隧道下穿既有桥梁施工量测与变形控制问题研究

乔居龙

(山西省公路局晋中分局实验室，山西晋中 030600)

隧道下穿既有桥梁施工量测与变形控制问题研究

乔居龙

(山西省公路局晋中分局实验室，山西晋中 030600)

结合工程实例，介绍了隧道下穿既有桥梁的施工量测措施，从隧道下穿桥梁支护、桩基与墩台沉降控制等方面，探讨了控制隧道下穿既有桥梁变形的方法，旨在保证工程建设的安全稳定性。

隧道，桥梁，桩基，墩台，变形控制，施工量测

随着我国市场经济发展进程的不断加快，人们对各类工程建设的安全稳定性需求越来越大。其中隧道工程建设环境地点的日趋复杂，使得涉及的桥梁工程基础结构出现了一系列的变形问题，这就严重影响了隧道工程施工建设的作用稳定性。基于此，相关建设人员应从隧道下穿既有桥梁施工量测以及变形问题控制两方面入手，来降低工程建设给既有桥梁结构造成的不必要影响。这是保证城市交通运输业快速稳定发展的关键，相关建设人员应将其作为重要研究内容，以实现当前现代化经济建设的可持续性发展目标。

1 工程概况

某设计长度约为4 000 m的隧道工程需下穿一座立交桥。该工程采用暗挖的施工建设方法，其中两条隧道主线的断面宽高深尺寸均为8.4 m×9.6 m×30 m。基于隧道施工建设给桥梁桩基周边地层带来的变形和沉降影响，相关建设人员应对既有桥梁进行施工量测，以实现变形问题的有效控制［1］。

2 隧道下穿既有桥梁的施工量测

隧道工程在进行实际开挖施工前，建设人员需要对桥梁的桩基础结构进行加固。具体来说，就是对工程建设涉及的区间桥梁桩基应用深孔注浆技术，从而实现与桥梁结构的隔离。对于处在区间隧道顶部的桩基础部分，施工量测人员应采用深孔注浆技术来加固桩基周边的土层和桩底周边的土层。经勘察，对于一些特殊的部分或是地基结构，施工技术人员还可采用扩大承台与钢管桩的结合以及托换梁与钢管桩的结合，来实现隧道工程施工建设的加固作用。此外，隧道下穿既有桥梁的施工量测过程，具体来说，就是要根据工程建设实际的情况特点，对圆盘段进行施工量测。具体的检测内容包括:隧道施工前圆盘段的初始状态;实际施工过程中桥梁状态以及隧道施工结束后的对比量测等。而隧道施工前初始状态的检测内容则包括:基本的外观检查、基频以及静载荷载状态下的挠度及应变状态。施工过程中施工量测，则主要集中于桩基沉降的量测、外观巡检、桩基倾斜程度的量测以及梁体应变的量测。而最后隧道施工结束后的对比量测:则是与施工初期状态的量测值进行对比，以估算出发生的变化是否在可控的范围内［2］。

本工程监测的桩基沉降圆盘段范围，即所有桥墩桩基沉降值均大于8 mm，且最大最小沉降范围为:小于－39.31 mm，大于－15.88 mm，其差值为－23.43 mm。对于桥墩立柱倾斜的量测:工作人员应利用钢直尺、吊锤设备对鹅桥圆盘段的立柱进行倾斜检查，结果表明，共有6根圆盘段立柱发生了结构倾斜。对于梁体裂缝的量测:工作主要集中于鹅桥圆盘段梁体裂缝检查，当箱梁腹板竖斜向裂缝的宽度达到0.40 mm，隧道下穿既有桥梁施工量测人员就可将此工程评定为D级桥梁，即不合格，不能用于实践。此外，当隧道下穿既有桥梁的桩基沉降速率与实际施工进度相对应时，两者时间允许差值为7 d左右。对于桩基结构沉降收敛的量测:由于绝大部分测点均是在主线隧道贯通后2个月以后才会发生缓慢沉降，可以从理论上判断桩基沉降已经实现基本收敛。对于桩基沉降值与主线间距之间的关系:当主线隧道轴线往两侧移动，这就意味着隧道施工对桥梁桩基沉降的影响在逐渐减小，从桥墩外测点位于主线顶部位置，即该点沉降值最大为－39.31 mm。可以看出，桩基沉降值与桩基深度之间的关系:通过比较A线主桥和圆盘段桩基沉降数据可知，在距隧道轴线距离相近的情况下，较深桩基沉降明显小于较浅桩基沉降。桩基倾斜角度与方向分析:通过分析圆盘段出现倾斜的桩基倾斜角度以及方向数据，并未发现明显的规律性［3］。

