李書強

（中鐵十六局集團第二工程有限公司 天津 300162）

1 工程概況

天津市武清區(qū)翠亨路下穿京津城際及京滬鐵路立交工程地處濱海軟土地區(qū)，施工區(qū)域地下水位高，翠亨路立交工程以3孔8.5 m－17 m－8.5 m頂進框構橋形式下穿京滬鐵路?？驑嫎蛴赡舷虮表斶M，就位位置位于京津城際高鐵南側，正對京津城際高鐵翠亨路中橋?？驑嫎蚓臀缓?，橋體前懸臂與京津城際靠近京滬線最近股道的距離為23.14 m。

在京津城際高鐵和京滬鐵路之間，設置了兩道橫向止水帷幕。在兩道止水帷幕京津城際側設置觀測井和回灌井?？驑嫎蚓臀晃恢盟慕菫榉雷o樁。在京滬鐵路北側依次為兩排鉆孔樁，一排由5棵樁組成，為支撐樁，另一排由10棵樁組成，為抗移樁，見圖1。

頂進施工區(qū)域地層巖性從上到下為：素填土、淤泥質黏土（σ0=80 kPa）、粉土（σ0=120 kPa）、黏土（σ0=85 kPa）。框構橋基底位于黏土層上，在框構橋底板中部偏下位置，夾一薄層粉砂層，具有較強的透水性。

2 施工難點分析

消除或最大限度的減小框構橋頂進對臨近高鐵產(chǎn)生的影響是工程的關鍵。臨近運營高鐵頂進施工，要求翠亨路中橋路橋過渡段差異沉降限值定為 1 mm。因而對框構橋降水、開挖和頂進等工序提出了新的要求，其中開挖和降水是影響城際高鐵產(chǎn)生沉降的主要因素。

（1）頂進施工時框構橋前端開挖成槽，隨著頂進的推進，開挖槽體距離京津城際越來越小，開挖槽體形成的卸載作用對臨近的高鐵沉降影響逐漸顯現(xiàn)，尤其是加大路橋過渡段的差異沉降。

圖1 翠亨路立交工程框構橋頂進平面布置圖

（2）框構橋頂進期間，為了減小降水對京津城際的影響，在京滬鐵路與京津城際之間設置兩道橫向止水帷幕，起止水的作用，因此對止水帷幕的止水功能的要求高。為了防止意外情況造成城際側地下水的流失，在止水帷幕京津城際側分別設置了觀測井和回灌井。

（3）框構橋頂進期間，原則上將地下水降至底板下0.5 m處，由于頂進降水開始時間較晚，降水提前時間不足，且在框構橋底板中部偏下位置土體出現(xiàn)薄層透水層，基槽開挖到位后，從左、右兩側有地下水流出。頂進屬于帶水（少量水）頂進，因此，防“扎頭”和防坍塌是頂進施工控制重點。

3 框構橋頂進方案

橋體進入路基后，隨著吃土頂進和挖運土方循環(huán)交替進行，橋體兩側京滬鐵路地下水沿透水層流入基槽中，當開挖后的邊坡土體被地下水浸泡時間較長時，易出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，同時頂進框構橋出現(xiàn)“扎頭”趨勢。針對這一不利狀況，其一是快挖快頂，其二是在無法快速頂進時，底板前端的土體保持原狀，先開挖底板上部土體，將地下水封在透水層中，頂進施工時，再開挖底板以下部分。

框構橋頂進過程同時也是降水過程，普通頂進框構橋一般提前2周降水。但是為了減小降水對京津城際的影響，京滬鐵路南側大口井降水提前框構橋入土9天降水，而北側降水井則在框構橋入土后方開始降水。為防止京滬鐵路路基降水影響到京津城際側地下水位變化，每天安排專人檢查記錄水位變化情況，并根據(jù)變化速率和變化量判斷是否采取回灌等措施。

3.1 預加固路基

框構橋就位位置基底位于黏土層上，軟塑，б0=85 kPa，基底承載力不能滿足б0≥120 kPa的設計要求，為了減小框構橋沉降量，需對京滬鐵路框構橋位置進行基底加固。

