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| 城市轨道交通桥梁基础施工变形控制 摘要：伴随我国城市地铁的迅速崛起，各个大型城市皆掀起了修建地铁的热潮。从某种意义上使得城市交通堵塞现象得到了缓解，为城市的发展作出较大的贡献。然而，不同于其它的工程，地铁施工具有规模巨大、工期长、环境复杂等特征，难免给附近区域带来影响，如地层的沉降或隆起，甚至可能引发坍塌故事。因此，深入研究城市地铁施工结构变化的规律尤为关键。基于此，本文分析了城市地铁暗挖隧道的施工给既有桥梁带来的影响，结合某城市轨道交通区间侧穿桥梁现状，展开一系列的模拟运算，经过对比分析，确定此段地铁的施工适合选择CRD法进行。 关键词：地铁隧道；暗挖施工；桩基变形；控制技术；探讨 近年来，我国很多大城市地铁事业的发展推动了经济的发展，可是，需要引起注意的是：在城市地下隧道和现有市政的桥梁存在着交叉施工的区域，会给附近桥梁带来一定的影响。例如：某市轨道交通区间其暗挖隧道的地下环境十分复杂，且隧道的开挖面离某桥梁的桩基只有0.5米远，暗挖区间需要穿过相关裂缝。此段地铁工程分别跨越了洼地、黄土梁区域等。对施工影响最大的地下的潜水层深度达十米以上。经过长期的地质勘察可知：地下潜水的稳定水位其埋深处于10至15米的范围。该城市是湿陷性的黄土区，因此，研究地铁隧道的暗挖施工给附近结构的变形规律具有极大的现实意义。 一、城市地铁的暗挖隧道施工给附近桥梁带来的影响 在修建城市轨道地下隧道过程中，一定程度上影响了附近的建筑物，特别是当前的地铁线路往往会穿越在道路、桥梁的底部区域，这样，在进行隧道挖掘的时候，可能导致桥梁产生不同程度的沉降问题。而且，伴随不均匀的沉降程度不断扩大，极易引发桥梁的基础结构产生局部性的附加应力，通常这种应力作用与不均匀的沉降关系密切，附加的应力越大，则导致的沉降程度也会越大。如果附加应力达到顶峰的时候，则会给桥梁的结构造成严重的破坏。所以，在开挖地下隧道期间，必须要对桥梁的基础进行沉降范围的限定，并尽量控制不均匀沉降的程度，以确保桥梁基础结构的稳定性能。 二、暗挖施工诱发既有桥梁桩基础变形的模拟 （一）计算模型的建立 从隧道与桥梁的尺寸数据展开分析，因为地铁的暗挖隧道施工的影响范围一般是开挖尺寸的三至五倍，而且计算的模型不但要达到求解的精度，且具有一定的时效性。所以，应用相应的计算模型，最后设定模型的长、宽、高分别为60米、84米、50米。 （二）软件数值模拟计算分析 第一、比较分析某桥桩基的竖向变形情况。暗挖隧道在侧穿桥梁的时候，在桥的桩基部位设置相关的模拟监测试点。分别用来监测两类不同工况条件下桩基的变形程度。因为暗挖的隧道受到建筑施工的制约，隧道附近的桩基会显现较大的变形。而且，由于桩基比土体具有更大的刚度，局部的桩基出现了偏上方向的位移。通过台阶法进行施工，可以导致桥梁向下位移最长达18毫米，而且通过CRD法进行施工，一般桥梁向下位移约16毫米，相比之下，影响较小。第二，分析桥梁的桩基水平方向的变形情况。通过比较两种施工方法可以了解到：处于施工隧道范围的桩基会产生很明显的变形，附近的桩基通常出现了负向的位移，只有靠近隧道的桩基出现正向的位移。采用CRD法进行施工，会给桩基带来较小的影响。所以，为了尽量控制地铁隧道的暗挖施工给桥梁桩基造成的影响，3号线地铁在侧穿桥梁过程中选择CRD法进行施工比较适合。 三、控制暗挖施工桥梁桩基变形的技术分析 第一、轨道交通侧穿隧道的暗挖工程如果应用CRD法进行施工，会在不同程度上引发桥梁的变形。结合以往的桥梁桩基变形的控制经验，可以对袖阀管进行地表注浆的技术对桥梁变形加以控制。而且，在暗挖施工过程中，认真遵循企业规定的操作规程。并强化对地表与建筑的监测力度，实时反馈相关数据，保障施工的安全性。第二，袖阀管的注浆压力初步拟定范围在0.5-1.0MPa之间,稳压大概是1.5 MPa。实际需要的注浆量可以按照注浆的效果作出适当调节。钻孔机应用的是套管护壁式的地质钻机。完整地注浆机械设备由注浆泵、浆液制造设备以及耐压管道连接系统组成，注浆设备安装完毕且符合技术要求后开始进行二次灌浆操作，在第一次灌浆前，需要用清水将灌浆的位置冲洗干净，去除该处的油污等杂物，保证水泥浆与原混凝土结合牢固。第一次灌浆过程不能中断操作，需要连续完成灌浆整个过程，第二轮灌浆需要等上一轮的水泥浆基本凝固（良好通风情况下通常需要间隔12小时左右）后开始，完成注浆后需要对其进行养护，至少需要三天养护期后才能下沉灌浆时的钢管，将钢管下沉至指定位置完成灌浆操作。科学设置监测点。该区间地表的下沉监测点通常沿隧道的水平、垂直两条轴线的方向设置。对桥梁变形部分的测点，则应当对称设置在各桥墩的两旁。最后，比较施工现场的监测、模拟数据。监测桥梁桥桩的沉降情况，同时按照有关的计算公式分别算出桥桩的倾斜、沉降值，分析结果了解到：桥梁在施工现场的沉降值略大于模拟的数值。由于模拟的时候未考虑开挖土层的自然沉降问题。实际测量的桥墩其最大沉降值为5.41毫米，这是该点离暗挖工程最近的缘故。且模拟和实测的桥墩沿隧道轴线产生的倾角皆很小。远小于规范控制要求。因此，可以通过袖阀管注浆的技术降低CRD施工给桥梁造成的影响，验证了注浆参数的科学性，确保了施工的安全性能。 结束语： 总之，城市轨道交通隧道的暗挖施工会给侧穿桥梁的桩基带来不同程度的变形，给施工带来不便的同时，还会增加施工的风险。借助相应的软件对两种常见的施工方法展开了模拟分析，结果表明CRD法施工引发桥梁桩基变形相对较小。所以，此区间的暗挖隧道穿过桥梁的部分可以选择CRD法进行施工。为了降低这种施工方法的不利影响，在隧道桥梁桩基部分应用袖阀管的注浆技术进行加固处理。有效地设定注浆的参数，增强注浆的成效，进而将施工影响控制在可接受范围内，可以作为日后施工的参考。 参考文献： [1]任建喜,杨锋,贺小俪,朱元伟.地铁隧道暗挖施工引起的桥桩基础变形规律与控制技术[J].城市轨道交通研究,2016,19(09):110-114. [2]贺小俪. 通—胡区间隧道暗挖施工对既有桥梁桩基础的变形影响规律[D].西安科技大学,2014 |
