市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术研究

李 彦 冬

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)

市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术研究

李 彦 冬

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)

介绍了市政管线隧道建设的常用方法，从桥梁安全检测、结构分析、监控量测等方面，阐述了市政管线隧道下穿既有桥梁施工的关键技术，并总结了小导管注浆加固、隧道开挖与支护的注意事项，为同类工程施工积累了经验。

市政管线，隧道，桥梁，小导管，安全检测

0 引言

近几年，我国各大城市交通线路都在不断完善之中。城市道路系统中，地下轨道交通体系占据着非常重要的地位。为了缓解逐年增加的地面交通压力，城市地下空间开发应用越来越多。在此形势下，市政服务管线越来越多，且建设的隧道也越来越多。市政管线隧道的建设不仅缓解了周边区域交通的压力，而且还获得了良好的经济效益和社会效益。因此，市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术受到关注。

1 市政管线隧道的建设

谈及市政管线隧道，由于建设其的目的是缓解城市交通压力，因而建设的地理位置大多在城市核心区。由此，市政管线隧道的周边构筑物较多，且隧道覆跨不会非常大[1]。市政管线隧道在建设过程中，需要考虑对周边构筑物影响大小，因而通常会采用浅埋暗挖方法施工。同时，在遇到土质条件和地下水较为丰富的区域时，更加要谨慎施工。为了确保隧道施工的安全性，一般会采取一系列施工技术措施。市政管线隧道建设过程中应用的浅埋暗挖方法，应用广泛，且拥有众多的工程实例。浅埋暗挖施工，通常最适合用于第四纪软弱地层中进行修建隧道。浅埋暗挖，具体而言，是通过合理调动围岩的自承能力适当加固和处理地层的一种施工方法。浅埋暗挖施工过程中，会采用短进尺开挖，将围岩和初期支护结构形成一体，形成联合支护体系，满足施工阶段荷载需求，以保证变形基本稳定，再施作二次模筑衬砌以完成隧道建设。浅埋暗挖施工方式能够通过初期支护、二次衬砌共同承担特殊荷载，是一种先柔后刚的复合式新型支护结构体系(如表1所示)[2]。隧道工程施工中，常常会遇到很多不可预知的问题，譬如，地层条件复杂、周围环境复杂等。而应用浅埋暗挖法施作隧道可有效将这种不可预知的风险控制在一定范围内。但是，必须要重视施工过程的监测工作，以确保地层、支护材料、周围建(构)筑物不会出现任何不妥。另外，施工检测也是修正设计和施工方法的重要依据，由此才能保证施工的安全。截至当前，浅埋暗挖法已经被应用在多项工程中，且发挥了极大的优势。从具体工程实例来看，应用浅埋暗挖法施作隧道，其施工技术灵活，且隧道支护结构强度高，经济适用。

2 市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术具体分析

2.1 针对既有桥梁进行安全检测

收集统计安全检测评估的结果，对既有桥梁的安全性进行分析。先对桥梁结构主要构件进行测定，再测定其防水状况，确认无异常后再开展隧道下穿既有桥梁工作。这一过程就是针对既有桥梁的现状进行检测评估的过程。为了确保监测评估的准确性，需要让专业检测技术单位负责该项工作，并以评估报告的方式出具证明。评估报告至少需要从四个方面进行评估：

1)桥梁局部路面状况。针对桥梁局部路面是否存在车辙、破损、开裂现象以及其附属设施的完好程度进行判别[3]。

2)桥梁结构外观情况。针对桥梁结构外观进行查看。渗水、漏筋、混凝土脱落、防水涂料开裂等是常见问题，应注意区分。

3)测定桥梁桥墩混凝土强度。将其结果与设计要求对比，分析对比结果[4]。

4)根据桥梁状态，归类其等级。

表1 复合式衬砌结构参数

2.2 分析隧道施工对桥梁结构安全可能造成的威胁

分析隧道施工对桥梁结构安全影响，主要包括探究隧道工程施工造成的影响范围，并分析出桥梁结构可能遭受的损伤。为此，应该从以下几方面进行分析。第一，分析既有桥梁基础的承载力，并预判既有桥梁可能会产生的纵向或竖向沉降。桥梁的基础的承载力，决定了其支承状况。而影响桥梁的基础的承载力因素很多，可能是桥梁建造形式因素，也可能会受隧道开挖过程中管线保护是否到位而影响。第二，分析既有桥梁的使用功能和主梁承载力。在确定既有桥梁结构之后，针对其基础纵向不均匀沉降进行分析，以免造成严重后果。桥面连续构造复杂，桥面防水层和伸缩装置不仅会危害桥梁横向联系，还会导致桥梁整体性减弱。第三，分析桥面铺装及防水层的受损程度，以免造成行车不便。

