劉 瀟

（北京九通衢檢測(cè)技術(shù)股份有限公司,北京 100068）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市常住人口不斷增多，交通壓力與日俱增。城市地面以上的既有城市規(guī)劃僅能滿足過去常住人口的城市交通道路建設(shè)需求，難以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。但是對(duì)城市地面以上的城市進(jìn)行重新規(guī)劃，難度大，涉及問題多，影響范圍廣，時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本巨大，幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)，城市交通道路建設(shè)無(wú)法脫離原本的道路交通構(gòu)架，導(dǎo)致城市交通堵塞問題頻發(fā)。應(yīng)運(yùn)而生的地鐵交通能夠減少對(duì)時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本支出的同時(shí)在最大程度上滿足更多人的交通出行要求。居民生活質(zhì)量不斷提升，對(duì)城市基礎(chǔ)交通建設(shè)的需求越來(lái)越大，對(duì)交通出行質(zhì)量要求越來(lái)越高。地鐵作為城市居民出行的一種重要出行方式，在居民出行交通工具中的占比量越來(lái)越大，具有不可忽視的作用。因此地鐵建設(shè)的需求在未來(lái)必將不斷增大，同時(shí)對(duì)地下空間的拓展與利用，能夠在有效地減少出行問題的基礎(chǔ)上，豐富我國(guó)交通維度，建立起更加立體完善的交通體系。因此，地鐵暗挖車站下穿橋梁基礎(chǔ)施工工程需要不斷提高建設(shè)質(zhì)量，例如測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)情況、設(shè)計(jì)施工方案和保障施工安全等問題，都是在進(jìn)行地鐵暗挖車站下穿橋梁基礎(chǔ)施工工法設(shè)計(jì)時(shí)需要思考的問題，如何更加節(jié)省時(shí)間成本、經(jīng)濟(jì)成本，最低限度地影響居民出行，獲得最高質(zhì)量的工程結(jié)果，是新時(shí)代對(duì)地鐵暗挖車站下穿橋梁基礎(chǔ)施工工程的基本要求。

1 地鐵暗挖車站下穿橋梁基礎(chǔ)施工工程概況

該文采用的案例為山東省某市區(qū)的荷花橋站。該站位于市區(qū)東部，在二環(huán)路左下方，沿東二環(huán)路東西向設(shè)置。主體結(jié)構(gòu)為地下兩層三跨，主要的架構(gòu)是“上圓下方”式的拱頂直墻的框架結(jié)構(gòu)[1]。根據(jù)工程設(shè)計(jì)，車站的主體結(jié)構(gòu)約有180.0 m（沿左線剖切）長(zhǎng)，標(biāo)準(zhǔn)的車站段寬為30.0 m，這次基礎(chǔ)上的站臺(tái)的寬度為12 m，需要下埋的底板的埋深一般為25 m左右，上面的頂板覆土厚度大概為8 m左右。車站采用暗挖施工形式，主要采用的工法為PBA暗挖工法，地鐵車站的其他結(jié)構(gòu)施工段都主要采用暗挖施工形式，但在地鐵車站的出入口部分則主要采用明挖法進(jìn)行施工。荷花橋站主要結(jié)構(gòu)的正下方要穿過荷花橋主體。地鐵的結(jié)構(gòu)線與下穿的荷花橋的主體結(jié)構(gòu)，無(wú)論是橫向還是縱向比較，距離都比較近，在施工過程中必須考慮二者之間可能造成的互相影響，需要在工程開展前考慮現(xiàn)實(shí)情況，提出應(yīng)對(duì)方案，并且根據(jù)可能發(fā)生的突發(fā)情況，提出應(yīng)對(duì)意外的方案。荷花橋整體規(guī)模不大，橋?qū)捈s為45 m，橋長(zhǎng)約為15 m。整個(gè)荷花橋的上部結(jié)構(gòu)為單跨鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁，梁高0.6 m。荷花橋下部分結(jié)構(gòu)為了擴(kuò)大支撐，設(shè)置多個(gè)重力式橋臺(tái)。這些橋臺(tái)上分別設(shè)置了3道沉降縫，這些沉降縫的間距大約11 m。為了防止地下水對(duì)橋臺(tái)的侵蝕，需要在橋臺(tái)上設(shè)置防水層，延長(zhǎng)橋臺(tái)的使用壽命。在橋臺(tái)上還要設(shè)置瀝青層面，支座均為板式橡膠支座。車站暗挖段垂直下穿橋臺(tái)基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)洞與橋臺(tái)底凈距約2.1 m，初襯扣拱與橋臺(tái)凈距約2.1 m。并且該區(qū)域地質(zhì)情況極為復(fù)雜，車站頂板上方主要以雜填土、粉土填土和圓礫層為主，車站高度范圍內(nèi)主要以圓礫、卵石圓礫以及強(qiáng)風(fēng)化礫巖為主，地基土主要持力土層均為強(qiáng)風(fēng)化礫巖。表1為物理學(xué)參數(shù)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行填補(bǔ)。

