盾构隧道下穿既有桥梁施工技术

张雄波

摘 要：根据地铁的施工来对盾构隧道下穿既有桥梁的施工的技术问题进行探讨，在进行工程的施工的时候，需要运用土体的改良技术，盾构的控制技术的应用，以及要进行辅助的加固，进行停机保护技术的应用，在现场的检测的管理之下，进行技术的验证，施工技术的提高，对于施工的质量与安全十分重要。

关键词：盾构隧道；既有桥梁；技术；施工要点

随着我国经济与城市化的发展，交通的压力越来越大，为了缓解交通压力，地铁的建设是一个很好的解决办法。但是在地铁规划与施工的时候，会遇到以前的道路的桥梁，所以地铁要穿过这些既有桥梁就有需要有技术上的支持。如果施工的时候技术不到位，就会导致地层出现变形的问题，对桥梁的安全性产生影响。1 施工的要点

随着我们对于建筑行业的理解，我们发现盾构技术已经成为了我们在日常的施工之中必不可少的一部分，所以我们需要对于盾构的施工要点进行相关的理解，对于其施工要点主要归结为以下3点。

1.1 对于盾构的控制

首先要严格控制土压力。对于土压力的控制要根据实地的情况，就是刀盘与桥梁之间的距离进行控制，通过前距离桥梁的距离是十五米之外的时候，保持的0.06MPa，通过以后距离桥梁的距离是十五米以外的保持在0.06MPa，之间的保持在0.07MPa。对于注浆量要严格控制，注浆量要超过理论上的计算的值，可以在平均注浆量的数值上上下波动。控制好盾构的姿态，姿态的变化要合适，不能太大，盾构的变坡控制不能大于百分之一，这样可以减少施工时候扰动地层，对于地表的沉降有所控制。对于土质的控制要进行及时的勘查，对于土体的质量进行监控，不能出现水土分离，如果含水量变大的话，将土压力的设定提高，包成土压的平衡，将开挖的地面的地下水进行疏干，控制出土的质量。对于地层的扰动要尽量的减少，在进行施工的时候，会产生盾构推力和刀盘的旋转，这样使盾构运行。土压力变化的时候，要根据实际情况进行处理，一般可以填注泡沫，在穿过桥梁的时候，对土体进行改造，刀盘的旋转距离不能超过百分之六十。管片的拼装要达到标准，尽可能少的减少变形和变位，管片拼装的质量直接关系到管片的变形量，在施工的过程当中，要强化施工的质量的控制，管片的拼装要紧固并且结实，有需要二次紧固的话要进行二次紧固。要将总推力控制好，降低盾构的推力的时候，可以进行减阻的注浆，可以减少盾构对于土体的位移，把推力降低到最低。有必要的时候进行二次的补浆，进行二次的注浆的时候，要根据实际的地面情况进行调整，尽可能少的减少土体的变形。

1.2 进行辅助的加固

盾構穿过桥梁的时候，施工的情况非常的复杂，比较危险，所以要对在穿过隧道的时候要进行注浆的辅助加固措施，在进行加固的时候，不能变动桥桩，加入钢管进行桥桩和盾构的隔离，这样可以提高土体的抗压能力。浆液扩散的时候，范围太大的话就会挤压管线，注浆的时候用的是普通的水泥浆。铺设注浆的钢管可以加强盾构的抗压能力。

1.3 停机保护

在进行盾构穿越桥梁的时候要进行连续的施工，但是出现问题的时候，要进行体积，进行停机的时候，会产生地表的沉降，为避免出现这样的问题，要有一定的保护措施。在进行停机之前，要加强开挖面的密闭性，对土体压力的沉降进行控制，要对开挖面进行改良的处理，正常工作时候的土压力要比停机之前的压力要低。在停机的时候，土舱的压力时间越长压力就越低，所以要对土压力的数值进行记录，要保持在计算值以上，当数值比计算值低的时候，要进行压力的重新建立。

