王冬曉（中鐵十七局集團(tuán)上海軌道交通工程有限公司，上海 200120）

城市地鐵在中國的起步較慢，但發(fā)展速度卻很快。隨著城市地鐵的發(fā)展，地鐵在城市交通中所扮演的角色越來越重要。加之現(xiàn)在城市的發(fā)展對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求逐漸提高，對(duì)地鐵的施工要求也在逐步攀升。在原有的城市交通網(wǎng)中增加地鐵，勢(shì)必影響原有的交通網(wǎng)。蘇州作為“水米之鄉(xiāng)”，橋在原有的城市交通網(wǎng)中占有重要地位。因此，蘇州地鐵穿越大量的橋梁。本文基于蘇州地鐵二號(hào)線延伸線金谷路站—松濤街站區(qū)間盾構(gòu)穿越橋梁樁基，對(duì)橋梁樁基的破除施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。

1 工程概況

松濤街站-金谷路站區(qū)間隧道線路總體為東西走向。線路始于金谷路站西端頭井，出站后下穿星塘街 1 號(hào)橋、星塘街、林泉路、雪堂街，到達(dá)松濤街站東端頭井。區(qū)間隧道線路長(zhǎng)度為：左線長(zhǎng) 1489.324 m（含短鏈 0.476 m）,右線長(zhǎng) 1489.800 m。平面線路間距 13.0～17.0 m, 隧道埋深9.0～17.3 m,最大縱坡為 2.5%，最小縱坡為 0.35%。其中星塘街 1 號(hào)橋位于創(chuàng)苑路與星塘街路口，橋梁樁基為鉆孔灌注樁，樁徑 1200 mm，樁長(zhǎng) 21 m，樁底標(biāo)高為 -19.7 m，橋梁樁基侵入隧道結(jié)構(gòu)范圍，需對(duì)其進(jìn)行破除。

蘇州地區(qū)地層屬于軟土地層，根據(jù)區(qū)間地質(zhì)縱剖面圖顯示橋梁樁基穿越的土層由上往下依次為 ③1 黏土層、③2 粉質(zhì)黏土層、④1 粉質(zhì)黏土層、④2 粉土層和 ⑤1 粉質(zhì)黏土層。

2 施工環(huán)境復(fù)雜

2.1 橋梁原貌

星塘街 1 號(hào)橋?yàn)槿缀?jiǎn)支板梁橋，上部結(jié)構(gòu)為裝配式鋼筋混凝土實(shí)心板，下部結(jié)構(gòu)為單排架柱式墩，該橋是星塘街交通路線的重要組成部分。橋下為流動(dòng)性河流，水深2.5 m。沿橋的東西方向布置的管線較多，主要為埋入地下的電信、雨水管、污水管道、燃?xì)夤?、給水管、2 萬 V 電纜等。橋梁樁基上部為 200 KV 高壓架空線，安全作業(yè)距離為高壓電纜外 6 m，電纜距河床距離為 13 m。

2.2 橋梁樁基破除必要性分析

根據(jù)蘇州地質(zhì)特點(diǎn)，區(qū)間隧道推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)選用 TM 634 PMX 土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，該盾構(gòu)機(jī)刀盤無切削樁基的能力，若侵入隧道內(nèi)的橋梁樁基不處理，盾構(gòu)機(jī)無法順利推進(jìn)。若橋梁樁基處理不徹底，樁基混凝土、鋼筋附著在刀盤上影響切削土體，造成地面大面積沉降、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)無法控制。

2.3 橋梁樁基破除方案選定

樁基破除方法很多，但基于本場(chǎng)地的施工環(huán)境，上部的200 KV 高壓架空線，限制了破除樁基的設(shè)備高度，要求設(shè)備高度在 7 m 左右。對(duì)橋梁樁基破除方案選定為砸碎破除，用重錘將樁基砸碎，利用泥漿循環(huán)將混凝土渣清除，磁鐵將鋼筋吸出。

2.4 橋梁樁基測(cè)量放樣

為保證盾構(gòu)機(jī)通過范圍樁基清除干凈，將所有樁基共16 根全部挖出，并測(cè)量其樁位中心坐標(biāo)留存。河床淤泥置換土回填完成后，對(duì)隧道邊線外放 1 m 范圍進(jìn)行放樣，并用白灰撒出邊線。將此范圍內(nèi)的灌注樁利用其中心坐標(biāo)，放樣處位置，用白灰撒出邊線。對(duì)有影響的樁基進(jìn)行破除。

經(jīng)放樣測(cè)設(shè)，在盾構(gòu)機(jī)穿越范圍內(nèi)共有 8 根樁基影響盾構(gòu)的掘進(jìn)施工，其中左線 4 根，右線 4 根，樁基與隧道平縱面圖如圖 1 所示。盾構(gòu)機(jī)采用小松 TM 634 PMX 型，管片外徑為 6200 mm，原橋梁橋臺(tái)基礎(chǔ)底標(biāo)高 -2.5 m，河床底標(biāo)高為 -1.2 m，灌注樁底標(biāo)高 -19.7 m。

圖1 星塘街 1 號(hào)橋與區(qū)間隧道相互關(guān)系平面圖

3 橋梁樁基砸除施工

3.1 樁基組裝就位

受施工高度的限制，本場(chǎng)地施工時(shí)所有的設(shè)備架立、移動(dòng)均由挖機(jī)配合施工。砸樁樁機(jī)由挖機(jī)拖移就位。砸樁機(jī)架在施工過程中，對(duì)垂直度要求高，以保證砸除樁基不偏斜。防止施工中移位和不均勻沉陷，在樁機(jī)下部墊 2 cm 厚鋼板。 安裝樁機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤中心同鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差 ≤2 cm。