表1 土體物理力學(xué)參數(shù)

2 地鐵暗挖車站下穿橋梁基礎(chǔ)施工工程難點(diǎn)

該次施工的主要難點(diǎn)是如何盡可能地減少暗挖車站和下穿橋梁的基礎(chǔ)施工工程的互相影響，保障工程質(zhì)量和工程完成速度。

（1）工程施工過程中要盡可能減少對(duì)橋梁的影響，保障橋梁安全，并且在一定程度上盡量降低對(duì)橋梁使用的影響，因此在施工過程中要盡可能保障結(jié)構(gòu)變形幅度小，同時(shí)保障橋梁的沉降值保持在一個(gè)合理范圍之內(nèi)。

（2）荷花橋站的開挖深度比較大，挖掘面積廣，并且由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境和地質(zhì)情況復(fù)雜，導(dǎo)致施工難度較大。同時(shí)，由于地鐵站開挖之后，挖掘出的大量廢土要進(jìn)行合理安置，方式因?yàn)橹亓窟^大導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)變形，最終影響橋梁使用。

（3）需要對(duì)現(xiàn)實(shí)情況和橋梁結(jié)構(gòu)、年限和材料等進(jìn)行綜合分析，找出影響車站和橋梁是否變形的重要因素，并且根據(jù)相應(yīng)的理論知識(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制措施，防止車站和橋梁發(fā)生變形引發(fā)安全事故。

3 地鐵暗挖車站下穿橋梁基礎(chǔ)工程施工方案

3.1 設(shè)計(jì)施工方案

設(shè)計(jì)都是根據(jù)預(yù)先對(duì)現(xiàn)實(shí)地質(zhì)條件與施工環(huán)境的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行的，因此，在施工過程中，要嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工。該次施工是采用拱頂直墻的框架結(jié)構(gòu)，對(duì)拱頂要進(jìn)行加固以防止坍塌。施工中，要采用Φ108 大管棚+Φ42小導(dǎo)管對(duì)拱頂預(yù)先支持和保護(hù)。對(duì)管棚進(jìn)行支撐固定的時(shí)候，應(yīng)該采用自進(jìn)式管棚，并且以與棚頂平行的方向推進(jìn)棚頂進(jìn)行支撐。荷花橋還有兩架擴(kuò)建橋。兩架擴(kuò)建橋主要采用了預(yù)制箱型空心板梁，它們的挖孔樁基礎(chǔ)主要是Φ1 000~1 500，樁長(zhǎng)在10.0 m左右。并且在建設(shè)過程中以注漿作為主要的方式，進(jìn)行加固和提高摩擦力，進(jìn)而促使橋梁的沉降維持在合理可控的范圍之內(nèi)[2]。

3.2 大管棚施工方案

根據(jù)預(yù)先的施工方案，對(duì)穿越的橋梁部分進(jìn)行大管棚施工。施工作業(yè)主要分為上行線和下行線，需要在這兩條線上設(shè)置管棚施工點(diǎn)4個(gè)。大棚管的具體施工要做到根據(jù)實(shí)際情況選取施工方式，在該文案例當(dāng)中采用的施工方式主要為水平定向鉆的施工方式。大管棚有不同的規(guī)格，需要根據(jù)工程實(shí)際需要進(jìn)行選擇。該案例采用Φ110的大管棚，壁厚為10 mm，每一節(jié)大管棚的長(zhǎng)度保持在1.5 m左右。同時(shí)，每?jī)蓚€(gè)大管棚之間必要保持至少3 dm的距離，每個(gè)大管棚的鉆進(jìn)深度要保持在1.5~4.6 dm左右。此外，在施工過程中，要注意鉆桿與縱坡之間存在的角度差，防止鉆桿下垂。整個(gè)大管棚的方向要與橋梁平行。在施工過程中為了最大程度地減少誤差帶來(lái)的安全隱患和安全事故，就需要施工方案的設(shè)計(jì)要保持精確，施工人員要具備相應(yīng)的施工技術(shù)，能夠促使誤差保持在合理的可接受的范圍之內(nèi)。圖1為大管棚施工現(xiàn)場(chǎng)圖。

