盾构近距侧穿既有桥桩施工技术研究

杨 洲

（中建八局轨道交通建设有限公司，辽宁 沈阳 110000）

研究盾构机侧穿既有桥桩施工技术对于采用盾构法在城市中建设管廊隧道有着重要的意义，文章以沈阳市地下综合管廊工程盾构侧穿既有桥桩为例，通过阐述注浆加固技术和盾构自身控制要点分析了盾构侧穿既有桥桩关键技术。

1 简介

1.1 工程概况

沈阳市某地下综合管廊工程D1～D2区间，盾构管廊在右K0+740～右K0+785处下穿和平桥。和平桥是沈阳市重点机动车通行桥，车流量大，盾构施工组织、参数控制、应急准备难度大。和平桥为三跨连续桥梁，总跨度为38～41 m，桥宽42 m，基础采用钻孔灌注桩 （摩擦桩），其中，桥墩桩桩径1.2 m，桩长20 m；桥台桩桩径1.2 m，桩长12 m。盾构侧下穿桥桩，盾构外皮与桥台桩最近点约为2.1 m，盾构机上方管线群复杂，管线交汇重叠，涉及燃气、供水、供电、通讯、交通信号、架空线等，为一级环境风险工程。

1.2 水文地质条件

沈阳市某地下综合管廊东西贯穿浑河冲洪积扇。整个区段内没有明显、连续的厚层隔水层，地下水类型为第四系松散岩类孔隙潜水。盾构区间地层主要由第四系全新统和上更新统黏性土、砂类土及碎石类土组成。盾构区间隧道施工范围内所处地层主要由圆砾层、砾砂层及粉细砂层组成，地质软硬不均。地下水稳定水位埋深为6.5～9.3 m，地下水位高，透水性强，过河段地层主要以富水砾砂为主。

2 采取的技术措施

2.1 盾构掘进自身控制

（1） 设试验段。因盾构施工对周边土层影响程度受控因素太多，如左上土仓压力、推进速度、总推力、出土量、注浆量和注浆压力等盾构参数，在侧穿既有桥桩之前设置试验段，试验段长度为50～100 m。总结盾构掘进试验段的参数，并进行优化使盾构侧穿既有桥桩时保持良好的推进参数。

（2） 严控姿态。在侧穿既有桥桩时盾构机应均衡匀速推进施工，减少刀盘对土体的扰动，在掘进过程中，要派专人负责观察桥梁的监控量测变化情况。因侧穿既有桥桩段为直线段，掘进时严格的线形控制和姿态控制，以避免对土体的超挖和扰动。

（3） 确保注浆。严格控制同步注浆量和浆液质量，在盾构推进时增大同步注浆量填补空隙，重点对隧道拱部及邻近桥桩范围进行二次注浆，确保二次注浆的注浆量及注浆压力，每隔5环采用水泥—水玻璃双液浆做止水环，采用地面补压浆或地面跟踪补压浆进行补救。

（4） 快拼装。快速拼装管片，减少盾构停留时间，在隧道开挖过程中洞身围岩塑性区的发展是具有一定滞后性的，通过快速的完成管片拼装的方式来减少盾构在通过既有桥桩范围内停留的时间，从而减少地层变形。

（5） 预防停机。盾构穿越前对盾构机进行全面检修，使盾构机各系统都能正常运行，确保刀盘上泡沫管的畅通、盾尾刷良好的密封性、同步注浆管的畅通。同时必须保证刀盘刀具的合理配置和完好性，避免在该区段内停机换刀，以最好的状态侧穿既有桥桩。

（6） 加强监测。盾构穿越过程中，加强监控量测的数量及频率，对施工过程进行实时监控，根据监测测数据及时调整盾构掘进参数，加强对桥面、桥墩的沉降及倾斜观测，当监控量测达到黄色预警时，及时对桥梁采取临时支顶措施。

2.2 地面注浆加固技术

（1） 盾构左线与和平桥采用隔离桩防护，隔离桩采用φ800@1400，C30商混，钢筋为φ10HPB300级钢筋、φ16φ18HRB400级钢筋，钢筋笼主筋保护层为70 mm，主筋采用搭接焊。

（2） 桥台及桥墩桩间及四周外扩3 m范围采用旋喷桩加固，旋喷桩采用φ550@500双重管工艺，相邻桩间咬合为50 mm。浆液采用水泥浆，加固深度根据现场实测确定，实桩长度12 m，确保加固后能使被加固范围内的土体连成一个整体。

（3） 旋喷桩无操作空间则采用袖阀管注浆加固，袖阀管注浆孔间距为1 m×1 m梅花形布置，注浆压力宜控制在0.2～0.5 MPa，注浆速度7～10 L/min，浆液采用水泥浆，水灰比0.8～1.0，单浆液初凝时间控制在20～30 min，确保加固后能使加固范围内的土体连成一个整体。

（4） 注浆结束7 d后进行注浆检验，当检验点不合格时，要对不合格的区域重复注浆加固。

（5） 加固施工前，需用围挡对施工范围采取严格保护措施，减少施工对周围的影响。在盾构侧穿既有桥桩区域内，桥面的宽度方向两侧各外扩3 m范围内为加固区，桥台与桥墩两侧外扩3 m为加固区，加固范围47 200 m×17 800 m。和平桥加固范围示意图如图1所示，综合管廊下穿和平桥关系剖面图如图2所示。

图1 和平桥加固范围示意图

图2 综合管廊下穿和平桥关系剖面图

3 结语

通过对盾构机自身推进参数优化技术和注浆加固技术，有效控制地表管线的沉降控制，较少未知风险的发生，盾构机顺利通过一级环境风险源，未对地面交通产生影响，地面沉降在可控范围内，为后续此类施工提供可借鉴方案。