盾构隧道下穿人行天桥桩基处理技术

张火军

【摘 要】武汉轨道交通4号线某区间盾构隧道穿越人行天桥桩基。在盾构穿越天桥前，必须清除隧道开挖范围内的桩基。在无交通疏解和工期紧的条件下，首先搭设临时支架保护天桥，从地面注浆加固土体，在托换承台后，人工挖竖井从竖井中凿除盾构隧道范围内桩基，同时盾构穿越时调整施工参数。整个施工过程中，天桥正常通行，盾构穿越天桥后，承台最大累计沉降在3 mm以内，保证了天桥的安全和盾构施工工期，到达了预期效果。%Line 4 of Wuhan urban rail transit uses shield tunneling across the pedestrian bridge with pile foundation. Before the shielding crossing the footbridge, piles within tunnel excavation region must be cleared. Under heavy traffic without diversion and with a tight project schedule, temporary support to protect the footbridge is erected, with grouting reinforcing soil from the ground. After supporting and changing the abutment, manual shaft dug from the existing shaft to remove pile foundation in the shield tunnel. At the same time shield adjusts construction parameters while tunneling. Throughout the construction process, the footbridge functions as normal passage. After shield crosses the footbridge, the maximum cumulative settlement of the abutment is less than 3 mm, the footbridge safety and shield construction period are ensured, reaching the expected results. 【期刊名称】《现代城市轨道交通》 【年(卷),期】2013(000)002

【总页数】3页(P42-44)

【关键词】地铁;盾构;隧道;下穿;天桥;桩基;处理;技术 【作 者】张火军

【作者单位】宏润建设集团股份有限公司，工程师，上海 200235 【正文语种】中 文

1 工程概况

武汉轨道交通4号线某区间隧道施工前的现场调查发现，中南路武汉小学钢桁架人行天桥的桩基侵入该区间隧道中，该天桥为4柱3跨结构

（14.8m+24m+8.8m），天桥净高约5m，宽3.9m，天桥桩基与隧道关系平面图如图1所示。天桥主基础为4根人工挖孔灌注桩，桩径1.2m，桩深14m，主筋采用Φ22m m钢筋，箍筋采用Φ8m m钢筋。盾构隧道在天桥处的顶板埋深为左线12.435m（地面标高25.877m，隧道顶标高13.442m），右线7.849m（地面标高25.877m，隧道顶标高18.028m），其中天桥P3号桩基在左线隧道里程DK16+120.908处侵入隧道中，浸入深度3.755m，天桥P1号桩基在右线隧道里程DK16+120.457处，桩基腰部侵入隧道约0.30m，如图2所示。 2 工程实施的难点

(1）中南路为武昌的主要交通干道，车流量很大，天桥施工场地狭小，施工期间必须确保中南路和天桥交通不中断，无条件实施交通疏解。

(2）中南路天桥人行流量大，施工完成后天桥的后期使用质量要求高。

(3）因梅苑小区站盾构已经始发，预计60天之后到达天桥，天桥的施工工期也较紧张。

(4）天桥竖井施工期间，周边有车辆通行，安全管理要求高。 3 桩基处理技术措施

根据地质报告，隧道所穿越地层为粘土层，地面施工条件因中南路车流量较大，很难封闭车道，施工场地狭小，并且该路段下面为2、4号线的区间隧道，天桥移位很难找到合适的位置。最终确定基本处理思路是在天桥原位扩大原桩承台，承台两侧各增加1个竖井进行桩基托换，人工竖井在施工期间作为凿除原桩的施工通道，施工结束后用混凝土回填，作为天桥的托换桩基永久保留，总体施工流程如图3所示。

图1 人行天桥桩基与隧道平面关系图 图2 天桥桩基侵入隧道示意图 （单位：m） 3.1 原桥保护

为了确保施工期间天桥通行安全，施工前采用Φ609m m钢支撑（高度5m）作支护立柱，横梁采用700mm工字钢（宽度5m），联系梁采用300mm槽钢（宽度3m），与原天桥桥面组合成4腿板凳支护体系，对原桥进行保护，如图4所示。

3.2 横向导洞位置地层地面注浆加固

为了保证横向导洞开洞门和开挖的安全，在开侧向洞门之前，对导洞地层进行袖阀管注浆加固处理，注浆的具体范围为需凿除桩基的范围。加固方式采用袖阀管垂直注浆（局部需沿着承台边沿斜孔注浆），注浆孔采取梅花型布置，孔距0.5m，排距0.5m，袖阀管长度15m，袖阀管前端1m范围管壁上钻花眼（Φ6mm间距300mm）作为出浆孔，外包橡皮箍作为单向阀，在袖阀管内放入双塞芯管，对土体进行压力注浆。注浆设备采用BW-150型注浆机，设置回浆管路和溢流阀，在设计范围内可调节注浆压力，当工作压力超过设计压力时，溢流阀会自动开启，油缸停止工作，起到安全保护作用。

