張哲寧 祁海峰
(中國(guó)水利水電第十四工程局有限公司,云南 昆明 650041)
隨著國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)步伐的加快,盾構(gòu)法作為一種修建地鐵區(qū)間隧道安全、快速、對(duì)周邊影響小、較高適應(yīng)性的施工方法,被廣泛采用。在實(shí)際盾構(gòu)施工掘進(jìn)中,盾構(gòu)下穿市政立交群的情況時(shí)有發(fā)生,針對(duì)盾構(gòu)下穿大型立交橋的安全控制技術(shù)進(jìn)行總結(jié),以期對(duì)今后類似工程施工提供借鑒。
成都地鐵4號(hào)線萬(wàn)年場(chǎng)站—東三環(huán)站區(qū)間在里程YDK39+250~YDK39+620,ZDK39+258~ZDK39+630范圍內(nèi)下穿三環(huán)路十陵立交橋,該大型立交橋共有3層立體交叉線路,盾構(gòu)掘進(jìn)方向與上跨橋長(zhǎng)邊方向平行,上跨橋?yàn)?跨簡(jiǎn)支板橋,橋板為預(yù)制先張空心板,跨徑20 m?;A(chǔ)為樁基礎(chǔ),樁徑為1.8 m。立交橋樁基礎(chǔ)按端承樁設(shè)計(jì),右線區(qū)間隧道管片外邊緣與樁基礎(chǔ)外邊緣水平最小凈距約為1.4 m。全橋跨既有十陵立交跨線橋及三環(huán)路均采用鋼箱梁結(jié)構(gòu),其余部位均采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。盾構(gòu)下穿立交橋部位隧道覆土厚度約10.8 m~14.2 m,主要穿越⑤-1-2強(qiáng)風(fēng)化泥巖和⑤-1-3中風(fēng)化泥巖地層。
盾構(gòu)通過(guò)引起隧道周圍土體擾動(dòng),可能會(huì)造成橋體產(chǎn)生有害性沉降和位移變形。為保障橋梁及道路安全,盾構(gòu)通過(guò)橋墩時(shí)必須采取嚴(yán)格有效的措施,避免橋墩沉降、位移。
在盾構(gòu)通過(guò)時(shí),必須要做好掘進(jìn)控制,采用控制性掘進(jìn)措施平穩(wěn)通過(guò)。
1)盾構(gòu)隧道通過(guò)三環(huán)路十陵立交橋橋臺(tái)時(shí),左右線ZDK39+615~ZDK39+635,YDK39+600~YDK39+620段采用C型配筋的加強(qiáng)管片。提前預(yù)備好穿越時(shí)采用的C型加強(qiáng)管片。
2)盾構(gòu)將要進(jìn)入該段前,必須提前調(diào)整好各類參數(shù),調(diào)整好渣土流態(tài),建立良好的土壓平衡狀態(tài)。
3)進(jìn)入該段進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí),必須嚴(yán)格控制好出渣量,嚴(yán)格進(jìn)行渣土方量和渣土稱重比對(duì)。對(duì)左右線ZDK39+615~ZDK39+635,YDK39+600~YDK39+620段采用吊裝孔及增設(shè)注漿孔對(duì)隧道周邊地層進(jìn)行同步注漿加固,注漿加固范圍為管片四周2 m。并選點(diǎn)進(jìn)行洞內(nèi)二次補(bǔ)漿、分次補(bǔ)漿。
4)掘進(jìn)中參數(shù)調(diào)整要及時(shí),做好掘進(jìn)狀態(tài)與地層產(chǎn)狀相匹配??刂频侗P(pán)低轉(zhuǎn)速、保持均勻出渣,盡量減少對(duì)地層的各類擾動(dòng)。
5)盾構(gòu)機(jī)通過(guò)時(shí)由地面注漿管進(jìn)行補(bǔ)漿。
6)做好各類監(jiān)測(cè)、測(cè)量工作。施工期間實(shí)行全天候24 h不間斷監(jiān)測(cè),控制好橋體及周邊地面的變化情況,及時(shí)掌握地層動(dòng)態(tài),反饋施工。
7)配備各類通訊措施,保持好洞內(nèi)和地面的良好溝通,確保指令和各類反饋信息暢通無(wú)阻。
8)盾構(gòu)通過(guò)三環(huán)路十陵立交橋時(shí),隧道開(kāi)挖斷面基本位于③-2-1黏土、⑤-1-1全風(fēng)化泥巖、⑤-1-2強(qiáng)風(fēng)化泥巖地層中,隧道埋深為10.8 m~14.2 m,結(jié)合本區(qū)段內(nèi)地質(zhì)水文情況及以往施工經(jīng)驗(yàn),盾構(gòu)機(jī)在下穿三環(huán)路十陵立交橋時(shí),施工參數(shù)如表1所示。
表1 盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)表
1)掘進(jìn)順利通過(guò)后,根據(jù)施工記錄和監(jiān)測(cè)資料,利用在管片上增設(shè)的注漿孔、預(yù)埋注漿管對(duì)橋基礎(chǔ)進(jìn)行洞內(nèi)跟蹤注漿加固。必要時(shí),進(jìn)行地面注漿加固。加固時(shí),繼續(xù)做好相應(yīng)監(jiān)測(cè)和信息反饋工作。