從方便頂進作業(yè)、縮短頂進時間、減小對京滬鐵路和京津城際高鐵影響等方面考慮，本工程采用頂前雙液漿（純水泥漿和水玻璃混合液）注漿預加固處理。

3.2 框構橋頂進

根據(jù)框構橋頂進施工時特點不同，頂進施工可分三個階段：空頂階段、框構橋懸臂板吃土頂進階段及懸臂板出土后頂進階段。其中懸臂板吃土頂進是最關鍵的階段，見圖2。

3.2.1 框構橋空頂

橋體在滑板上空頂時，控制的重點是框構橋頂進方向的調整，根據(jù)偏差及時調整，使橋體嚴格按設計軸線進入路基。

3.2.2 框構橋懸臂板吃土頂進

橋體進入路基后，吃土頂進和挖運土方循環(huán)交替進行。當框構橋頂入基坑前端止水帷幕時，為防止框構橋兩側京滬鐵路的路基地下水從被破壞的止水帷幕和框構橋外邊墻之間大量滲流，框構橋前端兩側刃角必須吃土頂進，以保證基坑前端止水帷幕與框構橋之間緊密接觸。

基坑坡道和基坑前端止水帷幕基底由于采用了密排高壓旋噴樁加固處理，當框構橋重心沒出基坑前端止水帷幕前，相當于框構橋仍在堅硬的基底上頂進，只要適當欠挖，框構橋不會出現(xiàn)“扎頭”的現(xiàn)象。當框構橋懸臂板下穿過京滬鐵路路基時，框構橋重心剛剛出止水帷幕1 m左右，在該階段，控制橋體按千分之三的坡度平穩(wěn)前進。

隨著開挖頂進的持續(xù)進行，開挖的基槽距離京津高鐵越來越近，基槽卸載作用對城際高鐵的影響越來越明顯。為減小影響，基槽開挖寬度下口以80 cm為宜，不要超過1 m，上口以1 m為宜。根據(jù)黏性土和粉土粘結力較強的特點，橋體前端邊坡以1︰0.7坡度為宜，邊坡坡面需修整平順，避免出現(xiàn)較大凸起，出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

京滬鐵路運營非常繁忙，每天都有固定的三個時段，持續(xù)時間約 2 h，三股道因列車通行密度太大而無法頂進施工，已開挖完畢的基槽較長時間的經(jīng)地下水浸泡，前端邊坡出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。針對這種現(xiàn)象，當臨近運營高峰時，框構橋底板前端頂在原狀土上，橋體前方土體向下開挖至地板頂面便不再開挖，底板頂面以下土體保持原狀，使粉土層將地下水封在透水層中。同時放緩了邊坡坡度，增強了邊坡穩(wěn)定性?；子捎诮?jīng)過注漿加固，地下水無法向下滲透，破壞基底承載力。當可以頂進時，開挖底板前方土體，并修正邊坡坡度，迅速完成橋體頂進準備。

3.2.3 懸臂板出土后頂進

懸臂板穿過路基土時，京滬上行、京滬下行和京滬Ⅲ線已經(jīng)完全坐落在框構橋上，頂程還剩約10 m，頂進施工中最危險的階段過去了。同時土體開挖高度越來越小，開挖進尺可以適當加寬。由于框構橋重心已滑出堅硬的基底，該階段框構橋易出現(xiàn)“扎頭”現(xiàn)象。根據(jù)每次頂進后的高程變化，調整底板吃土厚度，以吃土頂進來避免出現(xiàn)“扎頭”。

3.2.4 糾偏與防“扎頭”措施

（1）軸線偏差控制

當橋體出現(xiàn)左、右偏差后，在頂進中實行動態(tài)跟蹤監(jiān)測，結合實際偏差，通過調整軸線兩側頂力以及調節(jié)左右兩側的挖土量實現(xiàn)糾偏，逐漸矯正歸位［3］。

動態(tài)跟蹤監(jiān)測是指在框構橋右跨軸線的前端和后端分別放置一個自制測量跟蹤靶，自制測量跟蹤靶由三腳架、垂球和自制木格尺組成，見圖3自制測量跟蹤靶，垂球懸掛在三腳架上，并指向右跨中線，木格尺中心讀數(shù)為零，向兩端讀數(shù)逐漸變大，固定到三角架的兩條腿上，與垂線及右跨軸線分別垂直，頂進前，將零刻度與垂線重合。在頂進過程中，通過全站儀或經(jīng)緯儀讀取垂線位置的木格尺讀數(shù)，即為前、后端的偏差數(shù)據(jù)。通過對講機，通知油泵管理員，在頂進過程中同步調節(jié)頂鎬油壓，糾偏效果非常理想。

