盾構(gòu)隧道側(cè)穿橋梁樁基的影響與措施

1、    盾構(gòu)隧道側(cè)穿橋梁樁基的影響與措施    鄭袁林摘 要：橋梁的橋樁對(duì)于沉降、變形等方面具有十分嚴(yán)格的要求。而盾構(gòu)隧道側(cè)穿橋梁樁基的過(guò)程中，必然會(huì)對(duì)于橋梁的樁基造成影響，導(dǎo)致樁基出現(xiàn)不同程度上的位移、變形、承載力等方面的問(wèn)題。所以，需要對(duì)于其采用有效的防護(hù)措施。本文分析了盾構(gòu)隧道側(cè)穿對(duì)于橋梁樁基方面產(chǎn)生的影響，并基于此研究盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)于橋梁樁基需要實(shí)施的防護(hù)措施。關(guān)鍵詞：盾構(gòu);橋梁樁基;隧道側(cè)穿;影響隨著我國(guó)近幾年來(lái)的交通發(fā)展，當(dāng)前的隧道下穿橋梁工程數(shù)量越來(lái)越多。因?yàn)槎軜?gòu)的掘進(jìn)能夠有效地改變橋梁樁基周邊土體應(yīng)力狀態(tài)，對(duì)于隧道周邊的土體產(chǎn)生影響，并

2、導(dǎo)致橋梁樁基出現(xiàn)位移和內(nèi)力等變化，甚至對(duì)于橋梁的使用造成影響。當(dāng)前關(guān)于橋梁樁基中，盾構(gòu)隧道側(cè)穿對(duì)其產(chǎn)生的影響相關(guān)方面已經(jīng)有大量的研究，但是，對(duì)于其解決措施的研究還相對(duì)較少，因此，盾構(gòu)隧道側(cè)穿橋梁樁基的解決措施同樣也是研究重點(diǎn)。本文主要以某隧道的盾構(gòu)法施工為例，分析盾構(gòu)掘進(jìn)隧道側(cè)穿橋梁過(guò)程中，對(duì)于橋梁樁基產(chǎn)生的影響，并基于影響提出相應(yīng)的處理措施。一、工程概況某隧道長(zhǎng)為10990m，隧道中的dk0+225250段是以雙洞盾構(gòu)的形式側(cè)穿橋梁樁基群，盾構(gòu)隧道的管片直徑在8.50m，寬在1.7m，厚為0.4m。隧道側(cè)穿橋梁工程段，隧道外墻距離橋梁樁基水平凈距離相對(duì)較小，其中隧道右線右側(cè)墻記憶力橋梁樁基最

3、小水平凈距在5.10m。隧道側(cè)穿橋梁工程段的地層巖性情況主要為泥質(zhì)砂巖。二、盾構(gòu)隧道側(cè)穿對(duì)于橋梁工程造成的影響（一）盾構(gòu)隧道施工對(duì)于橋梁沉降產(chǎn)生的影響在隧道開(kāi)始施工之后，隧道將會(huì)呈現(xiàn)出“橫鴨蛋形”隧道拱頂與拱底土體向著隧道方向進(jìn)行唯一，側(cè)墻兩側(cè)土體與隧道防線發(fā)生背離，其原因主要是由于土體水平抗力較小所導(dǎo)致的。而橋梁墩身與定不唯一則是向著隧道方向進(jìn)行偏移，其原因是由于下部樁基水平與隧道發(fā)生背離，樁基承臺(tái)橋墩為剛性體出現(xiàn)偏移【1】。而因?yàn)榕c隧道距離越近，那么受到隧道開(kāi)挖所發(fā)生的沉降也就會(huì)越大，該工程的最終澄江分別為0.52mm。（二）對(duì)樁基水平位移產(chǎn)生的影響當(dāng)樁基距隧道之間的距離相對(duì)較近的時(shí)候，樁

4、身最大附加水平位移主要是發(fā)生在隧道中心埋深的位置，其方向與盾構(gòu)隧道之間出現(xiàn)背離，如下圖一所示，左線開(kāi)挖對(duì)于6#樁的附加水平所產(chǎn)生的位移較大。而右線開(kāi)挖之后對(duì)于10#樁的附加水平位移具有較大的影響。圖一   樁附加水平位移（三）盾構(gòu)隧道施工對(duì)于橋梁樁基內(nèi)力產(chǎn)生的影響承臺(tái)頂不荷載需要考慮到附加力、橋墩、橋跨等，每一個(gè)承臺(tái)荷載均為主+縱附組合下的最不利荷載。對(duì)于本工程中的6#樁來(lái)說(shuō)，開(kāi)挖前后總軸力變化趨勢(shì)非常一致，在承臺(tái)以下12m范圍內(nèi)樁身軸力有所增加，而12m以下部分的樁身軸力在逐漸的減小。而本工程的10#樁，在承臺(tái)以下8m范圍內(nèi)，其樁身的軸力出現(xiàn)上升趨勢(shì)，而8m以下的樁身軸力卻在逐漸減