2)洞內(nèi)后期補(bǔ)注漿施工將實(shí)行洞內(nèi)深層次注漿,可有效防止墩體沉降。施工擬采用頂管注漿法施作。
進(jìn)入橋梁范圍前后15 m增布監(jiān)測(cè)點(diǎn)。沿隧道中線每5 m布置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)左右各5 m再布設(shè)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。對(duì)施工影響范圍內(nèi)的每個(gè)橋墩墩身增設(shè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),施工前對(duì)各橋墩及地面現(xiàn)狀做詳細(xì)記錄,施工期間加強(qiáng)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)對(duì)比,指導(dǎo)施工。
如監(jiān)測(cè)值超過(guò)設(shè)計(jì)控制值,需針對(duì)橋墩基礎(chǔ)為門(mén)形并排樁基礎(chǔ)、盾構(gòu)從并排樁中間下穿的特點(diǎn)進(jìn)行前期地層深層注漿加固,確保橋墩基礎(chǔ)牢固,增強(qiáng)橋梁自穩(wěn)性。
注漿地段基本均處于三環(huán)路十陵立交橋內(nèi)外側(cè)綠化帶內(nèi),注漿前做好施工期間圍蔽,對(duì)橋墩范圍內(nèi)實(shí)行分期圍蔽、分批加固。
加固采用φ50 mm袖閥管注漿,對(duì)盾構(gòu)下穿的并排樁基礎(chǔ)四周進(jìn)行預(yù)注漿加固。注漿固結(jié)區(qū)域參考設(shè)計(jì)建議,沿樁基礎(chǔ)四周方向不小于2 m;沿樁基礎(chǔ)深度方向?yàn)?0 m,注漿范圍為隧道頂標(biāo)高以上2 m到隧道底標(biāo)高以下2 m。注漿將嚴(yán)格遵循飽和注漿原則,注漿壓力一般控制在0.3 MPa~0.4 MPa之間,注漿量為12 L/min~15 L/min,不達(dá)標(biāo)不停注,切實(shí)加固好范圍內(nèi)潛在的松散、軟弱地層,確保注漿加固飽滿。
注漿前,清理平整場(chǎng)地,清除地下障礙物,按方案測(cè)定樁位后就位。鉆機(jī)就位后按以下工序?qū)嵭凶{作業(yè):
1)鉆孔:孔徑為80 mm,鉆孔采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī),孔距3.0 m,鉆孔深度為地面下至盾構(gòu)通過(guò)面中心處高度,成孔檢驗(yàn)合格后鉆機(jī)移至下一樁位。
2)插入袖閥管:袖閥管采用內(nèi)徑50 mm的塑料管,每隔30 cm鉆一組射漿孔,外包橡皮套,插入鉆孔,管端封閉,管內(nèi)充滿水下管。為使套殼料的厚度均勻,盡量使袖閥管置于鉆孔的中心。
3)澆筑套殼料:套殼料為泥漿,要求收縮性小,脆性較高,早期強(qiáng)度高。套殼料的作用是封閉袖閥管與鉆孔壁之間的環(huán)狀空間,防止灌漿時(shí)漿液流竄,套殼在規(guī)定的灌漿段范圍內(nèi)受到破碎而開(kāi)環(huán),使灌漿漿液在一個(gè)灌漿段范圍內(nèi)進(jìn)入地層。
4)灌漿:待套殼料有一定強(qiáng)度后,在袖閥管內(nèi)放入帶雙塞的灌漿芯管進(jìn)行分段灌漿。采用水泥單漿液,水灰比為1.05。每段注漿時(shí),首先加大壓力使?jié){液頂開(kāi)橡皮管,擠破套殼料,即開(kāi)環(huán),然后漿液再進(jìn)入地層。
灌漿初期,可先憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)估的壓力灌漿,然后根據(jù)吸漿情況以及對(duì)地表的觀察,視有無(wú)冒漿或抬動(dòng)變形情況,再做壓力調(diào)整。灌漿的施工機(jī)具采用專用灌漿泵。
總結(jié)、分析盾構(gòu)掘進(jìn)前對(duì)立交橋樁基進(jìn)行袖閥管注漿預(yù)加固及工后補(bǔ)注漿加固;在管片上增設(shè)注漿孔,盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行同步注漿,盾構(gòu)通過(guò)后進(jìn)行二次注漿,注漿范圍為管片周圍2 m;管片采用加強(qiáng)型管片;施工全過(guò)程實(shí)行信息化監(jiān)測(cè),根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果,及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù),通過(guò)以上措施進(jìn)行沉降控制,該大型立交橋樁基沉降最大值為-0.6 mm,穿越方法其他工程借鑒。