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        地鐵盾構(gòu)隧道穿越樁基綜合處理技術(shù)

        2014-11-20 02:14:20何茂周
        隧道建設(shè)(中英文) 2014年10期
        關(guān)鍵詞:人行天橋天橋橋墩

        何茂周

        (深圳市市政工程總公司,廣東 深圳 518034)

        0 引言

        在地鐵工程中會(huì)遇到大量的建筑設(shè)施沖突和干擾,一般采用的方案有2種:一是拆改既有設(shè)施,二是對(duì)原設(shè)施進(jìn)行托換或加固[1]。當(dāng)區(qū)間隧道與橋樁沖突時(shí),文獻(xiàn)[2-8]介紹了主動(dòng)托換設(shè)計(jì)與施工;董圣剛[9]提出了擴(kuò)大承臺(tái)結(jié)合鋼管樁托換方案;宋忠進(jìn)[10]采用了洞外鋼管腳手架支托和洞內(nèi)截樁相結(jié)合的處理方案;李幸發(fā)[11]介紹了洞內(nèi)對(duì)樁底預(yù)留基巖的處理、橋樁與二次襯砌的連接及截樁等施工方法;張火軍[12]首先搭設(shè)臨時(shí)支架保護(hù)天橋,從地面注漿加固土體,在托換承臺(tái)后,人工挖豎井從豎井中鑿除盾構(gòu)隧道范圍內(nèi)樁基。但是,類(lèi)似文獻(xiàn)研究主要集中在如何安全通過(guò),對(duì)相關(guān)橋的處理、隧道開(kāi)挖初期支護(hù)、二次襯砌等缺乏系統(tǒng)研究。在上述文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本文著重對(duì)處理方案的制定、結(jié)構(gòu)安全性檢算、洞外采取鋼管撐支頂、洞內(nèi)拱頂預(yù)注漿加固、初期支護(hù)加強(qiáng)、截樁技術(shù)、二次襯砌永久支撐樁基、三次襯砌拼裝加強(qiáng)管片補(bǔ)強(qiáng)等綜合系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探索,并通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)證明處理技術(shù)的可靠性。

        1 工程概況

        1.1 隧道概述

        深圳地鐵9號(hào)線(xiàn)香梅站—景田站區(qū)間,起點(diǎn)里程為Y(Z)DK9+518.900,終點(diǎn)設(shè)計(jì)里程為Y(Z)DK10+569.561。隧 道 中 部 ZDK9+706.621 ~ZDK10+301.621長(zhǎng)595 m ,YDK9+717.241~YDK10+322.241長(zhǎng)605 m采用礦山法施工,盾構(gòu)空推拼裝管片,其余隧道兩端均是盾構(gòu)法施工。在YDK10+197.415處設(shè)7.0 m×7.0 m豎井1座,由豎井分別向兩端開(kāi)挖礦山法段隧道。豎井施工照片見(jiàn)圖1。

        圖1 豎井施工照片F(xiàn)ig.1 Vertical shaft

        1.2 隧道與樁基關(guān)系

        香梅站—景田站區(qū)間在YDK10+221.550處穿越獅嶺公園人行天橋,隧道采用礦山法施工初期支護(hù)+盾構(gòu)空推拼管片通過(guò)的組合工法施工。根據(jù)《景田路獅嶺公園人行天橋竣工圖》顯示,獅嶺公園人行天橋①號(hào)橋墩位置2根樁基已侵入隧道,必須采取樁基托換處理。隧道與天橋樁基平面位置關(guān)系見(jiàn)圖2,斷面位置關(guān)系見(jiàn)圖3。

        獅嶺公園人行天橋上部結(jié)構(gòu)為3跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁,天橋頂蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土圓柱墩,天橋基礎(chǔ)采用φ800鉆孔灌注樁。區(qū)間左右線(xiàn)分別正穿天橋號(hào)橋墩和①號(hào)橋墩,隧道埋深約15.2 m。天橋號(hào)橋墩下2根樁基樁長(zhǎng)20 m,樁底距離隧道頂約2.3 m,①號(hào)橋墩下2根樁基樁長(zhǎng)17.2 m,樁基已侵入隧道,侵入長(zhǎng)度為3.37 m和3.97 m,樁基配筋段長(zhǎng)度為13 m,侵入隧道的為素樁部分,①號(hào)橋墩處需要進(jìn)行樁基托換處理。