5、小。三、盾構(gòu)隧道側(cè)穿橋梁樁基的措施（一）盾構(gòu)施工過(guò)程控制首先，對(duì)于該工程的地質(zhì)情況進(jìn)行分析，本工程選擇加泥式土壓平衡盾構(gòu)或者是泥水加壓盾構(gòu)方式，均能夠滿足工程相關(guān)要求。但是因?yàn)槟嗨訅憾軜?gòu)需要使用到泥水分離設(shè)備，不僅具有較高的造價(jià)，同時(shí)需要的面積也相對(duì)較大，因此，本工程采用加泥式土壓平衡盾構(gòu)。減少盾構(gòu)的欠挖和超挖情況，以此來(lái)避免盾構(gòu)出現(xiàn)土體擠密或者是塌落情況，降低地基土橫向變形施加于樁基橫向力。盾構(gòu)在掘進(jìn)過(guò)程中，其速度需要與地標(biāo)控制的隆陷值、金出土量、同步注漿以及正面土壓平衡調(diào)整值等方面互相協(xié)調(diào)，例如，如果需要較長(zhǎng)時(shí)間的施工停止時(shí)，需要及時(shí)將正面土體進(jìn)行封閉。（二）壁后注漿以及二次注漿對(duì)于盾尾

6、同步注漿量以及漿液質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，同時(shí)還需要及時(shí)進(jìn)行二次注漿。在開(kāi)展盾構(gòu)推進(jìn)的過(guò)程中，為了避免圍巖發(fā)生松動(dòng)與下沉的等問(wèn)題，需要在達(dá)到管片環(huán)的早起穩(wěn)定時(shí)對(duì)于盾構(gòu)外徑以及襯砌外徑見(jiàn)得環(huán)境空隙實(shí)時(shí)同步注漿，并且還需要做到及時(shí)、足量的要求，而漿液也必須滿足泵送方面的需求【2】。漿液的沁水率（三）加強(qiáng)監(jiān)護(hù)監(jiān)測(cè)對(duì)于橋梁橋墩進(jìn)行布點(diǎn)，實(shí)施24h不簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并與盾構(gòu)施工之間形成統(tǒng)一的指揮系統(tǒng)，如果一旦出現(xiàn)橋墩發(fā)生變形情況，需要立即通知盾構(gòu)工作人員，及時(shí)對(duì)盾構(gòu)施工參數(shù)以及注漿措施等進(jìn)行有效地調(diào)整。（四）二次深孔加強(qiáng)注漿對(duì)于盾構(gòu)隧道與橋梁樁基至今最近距離的部分進(jìn)行二次深孔加強(qiáng)注漿，以此來(lái)達(dá)到加固的效果。

7、注漿采用水泥漿摻粉煤灰，當(dāng)監(jiān)測(cè)變形速率較大的時(shí)候，更加適合實(shí)用雙液漿，而在注漿過(guò)程中需要遵循“多點(diǎn)、多壓、多次”的注漿原則，這樣能夠有效地降低注漿壓力所產(chǎn)生的影響【4】。而注漿管與橋梁樁基之間的距離不能小于0.5m，擴(kuò)散半徑大約在23m，注漿壓力則為0.41.3mpa，注漿壓力與注漿量采用雙控的方式，在管片出盾尾5環(huán)之后即可開(kāi)展。等到注漿工作結(jié)束之后，將注漿頭拆除下來(lái)，并使用雙快水泥砂漿封堵注漿孔，并帶上塑料螺堵。（五）避免在穿越過(guò)程中換刀盾構(gòu)穿越的圖層土質(zhì)主要為風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，該土質(zhì)具有比較搞得強(qiáng)度，在穿越前需要提前檢查盾構(gòu)機(jī)，并對(duì)于道具、刀盤(pán)等進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)刀具存在較為嚴(yán)重的磨損情況需

8、要提前更換，避免對(duì)于地層產(chǎn)生影響【5】。（六）控制盾構(gòu)姿態(tài)在穿越橋梁的過(guò)程中，需要對(duì)于盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行他哥的控制。通過(guò)加強(qiáng)監(jiān)控測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋到軸線上，并盡量保持盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線之間呈現(xiàn)一致的狀態(tài)。否則，可能會(huì)由于盾構(gòu)姿態(tài)不合適而導(dǎo)致盾尾間隙過(guò)小或者是管片錯(cuò)臺(tái)裂縫。當(dāng)開(kāi)挖面內(nèi)的地層左、右出現(xiàn)軟硬不均的情況，同時(shí)還處于曲線段時(shí)，此時(shí)的盾構(gòu)姿態(tài)比較難以控制，此時(shí)可以選擇降低掘進(jìn)速度，并對(duì)于各分區(qū)的千斤頂推理進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，必要的時(shí)候可以在硬巖區(qū)使用超挖刀開(kāi)展超挖工作。四、結(jié)論與討論1）在中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖中，橋梁樁基水平位移與隧道方向發(fā)生背離;與隧道之間的距離越近，那么橋梁樁基的水平位移、沉降速度將會(huì)越大，而所對(duì)應(yīng)的附加軸力也就會(huì)相應(yīng)的越大。2）隧道開(kāi)完完成后，橋梁樁基的最大水平位移、承臺(tái)中心最大沉降、變形值等均滿足相應(yīng)的規(guī)范要求，而樁身的最大附加軸力也滿足樁底承載力要求。3）應(yīng)給予二次注漿以及二次深孔注漿的加固作用足夠的重視，盾構(gòu)通過(guò)橋樁時(shí)，需要將二次注漿量加大，而注漿量需要為空襲的150%250%。參考文獻(xiàn)：1姚西平，宮全美，陳長(zhǎng)江， 等.盾構(gòu)隧道側(cè)穿高鐵橋梁樁基的影響分析與措施c./中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)隧道與地下工程分會(huì)%中國(guó)巖石力學(xué)與工程協(xié)會(huì)地下工程分會(huì).第十三