）对于一些次要管线，采取在管线上方设置警示标志、加强巡查等措施进行保护。

（3）对于一些可以改线的管线，协调相关部门进行了适当的改线。

通过以上措施的实施，有效避免了施工过程中对地下管线的损坏，确保了管线的安全运行。

2.2 地下隧道结构评估与加固

C桥位于地铁11号线两条隧道的上方，为确保施工过程中不会对隧道结构造成不利影响，工程在施工前对隧道结构进行了全面评估。通过现场勘察、资料收集等方式，对隧道的结构形式、承载能力、变形情况等进行了详细调查。结果表明，隧道整体结构完好，但部分区域存在一定的裂缝和沉降。针对隧道存在的问题，工程采取了以下加固措施：

（1）对于裂缝区域，采用注浆加固的方式进行修复。

（2）对于沉降区域，采用注浆加固和局部支撑的方式进行加固。

（3）在隧道顶部设置监测点，实时监测隧道结构变形情况。

通过上述加固措施的实施，有效提高了隧道的承载能力，确保了施工过程中隧道结构的安全。

三、施工荷载控制措施

3.1 施工荷载分析

为确保施工过程中对地下结构的影响在可控范围内，工程对施工过程中的各类荷载进行了详细分析。主要包括：

（1）吊装荷载：根据桥梁结构构件的重量，计算出吊装过程中的最大荷载。

（2）施工机械荷载：根据施工机械的型号和数量，计算出施工机械在不同工序的荷载情况。

（3）临时支撑荷载：根据临时支撑结构的尺寸和材料，计算出临时支撑的荷载。

（4）现浇混凝土荷载：根据混凝土浇筑工序的进度，计算出现浇混凝土的荷载。

通过对各类荷载的详细分析，为后续的施工荷载控制提供了依据。

3.2 施工荷载监测

为实时掌握施工过程中地下结构的变形情况，工程在隧道顶部和周边地下管线上设置了监测点，采用测量沉降、应变等手段进行监测。监测数据显示，在采取有效的施工荷载控制措施后，地下结构的变形控制在允许范围内。

3.3 施工荷载控制措施

为减小施工对地下结构的影响，工程采取了以下荷载控制措施：

（1）合理安排施工工序。将吊装、现浇混凝土等高荷载作业集中在夜间进行，减少对地下结构的影响。

（2）优化机械布置。尽量避免将大型施工机械直接布置在隧道和管线上方，并采用分散布置的方式。

（3）采用分段分批施工。将桥梁结构划分为多个施工段，分批进行吊装和浇筑，降低单次施工荷载。

（4）扩大基础面积。在桥墩基础下设置扩大基础，以均布分散施工荷载，确保地下结构安全。

通过一系列措施的实施，有效控制了施工过程中的荷载对地下结构的影响，确保了施工安全。

四、成效与展望

4.1 成效

通过对地下管线进行全面预探、对地下隧道结构进行加固处理，以及实时监测地下结构变形情况，该工程有效保护了周边地下设施，确保了施工安全。同时，通过合理安排施工工序、优化机械布置、采用分段分批施工等措施，也实现了施工荷载的合理控制，降低了对地下结构的影响。具体成效包括：未发生对地下管线和隧道结构的损坏事故，确保了地下设施的安全运行；地下结构变形监测数据显示，各项指标控制在允许范围内，未对地下结构造成不利影响；施工过程中未发生任何安全事故，确保了施工人员和过往车辆及行人的安全。

4.2 展望

本工程的实践探索，为城市地下空间开发利用提供了可借鉴的经验。未来还可进一步优化，如：（1）建立智能监测系统。利用物联网技术，建立覆盖地下管线和隧道结构的智能监测系统，实现对地下结构状态的全面感知和精准预警；（2）应用BIM技术。利用BIM技术对地下管线和隧道结构进行三维建模，并与施工方案进行动态协调，提升地下空间开发的精细化管理水平；（3）采取预防性维护策略。根据监测数据和BIM模型，制定针对性的预防性维护计划，提高地下设施的使用寿命。进一步的优化，相信能为城市地下空间的可持续发展提供更加完善的解决方案。

五、结语

城市地下空间的开发利用是当前城市建设的重要趋势之一。如何在大型桥梁工程施工过程中有效保护周边地下管线和隧道等关键设施，确保施工安全和工程质量，是关键问题。某中心CD桥工程通过对地下管线进行全面预探、对地下隧道结构进行加固处理，以及实时监测地下结构变形情况，有效保护了周边地下设施。同时，通过合理安排施工工序、优化机械布置、采用分段分批施工等措施，也实现了施工荷载的合理控制，降低了对地下结构的影响。这些措施不仅有效保护了地下结构，也为类似工程提供了可借鉴的经验。未来还可进一步加强地下空间信息的收集和共享，建立更加全面的地下管线和隧道数据库。研究更先进的地下结构监测技术，提高监测精度和及时性。探索新型施工技术和工艺，进一步减小施工对地下设施的影响。加强相关法规和标准的制定，为地下空间开发利用提供制度保障。

参考文献

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[2]马国梁等. 跨既有隧道的地下结构施工方法[P].中国专利：CN115680022A，2023-06-19.

[3]李剑锋. 地下结构的荷载分析与施工维护[J].科学时代：2010(5)