1、摘 要:深圳地鐵 5 號線洪浪興東盾構區間下穿廣深高速公路立交橋，立交橋為雙幅橋梁，1. 2 m 鉆孔灌注樁基礎，樁底巖層為全風化花崗巖，樁基為摩擦樁，隧道結構邊緣與橋樁外側最小凈距為 1. 6 m。本文通過理論計算分析了盾構施工期間對橋樁的影響，根據計算結果，提出盾構區間下穿立交橋的相關施工技術措施，并結合施工過程中采集的現場數據，進一步驗證了計算結果的正確性及施工方案的可行性。關鍵詞:盾構區間 立交橋樁基 施工技術1工程概況 深圳地鐵 5 號線洪浪興東盾構區間在 DK7 +135. 00DK7 + 164. 37 段下穿廣深高速公路立交橋。左線隧道外邊緣與橋樁最小凈距約為 1. 6 m，右

2、線隧道外邊緣與橋墩最小凈距均為 4. 4 m。其位置關系見圖 1。 高速公路立交橋為雙幅橋梁，上部結構為 3 × 16m 預應力鋼筋混凝土空心板，下部結構為三柱蓋梁、?120 cm 鉆孔灌注樁基礎，樁底巖層為全風化花崗巖，樁基為摩擦樁。立交橋橋臺下樁基底高程為 6. 247m，樁長為 17 m; 橋墩下樁基底高程為 10. 247 m，樁長為 20 m。 洪浪興東地鐵盾構區間左線始發端距離橋樁為373 m，右線始發端距離橋樁為 113 m。線路與廣深高速相交段縱向為 17下坡，線路平面在過廣深高速之前均為直線段，在過廣深高速 19 m 之后進入一段長30 m 的緩和曲線。 盾構區間圓

3、形隧道外徑為6. 0 m，內徑 5. 4 m，管片厚度為0. 3 m，管片寬度1. 5 m，分塊數為6 塊( 管片由1塊封頂塊、2 塊連接塊、3 塊標準塊構成) 。環間采用錯縫拼裝。管片混凝土等級為 C50，抗滲等級為 P10。 右線隧道距高速橋樁較遠，且已安全穿越橋樁，左線隧道距離橋樁凈距較小，需要進行理論分析后確定穿越方案。 隧道洞深范圍主要為礫質黏土層，拱頂地層厚度為 9. 4 m，主要由花崗巖風化殘積層組成，含約 20% 25% 的石英質礫石。上層覆蓋約 2. 0 m 素填土，向下依次為淤泥粉細砂、亞黏土、黏土，下臥全風化和中風化花崗巖。盾構隧道穿越廣深立交橋地段時左線隧道穿過礫質黏性

4、土土體。右線隧道上斷面一小部分斷面穿過礫質黏性土土體，其余斷面穿過全風化花崗巖土體。其地層參數見表 1。2計算模型及計算結果分析2. 1計算模型 根據隧道空間位置和地質情況建立三維有限元模型進行分析，整體模型高度為 60 m，寬度為 100 m，沿盾構方向長度為 92 m( 其中到達橋墩樁基位置前的長度為 30 m、橋面下方長度為 32 m、離開橋墩樁基位置前的長度為 30 m) 。荷載步驟按盾構向前推進一環襯砌的距離擬定。整體有限元模型如圖 2 和圖 3 所示。2. 2計算結果及分析 按照逐步開挖直至離開橋樁后進行模擬計算，當開挖至離第 1 根樁沿盾構軸向距離為 1. 5 m 時，計算結果如

5、圖 4 和圖 5。當開挖至第 7 個 4. 5 m 時( 通過橋墩下方樁基位置) 時，計算結果如圖 6 圖 7 所示。從盾構下穿橋樁施工過程的模擬計算分析結果可知，在盾構機通過橋樁基礎的過程中，計算所得的樁基的水平位移 2 mm、豎向位移 2 mm，橋樁不均勻沉降最大為 1 mm，地表沉降為 5 mm，滿足橋梁的沉降控制值( 10 mm) ，不需要對橋梁樁基進行加固處理。3施工控制措施及監測3 1施工措施 由理論計算結果分析可知，左線通過時不需要預先對橋梁進行加固處理，但考慮到橋梁的施工質量、使用年限、橋梁樁基施工對地層的擾動等不確定性因素影響，對盾構施工過程需要做到精益求精。施工需從盾構機刀