        圖2 隧道與天橋樁基平面位置關(guān)系圖Fig.2 Plan showing relationship between tunnel and existing pile foundations of overpass

        圖3 隧道與天橋樁基斷面位置關(guān)系圖Fig.3 Profile showing relationship between tunnel and existing pile foundations of overpass

        根據(jù)計(jì)算,①號(hào)橋墩單樁承載力為1 154.3 kN。根據(jù)天橋樁基竣工圖,推斷該處天橋樁基為端承摩擦樁。

        1.3 工程地質(zhì)水文情況

        區(qū)間穿越獅嶺公園人行天橋段地層從上至下依次為素填土、硬塑狀礫質(zhì)黏土、強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻、混合巖、中風(fēng)化花崗片麻、混合巖、微風(fēng)化花崗片麻、混合巖,隧道主要穿越地層為強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻、混合巖和中風(fēng)化花崗片麻、混合巖??辈炱陂g地下水穩(wěn)定水位埋深為0.63~3.13 m,標(biāo)高為13.47~15.97 m。

        1.4 周邊環(huán)境條件

        1.4.1 周邊交通情況

        景田路從香景區(qū)間豎井施工圍擋至獅嶺公園人行天橋段由雙向兩車(chē)道過(guò)渡為雙向四車(chē)道,1號(hào)橋墩處進(jìn)行樁基托換施工地面臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)需占用景田路一個(gè)車(chē)道,占道后仍可滿(mǎn)足地面交通需求。1.4.2 周邊管線(xiàn)分布情況

        見(jiàn)表1。

        表1 人行天橋1號(hào)橋墩處主要管線(xiàn)表Table 1 Main utility lines at No.1 pier of overpass

        2 總體處理原則及思路

        2.1 處理原則

        1)隧道開(kāi)挖期間保證臨時(shí)支撐地基持力層有足夠的安全度,杜絕隧道塌方、控制沉降,確保地面支撐體系穩(wěn)定可靠。

        2)隧道開(kāi)挖期間天橋的變形及沉降控制在結(jié)構(gòu)允許范圍之內(nèi)。

        3)在隧道施工完成后,天橋①號(hào)橋墩下方樁基仍能提供足夠的承載力保證上部結(jié)構(gòu)的安全。

        4)在隧道施工完成后,隧道結(jié)構(gòu)能夠承受隧道圍巖壓力、樁基荷載、地鐵運(yùn)營(yíng)荷載等。

        2.2 處理思路

        區(qū)間隧道穿越建筑物基礎(chǔ)需進(jìn)行基礎(chǔ)托換和截樁時(shí),采用可靠的技術(shù)方案和確保建筑物正常使用不受影響的施工方法。采用理論計(jì)算與工程類(lèi)比相結(jié)合方式的施工前預(yù)設(shè)計(jì),施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)的信息反饋修正設(shè)計(jì),指導(dǎo)施工。

        獅嶺公園人行天橋①號(hào)橋墩的樁基托換方案為地面臨時(shí)支頂+洞內(nèi)托換。

        區(qū)間右線(xiàn)穿越獅嶺公園人行天橋①號(hào)橋墩處,下方礦山法隧道初期支護(hù)外擴(kuò),同時(shí)增加一層二次襯砌作為天橋樁基的永久支撐結(jié)構(gòu)。礦山法隧道初期支護(hù)僅作為隧道開(kāi)挖階段的臨時(shí)結(jié)構(gòu)承受隧道圍巖壓力及地面荷載;樁基截?cái)嗪笾苯又卧诙我r砌上,二次襯砌作為永久結(jié)構(gòu)承受隧道圍巖壓力、地面上部荷載及樁基產(chǎn)生的附加荷載;盾構(gòu)空推后拼裝管片(三次襯砌)承受地鐵運(yùn)營(yíng)荷載及作為結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備。

