主动支护技术在隧道穿越既有桥梁中应用

文/段琼琼,湖南省第六工程有限公司

【作者简介】段琼琼（1981—），女，工程师，本科，主要从事施工工作。

主动支护技术在隧道穿越既有桥梁中应用

文/段琼琼,湖南省第六工程有限公司

在隧道穿越既有桥梁施工中，采取主动支护技术对于确保桥梁结构安全具有重要的作用。本文主要提出了隧道穿越既有桥梁中应用的同步顶升主动支护技术和注浆加固技术。

注浆；加固；同步顶升；隧道；既有桥梁

引言

隧道穿越既有桥梁施工，如果采取的施工技术和方法不当，轻则会导致桥梁出现裂缝等病害；严重的还会导致桥梁结构安全性受到影响，导致桥梁损坏和坍塌。所以在这种情况下必须采取有效的支护技术，尽量的降低隧道施工对既有桥梁的影响。采取主动支护技术能够确保桥梁处于正常使用的状态，进而确保既有桥梁结构的安全和稳定。

1 主动支护技术的提出

随着我国经济的发展，隧道工程建设规模逐渐扩大，但是在隧道开挖施工中对既有建筑物会产生一定的影响，导致对建筑物的安全以及人们的正常工作和生活产生很大的影响。隧道施工不可避免的会遇到需要穿越既有桥梁的情况，隧道施工不可避免的会对桥梁承载力产生影响，进而造成桥梁上部结构出现附加应力，不但会导致桥梁结构安全及其正常使用受到影响，还会导致对隧道施工产生严重的影响，为确保桥梁结构的安全性，主动支护技术应运而生。

2 隧道穿越既有桥梁的主动支护技术

2.1 同步顶升技术

同步顶升技术指的就是利用顶升控制系统，在隧道穿越桥梁之前对实现对桥体的主动支护。主要做法就是在桥墩的周围进行临时支座的设置，之后采用液压千斤顶对桥体进行同步顶升，对桥梁上部结构的沉降量进行科学的控制。根据预测得到的情况，利用同步顶升对桥梁上部结构原本的形式进行恢复，进而实现控制和补偿桥梁上部结构沉降的目的。其中支护的最佳时间是以隧道开挖对桥梁桩基产生的影响为基础，结合现场实际情况，结合数值模拟计算结果，对隧道穿越前后桥梁可能产生的沉降量进行预测，并在此基础上得出主动支护的最好的时间。在主动支护设计和施工中，只有确保各参数的准确和科学性，才能够确保得到较好的支护效果，具体参数如下所示：

（1）顶升位置。顶升位置的确定需要按照实际情况进行确定，结合桥梁的结构型式以及桥梁的荷载情况等，一旦顶升位置出现错误，就可能会导致因为受力的问题造成被千斤顶顶裂的情况。为确保顶升位置的准确性，还需要结合桥梁设计图纸进行相关计算。

（2）顶升力的大小。顶升力的大小与顶升位置确定的方法相同，也需要结合桥梁结构和荷载情况进行确定可以将顶升力分成最大和最小限制，其中最小限制应该确保能够桥梁刚好被顶升，随着顶升力的不断的加大，桥梁结构的支座反力随之降低，如果超过最大限制，那么桥梁混凝土结构就会被顶裂，导致桥梁结构受到损伤。

（3）顶升量的大小。顶升量的大小指的是千斤顶需要顶升的总量，需要结合桥梁的实际情况、预测沉降量以及允许的变形量等对其进行确定。

2.2 土体注浆加固

该主动支护技术主要是将各种类型的能够产生固化的浆液利用注浆管注入到需要加固的土体中，实现对地基土的物理力学性质的改善，进而起到对土体进行固结的作用。

隧道穿越既有桥梁施工中，在隧道开挖到靠近桥梁下部结构或者桩基时，可以在桩基的底部以及四周的合理的范围中的土体进行逐渐加固施工，进而确保桥梁桩基的稳定性。注浆加固示意图见图1：

图1 注浆加固示意图

2.3 顶升过程控制要点

2.3.1 安全控制

由于在顶升施工中各类因素的影响，导致在顶升过程中可能会出现不均匀情况的产生，为了避免桥梁出现滑移的情况，确保整个顶升过程的安全性，必须结合实际情况选择合理的限位措施。为了实现同步顶升，需要自动调整液压缸的压力，进而确保能够适应来自上部的荷载。

2.3.2 桥梁同步顶升的临时钢垫块支撑设计

分级顶升是顶升过程中常用的方法和手段，每一级顶升的最大位移应当严格的控制在一毫米以内，其速度需要控制在每米三分钟以内。在锁定千斤顶之后，通常需要安装钢垫块，将其作为辅助支撑，避免突发情况的出现。如可以采用螺杆式千斤顶作为辅助支撑。

2.3.3 各施力点顶升力的有效传递

因为千斤顶具有比较大的顶升力，各施力点的反力必须能够实现有效并且安全的传递到下部结构，同时还不能够对桥梁结构造成损坏，因而必须采取有效的措施。

3 案例分析

某桥梁全长为317m，因为该地区地铁建设的需要，在桥梁3#和4#两个墩位之间需要进隧道穿越施工。因为隧道施工期间会对桥梁的结构和安全产生影响，所以必须采取有效的主动支护技术，对其安全进行保证。主要做法就是在桥梁墩柱的四周设置临时围挡，在支架钢管立柱附件开挖到承台表面，对主梁进行同步顶升，对顶升系统的安全性进行确保。在沉降稳定之后，就能够将顶升设备拆除。通过对现场的动态监测和后期的监测发现，该桥梁在地铁穿越施工中和施工之后，桥梁结构没有受到隧道施工的影响。

4 结语

综上所述，在隧道穿越既有桥梁施工中，采取有效的主动支护技术至关重要，主要有同步顶升技术和注浆加固技术，其中同步顶升技术具有操作简单、对施工影响小以及费用低等特点应用广泛。目前该技术已经在多项工程中得到了成功的应用。

[1]李彦冬.市政管线隧道下穿既有桥梁关键技术研究[J].山西建筑,2017, 43(1):178-179.

【作者简介】段琼琼（1981—），女，工程师，本科，主要从事施工工作。