張金冰

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市交通壓力的日益加大，由于受地形地質(zhì)條件的制約，出現(xiàn)了大量的地鐵隧道下穿高速公路的現(xiàn)象，隧道下穿既有高速公路成為近年來(lái)的一種常見(jiàn)形式，而隧道頂部覆蓋層較薄，路基填筑材料穩(wěn)定性差，極易產(chǎn)生較大的變形，甚至失穩(wěn)，將對(duì)隧道施工與高速公路運(yùn)營(yíng)造成安全影響，需要采取有效的工程措施，以減小隧道施工對(duì)路基的擾動(dòng)。如何安全有效地控制或者減小隧道施工對(duì)高速公路路基的擾動(dòng)，將路基沉降變形控制在安全范圍以內(nèi)，具有十分重要的意義，因此急需合理地研究下穿隧道施工對(duì)高速公路路基變形控制措施。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)隧道;高速路基;注漿加固;穩(wěn)定性

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的高速公路建設(shè)也獲得了快速的發(fā)展。公路的存在不僅使得全國(guó)各地的交通更加方便，促進(jìn)了運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，也推動(dòng)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以高速公路的建設(shè)質(zhì)量很重要，這關(guān)乎著交通運(yùn)輸業(yè)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但對(duì)高速公路來(lái)說(shuō)，施工不當(dāng)便會(huì)出現(xiàn)路基沉降現(xiàn)象。路基沉降的出現(xiàn)不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響到人身安全。因此在高速公路施工過(guò)程中，務(wù)必要做好相關(guān)的控制技術(shù)，才能盡量避免路基沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

一、地鐵隧道盾構(gòu)法施工的特點(diǎn)

（一）安全性較高

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，地鐵盾構(gòu)施工的安全系數(shù)較高，因?yàn)槭┕さ攸c(diǎn)大多數(shù)都是在地下，很容易受到地質(zhì)及季節(jié)變化的影響，而地鐵盾構(gòu)施工，能夠隨時(shí)隨地的進(jìn)行盾構(gòu)施工，因此不會(huì)受到各種因素的影響，其安全系數(shù)非常高。此外，地鐵盾構(gòu)施工還能夠避免對(duì)現(xiàn)有城市道路的開(kāi)挖，從而保證了施工的速度。

（二）工作效率較高

隨著我國(guó)在地鐵盾構(gòu)技術(shù)方面的不斷發(fā)展，目前地鐵盾構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用設(shè)備也在不斷的發(fā)展，其科學(xué)先進(jìn)程度不斷提高，使得在盾構(gòu)施工過(guò)程中，能夠一次性的進(jìn)行隧道開(kāi)挖、支護(hù)、出土、襯砌等工作，從而提高了地鐵隧道施工的速度。

（三）產(chǎn)生危害較小

地鐵隧道施工的工作面非常有限，并且施工地點(diǎn)還是在離地面有一定距離的地下進(jìn)行，傳統(tǒng)的施工方法對(duì)城市發(fā)展影響較大。而盾構(gòu)施工方法因?yàn)槠錂C(jī)械設(shè)備能夠在地下組裝，從而對(duì)地面建筑的影響非常小，因此其施工的危害性非常小。

（四）經(jīng)濟(jì)性更佳

因?yàn)槲覈?guó)城市區(qū)域分布較廣，因此每一個(gè)城市的地質(zhì)條件都存在一定的差異，而盾構(gòu)施工無(wú)論是針對(duì)哪種地質(zhì)條件，其都能夠很好的適應(yīng)，因此其在所有的地鐵隧道施工中的經(jīng)濟(jì)性最佳，隨著其技術(shù)的不斷完善，值得我們?cè)诘罔F建設(shè)中進(jìn)行推廣。

二、下穿高速橋風(fēng)險(xiǎn)防控措施

（一）施工組織要求

1、盾構(gòu)下穿高速公路橋前，應(yīng)對(duì)既有橋梁做全面評(píng)估，并提出橋梁允許變形值及警戒值，施工中應(yīng)建立嚴(yán)密的施工監(jiān)測(cè)體系。

2、穿越施工前應(yīng)做好施工組織方案，建立盾構(gòu)試驗(yàn)段，結(jié)合試驗(yàn)段掘進(jìn)相關(guān)數(shù)據(jù)，分析制訂合理的掘進(jìn)參數(shù)，包括掘進(jìn)速度、土倉(cāng)壓力、盾構(gòu)姿態(tài)、同步注漿量、出土量等。

3、合理安排盾構(gòu)推進(jìn)順序，采用2臺(tái)土壓平衡盾構(gòu)機(jī)相繼從任家莊站始發(fā)，向王府莊站掘進(jìn)。左、右線盾構(gòu)始發(fā)時(shí)間間隔1個(gè)月或間距達(dá)到100m以上，以減少對(duì)地層的疊加擾動(dòng)。

4、穿越前進(jìn)行以下準(zhǔn)備工作。

（1）在盾構(gòu)到達(dá)橋30m界限前，檢查刀具磨損量，有磨損立即更換滾刀。

（2）確保管片防水和拼裝質(zhì)量。

（3）選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的盾尾油脂。

（4）合理安排施工工序，安排專人負(fù)責(zé)掘進(jìn)出土與管片拼裝等主要工序，盡量縮短測(cè)量、管片、渣土車等待時(shí)間，從而提高運(yùn)輸效率，維持作業(yè)面連續(xù)施工，加快管片拼裝作業(yè)。