3 控制隧道下穿既有桥梁变形问题方法

3.1 隧道下穿桥梁的支护

隧道下穿桥梁的支护是用来控制结构变形问题的关键，因此，相关建设人员应根据隧道周边围岩的类型和相关的地质情况，来分析实际工程的地质条件情况。这样一来，桥梁变形支护问题，就对当前隧道工程洞口浅埋、软土地质以及滑坡问题进行具有针对性的处理措施。具体来说，可采用大管棚或是小导管注浆超前的支护方式，来进行变形问题控制。此外，隧道工程对既有桥梁已经造成的安全问题，相关建设人员应采用地面旋喷桩和地表注浆等措施来对其进行加固处理。对于部分隧道洞口设置的抗滑桩结构，相关建设人员应尽早对洞门进行相应的处理，以保证桥梁进洞的安全稳定性。此过程，对于洞内相对软弱的地层，支护施工技术人员可通过加设格栅钢架或是网喷等支护技术，来降低工程对岩土结构的不稳定性影响。

3.2 桩基沉降控制值

首先，隧道下穿既有桥梁施工技术应用人员应根据桩基加固设计图纸，将桩基沉降值控制在3 mm以内，并将沉降速率控制在0.2 mm/d以内。此过程，桩基施工技术人员应将其桩基沉降控制值限制在80%，来进行预警。值得注意的是，桩基沉降控制值的实践要根据相关管理部门提出的设计变更需求，即预警值的变更内容，来将该隧道下穿既有桥梁的桩基竖向沉降值控制在8 mm以内。这样一来，就能超过设计变更预警的80%，从而使桩基沉降速率的预警值确定在0.5 mm/d［4］。

3.3 墩台沉降控制标准

对于隧道下穿既有桥梁墩台沉降变形问题的控制，相关建设人员不仅要按照桩基沉降的控制标准进行设置，还要充分满足桩基承载力以及上部结构允许的沉降范围以内。具体来说，隧道下穿既有桥梁施工变形控制人员应严格按照TB 10021—2009高速铁路设计规范(试行)中的要求以及京沪高铁公司、南京南站指挥部和相关地铁公司等提出的要求，即通过综合化措施方法，将所有要求元素融进桥墩沉降值的变形控制当中，从而最大限度的保证桥梁施工结构的稳定性。以京沪高铁的无砟轨道为例，该隧道下穿既有桥梁工程受到影响的桥墩共有3个，研究表明，这3个桥墩墩台受到的影响为不均匀沉降，也就是说差异性沉降并不会给结构的稳定性造成影响［5］。由此可见，要想实现墩台沉降变形问题的控制，要遵循多方影响机构提出的要求，以提高隧道下穿工程施工建设的安全性。

3.4 邻近墩台水平位移控制标准

在确定隧道下穿既有桥梁墩台水平位移控制标准的过程中，研究人员要严格遵循相关管理部门出台的JGJ 94—2008建筑桩基技术规范中的规定，将桥梁桩基的地面发生水平位移的允许值设置在10 mm。与此同时，还要将对水平位移影响较为敏感的建筑物的允许值控制在6 mm以内。此外，上述标准，对于京沪高铁的无砟轨道，桥梁相邻端两侧的钢轨支点横向相对位移不能大于1 mm。这是因为TB 10020—2009高速铁路设计规范(试行)中没有明确指出桥梁墩台在基础水平位移上的控制指标。因此，隧道下穿工程建设人员可通过梁体的横向变形来进行控制。因此，该隧道下穿既有桥梁施工量测和变形控制人员要根据相关要求与规范，确定横桥向位移、桥墩顺桥向以及桥墩倾角的控制标准。

4 结语

隧道下穿既有桥梁的施工量测反映出了桥梁桩基结构可能发生变形的节点，这种情况，要求变形控制人员要根据相关的支护技术、墩台沉降值以及墩台水平位移技术，来降低隧道工程对其的不稳定性影响。事实证明，要想控制隧道工程对桥梁桩基结构的作用影响，施工技术人员可通过相关的支护技术以及控制值来达到工程建设稳定性的目标要求。

［1］罗振华.隧道下穿既有桥梁施工量测与变形控制［J］.广东公路交通，2015(4):63-65，69.

［2］冯 超，高志刚.地铁盾构隧道下穿宁启铁路的变形影响规律及控制技术［J］.隧道建设，2015(10):1015-1021.

［3］朱红霞.复杂地质条件下土压平衡盾构近距离下穿既有隧道的施工和监测技术［J］.隧道建设，2016(6):748-755.

［4］付 娟.新建隧道穿越立交桥的施工监控量测和变形控制［J］.湖南交通科技，2013(3):132-138.

［5］凌同华，李升冉，张 胜.偏压条件下隧道近接施工对既有桩基稳定性影响的研究［J］.中外公路，2014(1):91-92.

On construction measurement and deformation control of tunnels under existing bridges

Qiao Julong
(Lab of Jinzhong Branch of Shanxi Road Bureau，Jinzhong 030600，China)

Combining with the engineering cases，the paper introduces the bridge measurement of the tunnels under existing bridges，and explores the controlling methods for the deformation of the existing bridges with tunnels under them from the bridge support of the tunnels，pile foundation and abutment settlement control，so as to ensure the safety and stability of the engineering construction.

tunnel，bridge，pile foundation，abutment，deformation control，construction measurement

U442

:A

1009-6825(2016)36-0193-02

2016-10-20

乔居龙(1964-)，男，工程师