        要確保隧道開(kāi)挖時(shí)結(jié)構(gòu)安全,杜絕隧道塌方、控制沉降,對(duì)隧道采取超前預(yù)注漿加固,開(kāi)挖時(shí)初期支護(hù)加強(qiáng)相結(jié)合;并加強(qiáng)監(jiān)測(cè),加大監(jiān)測(cè)頻率,提高控制指標(biāo)。

        2.3 處理范圍

        洞內(nèi)對(duì)樁基兩側(cè)YDK10+217.816~+223.816長(zhǎng)6 m范圍內(nèi)初期支護(hù)、二次襯砌、三次襯砌加強(qiáng)。拱頂超前預(yù)注漿各向兩端增加1.5 m長(zhǎng)度,即注漿加固9 m。地面支撐系統(tǒng)承臺(tái)施工范圍為6.6 m×4.5 m。

        3 施工方案

        3.1 洞內(nèi)拱頂預(yù)注漿加固、初期支護(hù)加強(qiáng)

        3.1.1 增加隧道拱頂預(yù)注漿加固

        注漿加固范圍為開(kāi)挖輪廓線(xiàn)內(nèi)側(cè)1 m 至外側(cè)2 m,注漿段長(zhǎng)度為9 m,上半斷面共布孔19個(gè),注漿孔自掌子面沿開(kāi)挖方向,以隧道中軸為中心呈傘狀布置,環(huán)向間距1.0 m。隧道拱頂預(yù)注漿加固見(jiàn)圖4。

        圖4 隧道拱頂預(yù)注漿加固圖Fig.4 Pre-grouting reinforcement of tunnel crown

        3.1.2 初期支護(hù)加強(qiáng)

        1)區(qū)間右線(xiàn)穿越獅嶺公園人行天橋①號(hào)橋墩段礦山法隧道位于Ⅴ級(jí)圍巖中,標(biāo)準(zhǔn)段襯砌斷面類(lèi)型為B型。B型斷面(Ⅴ級(jí)圍巖)初期支護(hù)參數(shù)見(jiàn)表2。

        2)樁基托換段初期支護(hù)加強(qiáng),初砌類(lèi)型為E型。樁基托換段初期支護(hù)參數(shù)見(jiàn)表3。

        表2 B型斷面(Ⅴ級(jí)圍巖)初期支護(hù)參數(shù)表Table 2 Parameters of primary support of Type B section in GradeⅤsurrounding rock

        表3 樁基托換段初期支護(hù)加強(qiáng)參數(shù)表Table 3 Parameters of strengthened primary support in underpinning section

        通過(guò)對(duì)比表2和表3可知,樁基托換段礦山法隧道初期支護(hù)加強(qiáng)主要體現(xiàn)在初期支護(hù)鋼架由格柵鋼架調(diào)整為型鋼拱架,同時(shí)邊墻砂漿錨管、縱向連接筋布置參數(shù)也進(jìn)行了加強(qiáng)。

        3.2 地面支頂

        區(qū)間右線(xiàn)穿越獅嶺公園人行天橋①號(hào)橋墩處,下方隧道開(kāi)挖過(guò)程中在地面對(duì)天橋采取臨時(shí)支撐措施,臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)采用φ=609,t=14 mm的鋼管撐+型鋼梁的形式,鋼管撐之間采用L100 mm×100 mm的角鋼互相連接形成整體,天橋與型鋼梁之間設(shè)置4個(gè)110噸位的同步薄型自鎖式千斤頂,鋼管撐底部采用C30鋼筋混凝土承臺(tái)作為基礎(chǔ)來(lái)承擔(dān)上部荷載??拷疤锫芬粋?cè)臨時(shí)鋼管撐下方設(shè)一分階承臺(tái),上階尺寸為1.6 m×4.5 m×0.6 m,下階尺寸為3.2 m×6.1 m×0.4 m,基礎(chǔ)持力層為〈1-1〉素填土;靠近景田路人行道一側(cè)為避開(kāi)φ150的燃?xì)夤埽ň嚯x1號(hào)橋墩約2.3 m),臨時(shí)鋼管撐下方設(shè)一矩形承臺(tái),承臺(tái)尺寸為1.6 m×4.5 m×1.0 m,承臺(tái)下方〈1-1〉素填土采用C20素混凝土換填,基礎(chǔ)持力層為〈6-2〉硬塑狀礫質(zhì)黏土。地面鋼管撐臨時(shí)支頂設(shè)計(jì)見(jiàn)圖5。