砸除施工中，最重要的工具為重錘，重錘重量為 5 t，高達(dá) 2 m。本次破除的灌注樁直徑為 1.2 m，為保證砸除干凈，根據(jù)重錘底部直徑約為砸除樁徑的 1.5 倍，本次砸除重錘選用 1.8 m 直徑的重錘。

3.2 砸除施工

3.2.1 工藝流程

平整場(chǎng)地→樁位放樣→組裝設(shè)備→安放鋼護(hù)筒→樁機(jī)就位→砸至設(shè)計(jì)深度→提出重錘→二次清孔→M 5 砂漿回填。

3.2.2 過程控制

樁機(jī)的垂直度直接影響到樁基砸除的效果。砸除樁機(jī)移位發(fā)生偏斜，則樁基砸除不徹底，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的順利通過造成很大的安全隱患。每砸進(jìn) 2 m，清理鋼筋一次。將吸鐵石放進(jìn)孔內(nèi)至底部，將砸斷的鋼筋吸出。這種做法可避免砸斷的鋼筋在砸進(jìn)過程中濺入孔徑四周的泥土內(nèi)，影響后期盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)。

砸進(jìn)至設(shè)計(jì)高程以后，對(duì)孔位、孔深等情況進(jìn)行量測(cè)復(fù)驗(yàn)，經(jīng)確認(rèn)后立即進(jìn)行清孔工作。清孔時(shí)及時(shí)向孔內(nèi)注入新鮮泥漿，保持孔內(nèi)水頭以防坍孔。清孔須 2 次，沉渣厚度不超過 100 mm。清孔時(shí)應(yīng)保持鉆孔內(nèi)水位高出地下水位1.5～2.0 m，以免影響樁的承載力和防止坍孔。

3.3 回填

3.3.1 安放導(dǎo)管

根據(jù)盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)對(duì)土質(zhì)的要求，在回填時(shí)采用 M 5 砂漿回填?；靥畈捎脤?dǎo)管灌注砂漿。導(dǎo)管采用內(nèi)徑為φ300 mm鋼管，底節(jié) 3 m，普通節(jié) 2 m，加配 1 m 長(zhǎng)的調(diào)節(jié)導(dǎo)管。在使用前要通過試拼和密封性檢查。

導(dǎo)管安裝完畢后，隨即進(jìn)行二次清孔。清孔后檢測(cè)孔底沉渣厚度及泥漿指標(biāo)：泥漿比重 1.2～1.35，含砂量＜4%，沉渣厚度 ≤100 mm。

3.3.2 水下砂漿灌注

砂漿灌筑是砸樁的最后一道工序，保障砂漿灌筑連續(xù)、緊湊的進(jìn)行。正式拌制砂漿前，根據(jù)試配結(jié)果，選擇合適的配比。采用集中拌制砂漿，砂漿罐車運(yùn)輸，地泵配合施工。在砂漿開灌前要有樁體一半混凝土到場(chǎng)；導(dǎo)管居中安放入孔，導(dǎo)管底距孔底高度控制在 35～40 cm，且第一節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度 ≥4 m，導(dǎo)管上端連接混凝土漏斗，其容量 ≥1.5 m3。開始灌注時(shí)，在漏斗下端設(shè)隔水塞。待初灌砂漿足夠后，截?cái)喔羲南到予F絲，使砂漿猝然落下，迅速落至孔底并把導(dǎo)管裹住，封底混凝土,使導(dǎo)管埋入混凝土的深度 ≥2.0 m。每根樁的水下砂漿灌注工作緊湊、連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工，同時(shí)，注意觀察導(dǎo)管內(nèi)砂漿下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)砂漿面高度，保證導(dǎo)管埋入砂漿深度在2～4 m 范圍內(nèi)，砂漿灌筑過程中導(dǎo)管應(yīng)始終埋在砂漿中，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出砂漿面。

3.4 效果檢測(cè)

為保證盾構(gòu)機(jī)順利穿越該區(qū)域，在穿越前對(duì)處理樁基位置坐標(biāo)進(jìn)行確定，計(jì)算出刀盤碰到處理樁基的里程，并加大該處的注漿量。2013 年 12 月 21 日和 2014 年 5 月 23 日盾構(gòu)機(jī)兩次順利穿越該區(qū)域，在穿越過程中盾構(gòu)機(jī)除推力略微增大外，其他無明顯變化。

4 結(jié) 語

由此可以看出，該施工工藝在蘇州軌道交通 2 號(hào)線東延伸 04 標(biāo)松濤街站—金谷路站區(qū)間得到成功應(yīng)用。與拔樁相比，砸樁在施工過程中，不需要太多的人工及機(jī)械配合，對(duì)周邊環(huán)境的污染較小，施工過程中的安全系數(shù)更高更安全且費(fèi)用是拔樁的一半。同時(shí)在保證盾構(gòu)機(jī)充足的穿越空間后，下部的樁基無需再進(jìn)行處理，在根本上減少的額外費(fèi)用的產(chǎn)生，切實(shí)做到既保證了高壓電纜的安全，樁基的破除無殘留，又節(jié)省了成本。