盾构下穿立交群沉降控制技术

张哲宁 祁海峰

(中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041)

0 引言

随着国内地铁建设步伐的加快，盾构法作为一种修建地铁区间隧道安全、快速、对周边影响小、较高适应性的施工方法，被广泛采用。在实际盾构施工掘进中，盾构下穿市政立交群的情况时有发生，针对盾构下穿大型立交桥的安全控制技术进行总结，以期对今后类似工程施工提供借鉴。

1 工程概况

成都地铁4号线万年场站—东三环站区间在里程YDK39+250～YDK39+620,ZDK39+258～ZDK39+630范围内下穿三环路十陵立交桥，该大型立交桥共有3层立体交叉线路，盾构掘进方向与上跨桥长边方向平行,上跨桥为8跨简支板桥，桥板为预制先张空心板，跨径20 m。基础为桩基础，桩径为1.8 m。立交桥桩基础按端承桩设计，右线区间隧道管片外边缘与桩基础外边缘水平最小净距约为1.4 m。全桥跨既有十陵立交跨线桥及三环路均采用钢箱梁结构，其余部位均采用预应力混凝土连续箱梁。盾构下穿立交桥部位隧道覆土厚度约10.8 m～14.2 m，主要穿越⑤-1-2强风化泥岩和⑤-1-3中风化泥岩地层。

2 沉降控制技术

盾构通过引起隧道周围土体扰动，可能会造成桥体产生有害性沉降和位移变形。为保障桥梁及道路安全，盾构通过桥墩时必须采取严格有效的措施，避免桥墩沉降、位移。

2.1 掘进控制

在盾构通过时，必须要做好掘进控制，采用控制性掘进措施平稳通过。

1)盾构隧道通过三环路十陵立交桥桥台时，左右线ZDK39+615～ZDK39+635,YDK39+600～YDK39+620段采用C型配筋的加强管片。提前预备好穿越时采用的C型加强管片。

2)盾构将要进入该段前，必须提前调整好各类参数，调整好渣土流态，建立良好的土压平衡状态。

3)进入该段进行盾构掘进时，必须严格控制好出渣量，严格进行渣土方量和渣土称重比对。对左右线ZDK39+615～ZDK39+635,YDK39+600～YDK39+620段采用吊装孔及增设注浆孔对隧道周边地层进行同步注浆加固，注浆加固范围为管片四周2 m。并选点进行洞内二次补浆、分次补浆。

4)掘进中参数调整要及时，做好掘进状态与地层产状相匹配。控制刀盘低转速、保持均匀出渣，尽量减少对地层的各类扰动。

5)盾构机通过时由地面注浆管进行补浆。

6)做好各类监测、测量工作。施工期间实行全天候24 h不间断监测，控制好桥体及周边地面的变化情况，及时掌握地层动态，反馈施工。

7)配备各类通讯措施，保持好洞内和地面的良好沟通，确保指令和各类反馈信息畅通无阻。

8)盾构通过三环路十陵立交桥时，隧道开挖断面基本位于③-2-1黏土、⑤-1-1全风化泥岩、⑤-1-2强风化泥岩地层中，隧道埋深为10.8 m～14.2 m，结合本区段内地质水文情况及以往施工经验，盾构机在下穿三环路十陵立交桥时，施工参数如表1所示。

表1 盾构掘进参数表

2.2 后期加固补强

1)掘进顺利通过后，根据施工记录和监测资料，利用在管片上增设的注浆孔、预埋注浆管对桥基础进行洞内跟踪注浆加固。必要时，进行地面注浆加固。加固时，继续做好相应监测和信息反馈工作。

2)洞内后期补注浆施工将实行洞内深层次注浆，可有效防止墩体沉降。施工拟采用顶管注浆法施作。

2.3 布置监测点

进入桥梁范围前后15 m增布监测点。沿隧道中线每5 m布置一个监测点,在每个监测点左右各5 m再布设两个监测点。对施工影响范围内的每个桥墩墩身增设沉降监测点，施工前对各桥墩及地面现状做详细记录，施工期间加强监测，数据对比，指导施工。

2.4 前期基础加固

如监测值超过设计控制值，需针对桥墩基础为门形并排桩基础、盾构从并排桩中间下穿的特点进行前期地层深层注浆加固，确保桥墩基础牢固，增强桥梁自稳性。

注浆地段基本均处于三环路十陵立交桥内外侧绿化带内，注浆前做好施工期间围蔽，对桥墩范围内实行分期围蔽、分批加固。

加固采用φ50 mm袖阀管注浆，对盾构下穿的并排桩基础四周进行预注浆加固。注浆固结区域参考设计建议，沿桩基础四周方向不小于2 m；沿桩基础深度方向为10 m，注浆范围为隧道顶标高以上2 m到隧道底标高以下2 m。注浆将严格遵循饱和注浆原则，注浆压力一般控制在0.3 MPa～0.4 MPa之间，注浆量为12 L/min～15 L/min，不达标不停注，切实加固好范围内潜在的松散、软弱地层，确保注浆加固饱满。

注浆前，清理平整场地，清除地下障碍物，按方案测定桩位后就位。钻机就位后按以下工序实行注浆作业：

1)钻孔：孔径为80 mm，钻孔采用回转钻机，孔距3.0 m，钻孔深度为地面下至盾构通过面中心处高度，成孔检验合格后钻机移至下一桩位。

2)插入袖阀管：袖阀管采用内径50 mm的塑料管，每隔30 cm钻一组射浆孔，外包橡皮套，插入钻孔，管端封闭，管内充满水下管。为使套壳料的厚度均匀，尽量使袖阀管置于钻孔的中心。

3)浇筑套壳料:套壳料为泥浆，要求收缩性小，脆性较高，早期强度高。套壳料的作用是封闭袖阀管与钻孔壁之间的环状空间，防止灌浆时浆液流窜，套壳在规定的灌浆段范围内受到破碎而开环，使灌浆浆液在一个灌浆段范围内进入地层。

4)灌浆：待套壳料有一定强度后，在袖阀管内放入带双塞的灌浆芯管进行分段灌浆。采用水泥单浆液，水灰比为1.05。每段注浆时，首先加大压力使浆液顶开橡皮管，挤破套壳料，即开环，然后浆液再进入地层。

灌浆初期，可先凭经验预估的压力灌浆，然后根据吸浆情况以及对地表的观察，视有无冒浆或抬动变形情况，再做压力调整。灌浆的施工机具采用专用灌浆泵。

3 结语

总结、分析盾构掘进前对立交桥桩基进行袖阀管注浆预加固及工后补注浆加固；在管片上增设注浆孔，盾构掘进过程中进行同步注浆，盾构通过后进行二次注浆，注浆范围为管片周围2 m；管片采用加强型管片；施工全过程实行信息化监测，根据监测结果，及时调整掘进参数，通过以上措施进行沉降控制，该大型立交桥桩基沉降最大值为-0.6 mm，穿越方法其他工程借鉴。