6、盤配置、掘進控制、施工監測等方面嚴格控制，以保證盾構安全通過。3. 1. 1刀盤配置 刀盤的設計布局及刀具的選用對盾構機的開挖效率起著十分重要的作用，根據地質情況( 可能會遇到孤石) ，采用齒刀、滾刀和刮刀混合配置的組合方案，既能有效開挖各種淤泥、砂土、黏土，又能適應各種風化程度的風化巖等。3. 1. 2掘進控制 1) 通過前的準備工作 在盾構機通過前 15 m 即 DK7 +179 時，全面檢修盾構機，對盾構機存在的一些問題徹底解決，為盾構機過橋樁做好準備。在盾構機通過前，做好監測點布置，并取得原始數據。 對前期掘進數據進行分析，并與通過立交橋前的數據相比較，看推力、扭矩、掘進速度等數據是否

7、有突變及異常，結合推進過程中的異常情況和渣土的性狀分析，判斷是否遇見孤石。 對掘進參數進行比較，如果出現刀盤扭矩顯著增大、推進速度降低、推力增大的情況，且出渣溫度過高( 50 ) ，則可判斷刀盤或者土倉內已結泥餅，應立刻采取措施進行處理。 2) 掘進參數控制 盾構通過樁基時，嚴格控制掘進參數以及管片拼裝、注漿質量，保證盾構平穩、順利通過，并將地表及橋樁沉降控制在允許值之內。 在盾構機距離鉆孔樁15 m 時降低推進速度，將掘進速度控制在 20 40 mm/min，以便保證出土量、正面土壓力及注漿均勻、及時。 嚴格控制正面土壓力、注漿量和注漿壓力。 加強盾構掘進時的地質預測和泥土管理，特別是在黏性

8、土中掘進時，更加密切注意開挖面的地質情況和刀盤的工作狀態。增加刀盤前部中心部位泡沫、膨潤土注入量和選擇比較大的泡沫加入比例，減少渣土的黏附性，降低泥餅產生的機率。一旦產生泥餅，及時采取對策，必要時采用人工處理的方式清除泥餅。必要時螺旋輸送機內也要加入泡沫，以增加渣土的流動性，利于渣土的排出。 3) 加強施工監測 盾構下穿該橋時必須加強對地面監測。原則上在盾構推進軸線上每 5 m 布置一個地面沉降觀測點，但是廣深立交橋下車流量很大，監測很難實施。所以觀測點設在人行道上或設在廣深立交橋的橋墩防撞墻上。盾構掘進時在立交橋的橋墩設沉降觀測點。對橋墩前后15 m 的地面觀測點和橋墩、蓋梁的沉降點要加大觀

9、測頻率，要求每天觀測 3 次，直至地面、橋墩、蓋梁沉降穩定為止。 4) 其他注意事項 在穿越樁基礎之前提前檢查刀具，對刀具的磨損應有一個正確的估計。確保盾構掘進過程中盾尾不漏漿，防止由于漏漿導致的注漿不足，導致沉降變大。各工種協同工作，避免各行其事。加強穿越期間的質量、安全管理工作。盾構穿越前嚴格控制軸線偏差，如發生偏差及時糾偏，做好施工應急預案。 為保證穿越安全，對廣深高速公路立交橋進行了第三方監測。測點布置如圖 8。根據以上的理論計算結果及施工、監測措施，盾構區間左線已安全順利通過橋樁。第三方監測數據顯示，穿越過程中橋墩的最大沉降發生在 QD5-2 處，為 4. 97 mm( 盾構完全穿越后脫出盾尾位置) ，滿足廣深高速橋梁最大沉降允許值。4結語 1) 對于在黏性土層中的盾構區間，下穿摩擦樁凈距1. 4 m 時，不用對橋梁上部或下部進行預加固處理即可安全通過。 2) 在盾構下穿的過程中，二次注漿、土壓力的控制、實時監控起到了關鍵作用。 3) 在盾構下穿前與產權單位的溝通協調是盾構下穿的必要條件。應與產權單位協調，委托第三方鑒定單位對被穿越的橋梁進行安全鑒定，摸清橋梁的工作現狀、病害等，根據鑒定結果確定是否進行橋梁預加固和病害處理，同時根據鑒定結論制定橋梁變形的控制指標。必須參