        圖5 地面鋼管撐臨時(shí)支頂設(shè)計(jì)圖Fig.5 Temporary steel pipe support for overpass

        3.3 洞內(nèi)二次襯砌、三次襯砌補(bǔ)強(qiáng)

        1)增加400 mm厚C35,P10厚模筑混凝土二次襯砌作為天橋樁基的永久支撐結(jié)構(gòu)。樁基托換段隧道斷面見(jiàn)圖6。

        2)盾構(gòu)空推后樁基托換處ZDK10+200.399~+206.399、YDK10+217.817~+223.817段管片配筋加強(qiáng),襯砌混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50,抗?jié)B等級(jí)為P12。

        4 地面臨時(shí)支撐系統(tǒng)安全性計(jì)算

        根據(jù)獅嶺公園人行天橋的竣工圖,天橋①號(hào)橋墩附近兩跨橋梁跨度分別為14.03 m和18.4 m。根據(jù)JFGD—2004《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》,承載力極限狀態(tài):由于地面臨時(shí)支撐為臨時(shí)結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0;永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2,活載分項(xiàng)系數(shù)取1.4;混凝土容重取25 kN/m3。

        圖6 樁基托換段隧道斷面圖Fig.6 Cross-section of tunnel in underpinning section

        4.1 荷載計(jì)算

        1)臨時(shí)立柱基礎(chǔ)承臺(tái)承受恒載。①橋面結(jié)構(gòu)自重、橋面頂蓋自重、橋面兩側(cè)立柱自重、頂蓋縱梁自重、橋面裝修層自重520.6+158.1+23.4+28.4+36.5=767 kN。②臨時(shí)鋼管撐(含型鋼梁)自重為54.83 kN。③基礎(chǔ)承臺(tái)1自重為1.6×4.5×1×25=180 kN。④基礎(chǔ)承臺(tái)2自重為(1.6×4.5×0.6+3.2×6.1×0.4)×25=303.2 kN。

        2)臨時(shí)立柱基礎(chǔ)承臺(tái)承受活載。天橋人行荷載取3.5 kN/m2,則有3.5×4.5×(14.03+18.4)/2/2=127.7 kN。

        3)基礎(chǔ)承臺(tái)承受荷載。作用在基礎(chǔ)承臺(tái)底的設(shè)計(jì)荷載為永久荷載與可變荷載之和,考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)和荷載分項(xiàng)系數(shù)后,計(jì)算基礎(chǔ)承臺(tái)1:p設(shè)計(jì)值=(①+②+③)×1.2+127.7×1.4=1 381 kN;基礎(chǔ)承臺(tái)2:p設(shè)計(jì)值=(①+②+④)×1.2+127.7×1.4=1 529 kN。

        4.2 地基承載力驗(yàn)算

        基礎(chǔ)承臺(tái)1下方〈1-1〉素填土采用C20素混凝土換填,基礎(chǔ)持力層為〈6-2〉硬塑狀礫質(zhì)黏土,根據(jù)詳勘資料〈6-2〉地基承載力特征值為280 kPa=280 kN/m2。

        則地基強(qiáng)度pλ=1.6×4.5×280=2 016 kN>1 381 kN,滿(mǎn)足要求。

        基礎(chǔ)承臺(tái)2下方持力層為〈1-1〉素填土,根據(jù)詳勘資料〈1-1〉地基承載力特征值為80 kPa=80 kN/m2。

        則地基強(qiáng)度pλ=3.2×6.1×80=1 561.6 kN>1 529 kN,滿(mǎn)足要求。

        4.3 千斤頂預(yù)頂力計(jì)算

        每個(gè)千斤頂?shù)念A(yù)頂力

        N=(520.6+158.1+23.4+28.4+36.5+54.83)×2/4=410.9 kN。

        為保證橋梁在千斤頂?shù)念A(yù)頂力作用下不發(fā)生向上的位移,取每個(gè)千斤頂?shù)淖畲箢A(yù)頂力為400 kN,施工時(shí)千斤頂?shù)念A(yù)頂力須分5級(jí)逐步加載,嚴(yán)禁一次性加載。

