土压盾构机截除立交桥群桩施工关键技术(3)

5.1.2截桩沉降控制模拟

在盾构即将进入桥桩前，通过严密沉降监测对不同掘进参数和不同同步注浆材料对施工沉降的影响研究，得出以下结论，运用具有抗水分散性同步注浆浆液和及时补注浆，地面沉降能控制在2mm以内，采用常规砂浆进行同步注浆，补注浆不及时，沉降会大于5mm；

5.2盾构截桩技术准备

5.2.1桥桩监测启动

首先，按照设计和规范布设监测点，并进行原始数据的采集，然后，针对桥的特殊情况和前期监测情况，对立交桥进行监测报警分级，当沉降＞0.2mm/d或差异沉降＞2mm时进行预警值；最后进入24小时监测状态。

5.2.2停机检修

当盾构离桥桩20m时，选择地层较好的地方停机，对盾构机的主要部件进行检修，对寿命不足%40的零部件提前进行更换。同时，成立应急抢修队，对盾构截桩期间盾构发生故障及时排除。

5.2.3施工交底

由项目部对左右线进行施工交底，一是向大家讲明盾构直接截除桥桩会出现地面塌陷、桥梁变形破坏风险。二是向操作手提供各截除桩的位置里程及环号。三是要求盾构截桩严格进行分阶段分区控制。四是根据施工监测动态调整施工参数。

5.3施工管理

5.3.1掘进原则

以"慢慢的推，分小段推；慢慢的转，均匀的转；顶住正面，调整压力；封住盾尾、合理注浆"的技术掘进原则。

5.3.2掘进工况控制

采用区域控制掘进法，就是把盾构机周围的三维空间分为几个区域，投影到平面和纵剖面上(见图1)。通过预测各区域的隆起或者沉降，再结合地面桥桩的相对位置，动态调整施工参数。

图1分控掘进法纵剖面投影

⑴当桥桩位于工况1时，盾构采用欠土压掘进，而且，刀盘转数控制在1.2转，掘进速度控制在3cm/min，严格控制在出渣量，尽可能做到施工过程微扰动，同时采用工字钢对桥体进行临时加固。

⑵当桥桩位于工况2、3时，盾构采用半敞开掘进，而且，刀盘转数控制在1.2转，掘进速度控制在4cm/min，严格控制扭矩，尽可能减少盾构姿态偏差。

⑶当桥桩位于工况4时，盾构采用土压掘进，刀盘转数控制在1.5转，掘进速度控制在6cm/min，严格控制注浆量，并采用抗水分散性同步注浆浆液，同时尽可能减少管片拼装偏差。

⑷当桥桩位于工况5时，盾构采用土压掘进，刀盘转数控制在1.5转，掘进速度控制在3cm/min，立即进行补注浆，尽可能缩短桥桩悬空时间。

⑸当桥桩位于工况6时，根据刀盘是否进入第二根桩而动态调整掘进模式，但必须根据监测结果来决定，如果超出报警，立即进行管片背后径向补注浆和地面跟踪注浆，确保桥量沉降控制在允许范围内。

5.3.3信息反馈

盾构截桥桩前后，通过应变计的变化来控制推力的大小及扭矩控制，确保桥体受力均匀。同时通过桥桩沉降监测及时分析后反馈到操作室，便于操作手动态调整参数。

6 施工效果评价

6.1左线掘进

该区间左线于5月10日进入桥区，施工日进度8环/天，截除4根桥桩，桥桩最大沉降不足1mm，于5月25日顺利到达芙蓉广场站，充分说明阀板群桩托换技术的先进性。

6.2右线掘进

右线于6月28日进入桥区，施工日进度10环/天，截除21根桥桩，桥桩最大沉降不足2mm，于7月4日顺利到达芙蓉广场站，充分说明盾构机优化改造科学合理。

6.3周边构筑物情况

左右线掘进后1个月，天桥下穿通道地面最大沉降为3mm，电缆隧道安全，其他管线在允许范围之内。充分说明盾构掘进参数控制有效，措施到位。

6.4施工评价

8月15日，业主组织相关专家对盾构截除桥桩施工进行验收，通过第三方监测和桥梁管理处自己监测沉降与我方监测基本一致，充分说明阀板与跟踪注浆托换技术先进，掘进过程中措施到位，实现了盾构直接截除群桥零沉降，要求在今后类似工程中进行推广。

7 结语

实践证明，盾构直接截除群桩必须保证盾构机完好率为前提；提前进行阀板与注浆加固进行桩基托换技术可靠、工艺简单、成本较低；同时针对所处的地理环境和工程地质情况制定切实可行的掘进方案和相关措施非常必要，并且要制定详细的应急预案，只有这样才能保证桥的运行和施工安全。

参考文献

［1］李权，陈寿根、张恒等《盾构隧道下穿立交桥地表沉降分析》［J］. 四川建筑， 2010.10第30卷5期：P105~108.

［2］李兆平，汪挺，项彦勇等《北京地铁工程临近桥桩施工风险评估机控制对策探讨》［J］.岩土力学,2008年29卷第7期：P1838~1841.

［3］李宏安《北京地铁10号线盾构下穿桥桩工程沉降计算公式的应用》［J］.第四届中国国际工程研讨会论文集,2009年:P561~565.

［4］方勇，何川《地铁盾构隧道施工对近接桩基的影响研究》［J］.现代隧道技术,2008.2.第45卷第1期: P42~47.

作者简介

毋海军（1970-），男，高级工程师，1990年毕业与兰州铁道学院，主要从事地铁盾构施工管理。

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