（二） 盾構(gòu)掘進(jìn)控制

1、盾構(gòu)下穿高速公路橋前100 m作為試驗(yàn)段，總結(jié)分析掘進(jìn)參數(shù)，制訂合理的掘進(jìn)參數(shù)控制范圍，一般將推進(jìn)速度降低至10～30 mm/min，并保證推進(jìn)速度的勻速性，出土量控制在45～50 m3/環(huán)，土倉(cāng)壓力設(shè)定為0.2 MPa，浮動(dòng)量控制在±0.05MPa。

2、同步注漿采用注漿量和注漿壓力雙控，一般控制注漿填充率為150%～250%，注漿壓力為0.2～0.3 MPa，以確保同步注漿填充飽滿管片建筑空隙。管片脫離盾尾5～10環(huán)時(shí)對(duì)管片進(jìn)行二次補(bǔ)強(qiáng)注漿，注漿量可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)資料動(dòng)態(tài)調(diào)整，加固長(zhǎng)度為穿越段影響范圍45m，加固范圍為管片外2m。

3、盾構(gòu)穿越樁基過(guò)程中，應(yīng)加大開(kāi)挖面泡沫注入量，改

善開(kāi)挖面土體和易性，防止泥餅，減少對(duì)前方土體的擠壓作用;

同時(shí)增加刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，控制油缸推進(jìn)力，減小盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中

對(duì)側(cè)面土體的剪切擠壓作用。

（三） 施工監(jiān)測(cè)控制

1、盾構(gòu)穿越施工過(guò)程中，對(duì)隧道、地表及橋梁進(jìn)行系統(tǒng)全面的跟蹤測(cè)量，實(shí)行信息化施工。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析與反饋，及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)施工參數(shù)，保持盾構(gòu)開(kāi)挖掌子面穩(wěn)定，減少地層損失，并根據(jù)監(jiān)測(cè)變形情況進(jìn)行袖閥管跟蹤注漿。

2、當(dāng)遇到下列情況時(shí)，應(yīng)暫停施工并根據(jù)具體情況制訂控制措施。

（1）當(dāng)?shù)乇沓两抵党^(guò)30mm，地表隆起值超過(guò)10mm時(shí)。

（2）當(dāng)橋樁單墩沉降超過(guò)20mm時(shí)。

（3）當(dāng)路基沉降超過(guò)20mm或沉降變化速率超過(guò)3mm/d時(shí)。

（4）當(dāng)隧道掌子面施工通過(guò)1倍洞徑，地表沉降變化速率超過(guò)3mm/d，且仍持續(xù)增加時(shí)。

（四） 應(yīng)急預(yù)案

穿越施工過(guò)程中，當(dāng)高速公路橋樁及路基沉降達(dá)到預(yù)警值時(shí)，應(yīng)根據(jù)情況及時(shí)啟動(dòng)相關(guān)應(yīng)急預(yù)案。

1、隧道內(nèi)應(yīng)急措施。立即停止盾構(gòu)掘進(jìn)，并保持土倉(cāng)壓力，有效控制橋樁沉降，同時(shí)進(jìn)行洞內(nèi)多次補(bǔ)償注漿。

2、通過(guò)預(yù)埋在區(qū)間與橋樁間的袖閥管對(duì)地層進(jìn)行補(bǔ)償注漿，處理完成待地表與樁基沉降穩(wěn)定后，盾構(gòu)機(jī)方可繼續(xù)掘進(jìn)。

3、對(duì)已拼裝成形的盾構(gòu)隧道，在沉降區(qū)內(nèi)進(jìn)行管片背后補(bǔ)注漿，在此期間提高監(jiān)測(cè)的頻率，及時(shí)繪制變形曲線圖，加強(qiáng)與上級(jí)單位和公路部門(mén)的溝通，以便根據(jù)變形發(fā)展情況采取相應(yīng)措施。

4、施工時(shí)還應(yīng)準(zhǔn)備好足夠的搶險(xiǎn)物資及設(shè)備，如發(fā)泡聚氨脂、盾尾油脂等，并成立行之有效的應(yīng)急機(jī)構(gòu)。

三、盾構(gòu)穿越路基基礎(chǔ)施工時(shí)注意事項(xiàng)

（一）橋梁樁基表型防護(hù)措施

橋梁樁基表型防護(hù)，必須要合理掌控橋梁樁基變形策略，合理應(yīng)用各種手段，強(qiáng)化指數(shù)的改善。在施工初期，工作人員需要依據(jù)自身閱歷與工作經(jīng)驗(yàn)，合理挑選施工指數(shù)，正確改善工程開(kāi)展情況。在施工過(guò)程中，要依據(jù)實(shí)際的變形情況，改善盾構(gòu)機(jī)械設(shè)備指數(shù)，降低其對(duì)附近橋梁樁基的干擾。橋梁樁基表型防護(hù)措施主要包括：掌控挖掘面，這也是地鐵隧道施工中的核心步驟，此階段需要采取有效措施，將土壓值與工作壓力維持在一定的范圍內(nèi)。不管土壓值過(guò)大還是過(guò)小，均會(huì)影響隧道施工。

（二）盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作

在地鐵盾構(gòu)施工中，對(duì)鄰近橋墩的影響較大，因此必須要深入分析橋墩掘進(jìn)施工得到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算、分析地層沉降數(shù)據(jù)。在實(shí)際工程案例基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)案例，計(jì)算出鄰近橋梁的累計(jì)沉降量，合理安排相應(yīng)的工作。就實(shí)際情況而言，在地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程中，只有強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作，完善管理制度，更新管理理念，才可確保地鐵盾構(gòu)施工工作的有序開(kāi)展。

四、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，高速公路路基沉降的施工質(zhì)量控制需要我們切實(shí)做好沉降觀測(cè)工作，結(jié)合沉降觀測(cè)的結(jié)果，采取針對(duì)性的方案加強(qiáng)對(duì)其的處理，才能更好地將不均勻的沉降降到最低，有效的確保施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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