        4.4 臨時(shí)鋼管撐剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算

        臨時(shí)鋼管撐采用φ609,t=14 mm的鋼管撐,鋼管撐長(zhǎng)度約為4.62 m,鋼管撐最大軸力設(shè)計(jì)值N=((520.6+158.1+23.4+28.4+36.5+54.83)×1.2+127.7×1.4)/2=582.5 kN。

        經(jīng)驗(yàn)算,剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性均滿(mǎn)足要求。

        5 施工方法

        5.1 施工工藝流程

        1)礦山法隧道穿越樁基施工流程。進(jìn)行基礎(chǔ)承臺(tái)處土方開(kāi)挖及基坑支護(hù)—承臺(tái)范圍內(nèi)地下管線(xiàn)進(jìn)行鋼筋混凝土包封保護(hù)—施工基礎(chǔ)承臺(tái)—綁扎承臺(tái)鋼筋—澆筑承臺(tái)混凝土—架設(shè)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)—下方隧道開(kāi)挖—施工初期支護(hù)—截樁—施工二次襯砌—拆除地面臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)—路面恢復(fù)。

        2)盾構(gòu)空推穿越樁基施工流程。截樁—施工二次襯砌—施工混凝土盾構(gòu)導(dǎo)臺(tái)—拼裝管片—管片背后填充豆礫石及回填注漿—二次注漿。

        5.2 主要施工方法

        5.2.1 地面支頂

        1)隧道開(kāi)挖面距天橋樁基10 m時(shí),對(duì)天橋進(jìn)行地面臨時(shí)支撐。

        2)施工地面臨時(shí)支撐承臺(tái)前,對(duì)基礎(chǔ)下方管線(xiàn)采取鋼筋混凝土包封進(jìn)行保護(hù)。

        3)為保證新建地面承臺(tái)1下方土體具有足夠的承載力,施工承臺(tái)前將承臺(tái)范圍內(nèi)素填土采用C20素混凝土換填。

        4)上下雙拼工45C型鋼梁之間及型鋼梁與鋼管撐之間均采用焊接連接,焊縫高度不小于10 mm。

        5)千斤頂采用110噸位的同步薄型自鎖式千斤頂,千斤頂與橋梁底部須用鋼楔塊楔緊;千斤頂?shù)淖畲箢A(yù)頂力設(shè)為400 kN,分5級(jí)進(jìn)行加載。

        6)施工期間對(duì)橋梁變形及1號(hào)橋墩處樁基及地層沉降情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整千斤頂?shù)捻斏叨燃绊斄Γ_保1號(hào)橋墩及樁基沉降小于10 mm。

        鋼管撐地面支頂現(xiàn)場(chǎng)照片見(jiàn)圖7。

        圖7 鋼管撐地面支頂現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig.7 Steel pipe support for overpass

        5.2.2 拱頂預(yù)注漿加固

        1)隧道開(kāi)挖掌子面距離加固范圍5 m時(shí)就開(kāi)始對(duì)加固區(qū)進(jìn)行加固,5 m作為注漿止?jié){墻,注漿加固范圍為開(kāi)挖輪廓線(xiàn)內(nèi)側(cè)1 m至外側(cè)2 m,至地層強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值后,方可進(jìn)行隧道的開(kāi)挖。

        2)注漿段長(zhǎng)度為9 m,上半斷面共布孔19個(gè),注漿孔自掌子面沿開(kāi)挖方向,以隧道中軸為中心呈傘狀布置,環(huán)向間距為1.0 m。

        3)漿液理論擴(kuò)散半徑為1 m,孔底間距不大于1.5 m,開(kāi)孔直徑不小于φ110 mm,終孔直徑不小于φ90 mm;孔口管采用φ108 mm,壁厚5 mm的熱軋無(wú)縫鋼管,管長(zhǎng)3 m,孔口管應(yīng)埋設(shè)牢固,并有良好的止?jié){措施,注漿工藝采用WSS二重管深孔注漿。