圖1 大管棚施工現(xiàn)場(chǎng)圖

在施工過程中，施工順序能夠?qū)κ┕そY(jié)果造成嚴(yán)重的影響，因此大管棚施工過程中也要注重施工順序。首先在對(duì)大管棚進(jìn)行打設(shè)的過程中，始終進(jìn)行跳孔打作，并且跟蹤終孔，進(jìn)行注漿填充，保障大管棚內(nèi)部的縫隙被注漿填滿。采用跳打孔方式之后，還要返回對(duì)大管棚進(jìn)行補(bǔ)充打孔，共需要再打4個(gè)孔?，F(xiàn)實(shí)施工環(huán)境下的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，不同的土質(zhì)摻雜會(huì)導(dǎo)致地層硬度存在差異，導(dǎo)致打孔活動(dòng)時(shí)難以對(duì)大管棚進(jìn)行固定，容易導(dǎo)致大管棚傾斜，影響到大管棚打孔質(zhì)量與最終工程施工的質(zhì)量。對(duì)大管棚進(jìn)行注漿的水泥漿也需要進(jìn)行特殊配置，使水灰比一直保持在1∶1，以滿足現(xiàn)實(shí)施工的需求。注漿量的多少要根據(jù)管內(nèi)間隙決定，這就需要對(duì)鋼管內(nèi)外的環(huán)狀間隙進(jìn)行預(yù)先計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)備水泥漿的多少。為了防止意外情況的發(fā)生，需要在注漿過程中密切觀察管內(nèi)情況，并根據(jù)地層滲漏的情況來(lái)判斷管內(nèi)情況。在進(jìn)行注漿的過程中，需要進(jìn)行二次補(bǔ)漿。補(bǔ)漿時(shí)機(jī)也需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況確定。需要觀察鋼管排出泥漿之后，間隔大概一刻鐘到半個(gè)小時(shí)的時(shí)間進(jìn)行。這一道工序能夠保障注漿質(zhì)量，促進(jìn)每個(gè)環(huán)節(jié)規(guī)范操作，使最終的施工效果達(dá)到要求[3]。圖2為一般隧道大管棚設(shè)計(jì)套拱立面圖。

圖2 一般隧道大管棚設(shè)計(jì) 套拱立面圖

3.3 監(jiān)控量測(cè)方案

在實(shí)際施工過程中，由于現(xiàn)實(shí)情況的復(fù)雜性，以及施工過程可能出現(xiàn)的意外情況，并不是預(yù)先設(shè)計(jì)施工方案，并且嚴(yán)格執(zhí)行就能夠排除所有不良因素影響，預(yù)防所有的問題的出現(xiàn)，這就需要對(duì)施工過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控[4]。不僅要監(jiān)控施工各過程是否嚴(yán)格按照預(yù)先的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，同時(shí)還需要對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)監(jiān)控，防止周圍的環(huán)境發(fā)生變化，造成嚴(yán)重的安全事故。在進(jìn)行監(jiān)控方案設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注易發(fā)生危險(xiǎn)與變化的地方，同時(shí)做到兼顧施工過程和周圍環(huán)境。監(jiān)控方案要根據(jù)實(shí)際情況布置，從而建立起一個(gè)相對(duì)完整、可靠的系統(tǒng)。方案設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到成本問題，盡可能地降低成本。根據(jù)實(shí)際情況，具體的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為表2所示：

表2 暗挖區(qū)間下穿鐵路橋施工監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目表

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大、居民生活水平的日益提升，地鐵在我國(guó)城市居民的出行過程中扮演著越來(lái)越重要的角色，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。地鐵出行具有多方面的優(yōu)勢(shì)，如速度快等，地鐵的挖掘建造幾乎能夠適應(yīng)所有城市的需求，能夠節(jié)省地面上的土地資源，是成本最低的一種重新規(guī)劃城市交通路徑的方式。地鐵不僅能夠豐富居民的出行方式，同時(shí)也很能夠促進(jìn)城市交通路徑的優(yōu)化，豐富交通方式，完善城市交通立體度。地鐵暗挖車站下穿橋梁基礎(chǔ)施工是一項(xiàng)對(duì)城市規(guī)劃和城市交通完善的重要過程，是地鐵建造時(shí)的重要技術(shù)手段，本身在施工過程中要注重要盡量減少對(duì)地面上居民的日常生活的影響，施工難度本身就相對(duì)較大，同時(shí)由于現(xiàn)實(shí)情況的較為復(fù)雜的同時(shí)，施工難度進(jìn)一步加大，需要不斷提升施工技術(shù)，提升施工質(zhì)量，提升施工人員對(duì)突發(fā)情況的應(yīng)對(duì)與解決能力，保障施工安全，促使工程的安全完成，進(jìn)一步助推我國(guó)交通立體、系統(tǒng)地發(fā)展。