2.3 进行桥梁监控、量测，划定桥梁控制指标

桥梁的运营状况是施工调查的重点和难点，更是隧道施工安全保障的基础条件，因此，需要对桥梁进行监控、量测。所谓监控，在于掌握隧道基本内容。所谓量测，在于掌握分析桥梁重点部位的运行状态。为此，需注意以动态观测、全程监测的方式实施监测。桥梁监控量测的内容众多，至少涵盖：1)基础沉降监测，监测对象是旧桥部分结构、新桥部分结构承台；2)承台倾斜；3)路面沉降；4)外观监测，即变形监测，检测对象是混凝土裂缝及支座、伸缩缝等[5]。桥梁控制指标标准的确定，涉及：1)桥梁检测评估报告；2)穿越工程施工中，桥梁结构可能受到的危害预分析报告;3)原桥梁设计综合分析报告。市政管线隧道下穿既有桥梁在技术实施过程中，应满足控制技术指标。以北京市蒲黄榆路热力隧道工程与南三环刘家窑桥斜交工程为例，根据其计算出的桥梁控制指标[6]。

2.4 施工过程中的关键点

既有桥梁结构、地下管线极易受到隧道施工的影响，为了避免这方面的危害，在分析工程实际情况之后，可遵照“管超前、短开挖、强支护、早封闭、严注浆、勤量测”执行。与此同时，为了增强

隧道掌子面的稳定性，减少周围地层的变形，还需要采取恰当的辅助措施。经众多工程实例表明，施工过程中的施工要点包括以下几个方面：第一，超前小导管注浆加固。通过拱部超前小导管注浆加固，有明显的优势，优势一，能够规避隧道开挖时拱部土体的不稳定状况；优势二，能够缩小地层沉降量。第二，隧道开挖，上下台阶法最为合适(见图1)。且在土体开挖施工时，应进行支护并成环。台阶长度，以满足作业空间为基准。第三，增强隧道下穿既有桥梁段的支护刚度。通过增强隧道下穿既有桥梁段的支护刚度，可以避免隧道开挖引起的地层沉降量过大。为此，可以通过以下两种方式增强隧道下穿既有桥梁段的支护刚度，一种方式是加密钢拱架；另一种方式是增设临时支撑点。

3 结语

市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术关系到市政管线隧道的建设，因此，应该引起重视。作为一个极具风险性的工程，市政管线隧道下穿既有桥梁在进行过程中，需要把握好每一个环节，检测评估既有桥梁，预测隧道施工对桥梁结构可能造成的安全威胁，实施桥梁监控量测，这些都不可马虎。在市政管线隧道下穿既有桥梁施工过程中，要着重注意超前小导管注浆加固，隧道开挖方式，增强隧道下穿既有桥梁段的支护刚度以及壁后注浆等施工。

[1] 詹 涛.双线盾构隧道小净距下穿时既有隧道结构的变形数值分析[J].城市轨道交通研究,2015(11):23-29.

[2] 郭彩霞,乔国刚,姜雪强,等.盾构隧道下穿既有桥梁综合控制技术[J].市政技术,2014(5):87-89，93.

[3] 朱江伟.隧道下穿既有运营桥梁条件下与桥梁的相互影响分析及工程应对措施研究[D].西安：西安建筑科技大学,2011.

[4] 宋艳彬,崔 隽,吴金刚,等.市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术研究[J].市政技术,2013(2):88-90.

[5] 桂晓明,汪传智,魏立新.城市近接既有结构的车行隧道关键技术与实践[J].特种结构,2013(2):85-90.

[6] 刘建国,张波路,王加磊.上跨下穿施工对城市轨道交通既有隧道的影响分析[J].城市轨道交通研究,2016(2):92-96.

Critical technologies of municipal pipeline tunnel under-passing existing bridge

Li Yandong

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporation,Taiyuan030002,China)

The paper introduces common municipal pipeline tunnel construction methods, describes critical technologies of municipal pipeline tunnel under-passing existing bridge from aspects of bridge safety detection, structural analysis and monitoring measurement, and summarizes ductile grouting reinforcement, tunnel excavation and support matters, which has accumulated experience for similar engineering construction.

municipal pipeline, tunnel, bridge, ductile, safety detection

1009-6825(2017)01-0178-02

2016-10-29

李彦冬(1979- )，男，工程师

U445

A