图3 总体施工流程

图4 原桥支护保护体系示意图

3.3 人工挖孔桩首节及托换承台扩大施工

天桥承台原来为3.0m×2.0m×1.5m，托换扩大为8.7m×3.2m×2.0m，新老承台的连接采用钢筋植筋的方式，承台浇注时预留井孔，作为后期竖井施工的通道，最后和竖井一起回填作为天桥的永久桩基础，新承台混凝土浇注情况如图5所示。 3.4 人工挖竖井施工

隧道结构外的竖井外径为2.0m，壁厚0.25m，中空直径1.5m；隧道结构断面内的竖井外径为1.7m，壁厚0.1m，中空直径1.5m。为了减少后期盾构掘进施工的风险（盾构机切除人工挖孔桩护壁钢筋混凝土），隧道结构内的竖井护壁采用钢护筒护壁，钢护筒内径1.5m，钢板厚度1cm，每节护筒高度1m，分4块螺栓连接。原桩基凿除完后，分层回填，分节拆除钢护筒，新竖井的深度为原桩需要凿出混凝土部分的底部。人工挖竖井如图6所示。 3.5 横向小导洞施工及原桩基清除 3.5.1 横向小导洞施工

在竖井开挖到底端时，需要以开挖小导洞的形式连接到清除原桩基的施工面，小导洞宽1.5m，高1.5m，拱顶为直径为0.9m的圆弧，开挖长度为1.0m。由于小导洞埋深较深，为了保证作业人员安全，导洞壁采用钢板护壁，护壁底架在槽钢上，钢护壁采用2段拼装式，每节长度50cm，横导洞如图7所示。 图5 新承台混凝土浇注情况 图6 人工挖竖井照片 图7 横导洞施工 3.5.2 原桩混凝土凿除

P1和P3桩基都侵入了隧道断面，凿除采用分层分段凿除工艺，每段高度1.5m，

双井双向由下至上对凿施工；每层凿除完毕后，用水泥土回填密实，然后再凿除上一层桩基。原桩体的破除标高从隧道断面轮廓线外1m开始，桩体的破除按照分层分节的方式从下到上依次破除，每次破除高度控制在1.5m范围内，每破除1节，回填好后再破除上1节。混凝土的破除采用风镐人工破除，剥露钢筋后再用砂轮锯割除。清除施工结束后，对原破除桩及新施工竖井用C15素混凝土回填至新桩柱底标高（图8）。

图8 原桩基清除示意图 （单位：mm） 图9 人行天桥承台监测点布置图 图10 右线隧道位置处承台沉降时程曲线 3.6 竖井回填

隧道结构内的竖井及导洞采用水泥土回填，隧道结构外的竖井采用混凝土回填，竖井回填完成后，拆除天桥临时支架，完成整个工程。 4 工程效果

隧道范围内桩基凿除和新承台施工完成后，盾构就具备穿越条件。盾构穿越人行天桥时适当降低推进速度，基本控制在30mm/min，土压力比正常段增加20k P a，同步注浆量比正常段增加1.5m3，为6.5m3/环。盾构穿越后及时进行二次注浆，二次注浆量为1.5m3/环。

同时，为保证盾构安全顺利穿越，在2承台上布置了承台沉降监测点，实时监测盾构穿越时的承台沉降，监测点布置如图9所示，图10为2012年6～7月右线承台的沉降时程曲线。图10中数据表明，通过前期施工和盾构穿越时的精心控制，盾构顺利穿越人行天桥，2承台的最大沉降量基本控制在3mm以内，盾构穿越人行天桥20天后，承台的沉降基本稳定。 参考文献

[1] 丁振明, 米保伟, 蒋毅, 等. 地铁工程盾构侵入障碍桩处理施工技术[J]. 建筑技术，

2012(2).

[2] 谈家龙. 盾构机开仓截除障碍桩施工案例[J]. 广州建筑，2010(3).

[3] 陈世明. 地铁盾构隧道沿线障碍桩冲桩破除施工技术[J]. 隧道建设,2010(1). [4] 傅德明, 李毕华, 马忠政. 软土盾构直接切削钢筋混凝土桩基施工技术[J]. 中国市政工程，2010(4).