2 盾构施工对于地表产生的影响

由于盾构施工通俗上来讲是对于土层的施工，因此盾构施工对于土层的影响是巨大的。一般而言，进行盾构施工的土层的物理性质与未进行盾构施工的土层相比具有较大的差异，例如在层的水压，或者是土层的透气性等物理性质。这种改变对于土层的影响具有不可逆性，直接影响是导致土层与原有土层相比更加松动，另外由于盾构施工不可避免的要对土层产生一些挤压的作用，因而会使土层出现隆起或者是下沉。基于以上原因，盾构施工对于隧道完成后进行的既有桥梁的施工方面有着显著的影响。盾构施工对于土壤性质的改变是明显的，具体表现在以下几个方面。

2.1 导致土层出现位移

盾构施工的过程也就是土体位移变化的过程。一般上说，盾构施工对于土体的影响一般出现在隧道轴线的方向。随着我国盾构施工技术的不断发展，现代的盾构施工对于土层的影响分为三个阶段，第一个阶段是盾构到达时土体发生的变化，第二个阶段是盾构通过时对于土体产生的影响，第三个阶段是盾构通过后对于土体产生的影响，这种影响虽然具有短暂性，但是盾构施工在土层的结构变化中是起到关键作用的。

在盾构施工的推进过程中，虽然由于不同的地质条件对于盾构施工的影响，盾构施工在推进的各个阶段对于土层的影响大小来说也是不同的。在盾构到达土层时，回应其土层长生略微的隆起，在盾构通过土层时，又会导致盾构隆起的程度进一步加深，然而在盾构完全通过土层后，又会导致土层产生一定的下降。虽然这些变化的数值是不相同的，然而通过分析盾构通过土层时对土层产生的挤压变形又可以得出一定的规律。在盾构通过土层的几天之内，随着盾构对土层的结构变化产生的影响，土层将会发生一定的沉降，土层沉降的速率随着时间的推移而逐渐变大。然而在盾构施工完全结束的一到两周内，由于土层的结构已经趋于稳定，因此土层沉降的速率会随着时间的推移逐渐减小，而后趋于一个稳定值。

2.2 导致土层的受力出现变化

盾构的施工过程不仅会使土层发生明显的纵向位移，还会导致土层的受力状态发生变化。传统的盾构施工技术由于施工技术不完善，会使既有桥梁的施工出现诸多的安全隐患，然而随着盾构施工技术的发展，尤其是在近几年的盾构施工中增加了临空面的施工，这就会使盾构施工对于土体变形的影响大大减小，临空面的施工使得土体的受力情况由原来的双方向受力变为三方向的受力，从而减小了土体的塑形变形。

3 安全性保护

要对桥梁进行安全性的监测，要对外观和变形进行检查，外观的观察可以对桥梁的受损进行判断，施工以前的话要是有裂缝，要拍照进行留存，进行变形的观察，要设置沉降的观测点，确保安全性。对桥墩与地表进行监测，记录地面的沉积量的记录，将沉积量控制在一定的值内。对各项指标进行及时的检测与记录，数值表现出不足或者超过的话进行调整。

4 结语

综上所述，在盾构穿越桥梁的施工过程中，对盾构进行有力的控制，在停机的时候进行保护，施工的时候进行辅助的加工，对安全有足够的重视，可以保证施工的顺利进行。对于施工的技术有效的进行掌握，科学合理地进行施工，各项监测的数值保证在合理的数值，综合各项技术进行施工有利于工程高质量的完工。并且作者做此文希望能够将自己对于盾构隧道的相关技术进行简单剖析的基础上，得到大家在阅读之后的相关反馈，以便于全面提供建筑行业的大发展。

参考文献：

[1] 牛凯 .穿越既有桥梁施工变形控制 [J].北京工业大学学报，2009

（ 5 ）： 611-620.

[2] 郑兴 . 盾构法基础施工技术 [J]. 地下工程学报，2009 ，5（ S2 ）： 1619-1623.

[3] 孙军.盾构施工与桩基础研究[D].南京：东南大学土木工程学院，2014.

[4] 何健.地铁影响及控制[D].北京：北京交通大学土木建筑工程学院2012.

[5] 魏朝.地铁双线穿越桥梁安全性分析 [J]. 北京交通大学学报， 2011 ， 32 （4）：103-107.

[6] 张立.北京地铁既有桥桩的影响分析[J].岩土力学，2012，27（ S ）： 477-482.