（2）高低偏差控制

為防止頂進時扎頭，橋體預制時在底板前端設置加長的鋼刃角，再加上底板設置的船頭坡，預防扎頭的產(chǎn)生［4］。

偏高時應向下調整底刃角的角度或前端超挖略低于底板，逐漸調整歸位。當因挖土寬度不夠，或側刃角切土過多而造成底部切土量過大而抬高橋體時，應按斷面挖土到位，減小側刃角切土量，及時清除塌落土方。

偏低時，增加底刃角向上翹的角度；增大側刃角的上部切土量；加大船頭坡的吃土量；將施工機械停在橋體后端臨時配重。

每頂一鎬，底板前端高程的變化量不得超過1厘米，如超限，應分析原因并及時采取相應措施。

3.3 框構橋頂進對京津城際高鐵的影響和控制

框構橋頂進對高鐵的影響因素有兩個方面：由于京滬鐵路降水，線間止水帷幕滲漏造成城際高鐵地下水的流失和每次開挖土體的卸載。地下水位的變化是引起路基及橋梁沉降的重要因素，因此，對城際高鐵地下水位的監(jiān)測是本次監(jiān)測的重點。而觀測井水位變化反應了城際高鐵地下水水位變化，在框構橋頂進施工過程中，本項目采用自動化振弦式滲壓計對觀測井水位變化情況進行實時監(jiān)控［5］。

當出現(xiàn)日水位下降量大于300 mm或累計水位下降量大于600 mm時，則利用回灌井進行補充地下水，同時利用觀察井的位置判斷止水帷幕出現(xiàn)滲漏的位置，利用注漿機械壓注雙液漿對止水帷幕進行堵漏。

土體開挖控制就是控制每次的開挖進尺和開挖體積。

3.4 后補底板及刃角施工

框構橋頂進就位，降水井停止降水，開挖框構橋前端土體，將底板和刃角補齊。由于原設計沒考慮到后補底板兩側擋水問題，我們將原止水帷幕方案作了局部調整。

首先將框構橋前端左右兩側的支護樁位置作了移動，靠近框構橋的支護樁移到了頂橋底板內側。其次，在橋體前端兩側各增加了一道小止水帷幕。再次，當橋體頂進就位后，在框構橋四角壓注雙液漿，在橋體四角邊墻與鄰近支護樁之間形成止水帷幕。這一套流程走完，后補底板和刃角側面的地下水便止住了。

3.4.1 后補底板施工

后補底板混凝土在凝固過程中產(chǎn)生收縮徐變，地下水沿施工縫冒出來，對此采用遇水膨脹橡膠止水條止水，首先在框構橋底板前端面人工鑿出兩條平順縱向凹槽，將橡膠止水條粘貼到平滑窄條上并固定牢固，澆筑后補底板混凝土。從實際效果來看，該施工縫處止水處止水效果非常好，沒有出現(xiàn)從下向上的滲流現(xiàn)象。

3.4.2 后補刃角施工

預制框構橋頂板及上刃角澆筑時，將Φ 10cmPVC管放置到邊墻上刃角前端，PVC管下端用防水膠帶將管口封緊，并與上刃角的底端模板嚴密結合，與鋼筋固定在一起，上端露出橋體頂板頂面約5 cm左右，見圖4。

當灌注下刃角下部混凝土時，混凝土輸送泵通過下刃角上部灌注混凝土并振搗；當灌注下刃角上部混凝土時，先支立加固封堵下刃角上部模板，從橋體頂部灌注混凝土，并通過模板外進行振搗。

4 結語

臨近運營高鐵頂進施工，在我國是第一例，本框構橋頂進是非常成功的，一是京津城際最大差異沉降累計0.329 mm，小于北京鐵路局1 mm要求，保證了京津城際高鐵和京滬鐵路的安全運營；二是頂進偏差都極小，尤其是左右偏差為零；三是解決了帶水頂進的難題。

[1]中華人民共和國鐵道部.鐵建設[2010]2141號高速鐵路路基工程施工技術指南[S].北京:中國鐵道出版社,2011

[2]余彬泉,陳傳燦.頂涵施工技術[M].上海:人民交通出版社,1997

[3]馮衛(wèi)星,王克麗.地道橋設計與施工[M].石家莊:河北科學技術出版社,1999

[4]黃學寧.頂進箱涵時扎頭的預防和糾正[J].鐵道建筑,2005(2):18～20

[5]梁衛(wèi)東,張俊平,張耀等.深基坑工程中地下水問題的研究[J].施工技術,2005,34(6):60～61