        4)鉆孔和注漿順序由內(nèi)向外,同一圈孔間隔施工。注漿形式采用后退式注漿,巖層破碎帶容易造成坍孔時(shí),采用前進(jìn)式注漿。

        5)注漿材料采用水泥-水玻璃雙液漿,雙液配比C∶S(體積比)=1∶1,注漿壓力初擬為0.3~2 MPa。

        6)單孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)注漿10 min以上,可結(jié)束本孔注漿,單孔注漿量與設(shè)計(jì)注漿量基本相同。

        隧道拱頂預(yù)注漿效果現(xiàn)場(chǎng)照片見(jiàn)圖8。

        圖8 隧道拱頂預(yù)注漿效果現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig.8 Effect of pre-grouting reinforcement of tunnel crown

        5.2.3 隧道開(kāi)挖初期支護(hù)

        1)隧道施工嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”的方針,充分利用“時(shí)空效應(yīng)”原理進(jìn)行施工。

        2)施工流程:小導(dǎo)管超前支護(hù)—上臺(tái)階開(kāi)挖,留核心土—上臺(tái)階鋼架架立、掛網(wǎng)、連接筋施工,噴射混凝土,鎖腳錨管施工—開(kāi)挖上斷面核心土和下斷面樁下土體開(kāi)挖—下臺(tái)階鋼架架立、掛網(wǎng)、連接筋施工,噴射混凝土。

        3)樁基托換處隧道采用正臺(tái)階法施工,隧道開(kāi)挖時(shí)樁基位置預(yù)留核心土,以便更好地控制樁基的沉降。

        4)樁基托換處隧道開(kāi)挖采用機(jī)械輔助人工開(kāi)挖,減小振動(dòng),并應(yīng)嚴(yán)格控制超挖。

        5)隧道開(kāi)挖每0.5 m一個(gè)循環(huán),初期支護(hù)鋼架須與既有樁基有效連接,初期支護(hù)背后須預(yù)埋注漿管。

        隧道開(kāi)挖初期支護(hù)現(xiàn)場(chǎng)照片見(jiàn)圖9。

        圖9 隧道開(kāi)挖初期支護(hù)現(xiàn)場(chǎng)照片F(xiàn)ig.9 Tunnel excavation and primary support

        5.2.4 截樁

        托換施工工藝流程見(jiàn)圖10。

        圖10 托換施工工藝流程圖Fig.10 Flowchart of underpinning

        截樁為2根φ800鉆孔灌注樁,樁長(zhǎng)17.2 m,樁底部分素樁長(zhǎng)4.2 m,截樁長(zhǎng)度為侵入隧道部分分別是3.37 m和3.97 m。此段初期支護(hù)全部施工完成,且噴射混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值100%時(shí)方可進(jìn)行截樁處理,由于侵入隧道的樁基為素樁,所以截樁較為容易,人工持風(fēng)鎬由上至下分層破除侵入隧道的樁基混凝土,注意只破除至隧道初期支護(hù)內(nèi)輪廓線(xiàn)即可,嚴(yán)禁超挖。

        在樁底下部向上鉆孔植入φ22“L”型鋼筋,一端錨入樁基35D 即770 mm,另一端預(yù)留15D(長(zhǎng)330 mm)待與二次襯砌鋼筋有效焊接,植筋環(huán)向間距為200 mm。截樁節(jié)點(diǎn)處理大樣圖見(jiàn)圖11。

        5.2.5 洞內(nèi)二次襯砌施工

        1)截樁完成后,及時(shí)施工二次襯砌鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。隧道斷面較小,長(zhǎng)度短,不使用模板臺(tái)車(chē)施工,僅采用自制型鋼骨架+組合鋼模模板支撐體系,二次襯砌支架體系及混凝土澆筑后照片見(jiàn)圖12。混凝土采用商品混凝土,混凝土輸送泵入模,插入式振搗器搗固密實(shí)。

        2)泵送混凝土?xí)r,用砂漿潤(rùn)滑管路,并檢查管路的接頭密封是否良好。

        3)混凝土襯砌采用先澆筑仰拱而后進(jìn)行墻、拱襯砌分2次施工,灌注時(shí)分層由低向高對(duì)稱(chēng)進(jìn)行。

        4)沿拱部預(yù)留φ42檢查孔,縱向檢查孔間距1 m,灌注時(shí)用錐形鐵棒塞孔,待混凝土終凝前拔出,后期此孔作為回填注漿使用。

        5)二次襯砌封閉成環(huán)且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,將地面支撐系統(tǒng)進(jìn)行卸載、拆除。

        圖11 截樁節(jié)點(diǎn)處理大樣圖Fig.11 Details of treatment of pile that stretches into the tunnel

        圖12 二次襯砌支架體系及混凝土澆筑后照片F(xiàn)ig.12 Formwork support system and completed tunnel lining

        5.2.6 洞內(nèi)三次襯砌補(bǔ)強(qiáng)

        1)二次襯砌施工完成后,組織施工混凝土盾構(gòu)導(dǎo)臺(tái),盾構(gòu)空推時(shí),拼裝加強(qiáng)管片。

        2)管片背后填充豆礫石及回填注漿。

        3)樁基托換前后10 m范圍內(nèi),盾構(gòu)管片必須進(jìn)行二次注漿,保證管片與加強(qiáng)二次襯砌之間澆筑密實(shí)。

        6 安全風(fēng)險(xiǎn)控制

        6.1 施工監(jiān)控量測(cè)

        洞外鋼管撐支頂、洞內(nèi)拱頂預(yù)注漿加固、隧道開(kāi)挖支護(hù)、樁基截?cái)嗍秋L(fēng)險(xiǎn)性、技術(shù)性很高的工作,施工監(jiān)測(cè)是工程實(shí)施的重要環(huán)節(jié)。隧道穿越樁基施工期間加大了監(jiān)測(cè)頻率,提高了控制指標(biāo)。隧道斷面洞內(nèi)、洞外測(cè)點(diǎn)布置示意圖見(jiàn)圖13。樁基托換段監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目見(jiàn)表4。

        監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,變形均小于允許值,隧道結(jié)構(gòu)本身及天橋結(jié)構(gòu)安全,其中天橋樁基沉降量為7 mm,小于允許值10 mm。

        圖13 隧道斷面洞內(nèi)、洞外測(cè)點(diǎn)布置示意圖Fig.13 Layout ofmonitoring points inside and outside tunnel

        6.2 其他控制措施

        1)規(guī)范施工、科學(xué)管理是樁基托換安全施工的根本保障,嚴(yán)格按既定的施工方案、施工流程組織施工。

        2)保證地基持力層和隧道地層要有足夠的安全度,承臺(tái)軟弱地基素填土采用素混凝土換填,隧道洞內(nèi)增加拱頂預(yù)注漿加固,增強(qiáng)圍巖及土體的整體穩(wěn)定性及承載力。

        表4 樁基托換段監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目表Table 4 Monitoring items of underpinning section

        圖14 人行天橋樁基沉降曲線(xiàn)圖(2013年)Fig.14 Settlement of pile foundation of overpass in 2013

        3)成立應(yīng)急救援機(jī)構(gòu),制定應(yīng)急預(yù)案,有效形成信息動(dòng)態(tài)共享,設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)指導(dǎo)施工的良性循環(huán)。

        7 結(jié)論與體會(huì)

        該地鐵盾構(gòu)隧道穿越人行天橋樁基綜合處理技術(shù),不僅順利穿越了樁基,而且保證了人行天橋安全和地鐵隧道的正常建設(shè)和使用。施工期間監(jiān)控量測(cè)表明,天橋、地面、隧道等變形均在規(guī)范允許范圍以?xún)?nèi),充分說(shuō)明該技術(shù)是成功的、可靠的。對(duì)于地鐵盾構(gòu)區(qū)間隧道采用礦山法施工或純礦山法隧道施工時(shí),遇橋梁樁基的處理具有指導(dǎo)及參考價(jià)值。存在的缺點(diǎn)是工人必須進(jìn)入隧道內(nèi)進(jìn)行樁基截?cái)?、托換等人工處理,如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械化處理或盾構(gòu)法施工掘進(jìn)機(jī)處理是下一步研究改進(jìn)的方向。

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