地鐵站主體暗挖段下穿橋梁綜合施工技術(shù)

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1、專(zhuān)業(yè)知識(shí)分享版摘要：北京地鐵6號(hào)線(xiàn)一期花園橋站暗挖段城市地鐵隧道下穿既有橋梁時(shí)，在穿越前采用數(shù)值模擬計(jì)算估算橋梁基礎(chǔ)變形，進(jìn)而推算梁體次應(yīng)力，判斷梁體安全狀態(tài)，據(jù)此調(diào)整地鐵隧道施工方法以及對(duì)橋梁的加固措施。在地鐵隧道穿越橋梁過(guò)程中，通過(guò)PLC橋梁同步升降系統(tǒng)主動(dòng)、動(dòng)態(tài)調(diào)整橋梁梁體形狀，使梁體基本保持原設(shè)計(jì)狀態(tài)，保證了既有橋梁結(jié)構(gòu)安全。關(guān)鍵詞：地鐵隧道；主體暗挖段；下穿；橋梁；同步升降系統(tǒng)；動(dòng)態(tài)主動(dòng)保護(hù)隧道穿越橋梁過(guò)程中，須保證橋梁各部分的形變、位移、應(yīng)力變化等指標(biāo)控制在允許范圍內(nèi)。若設(shè)計(jì)或施工處理不當(dāng)，輕則可能降低橋梁使用耐久性，

2、重則甚至影響到橋梁的正常使用或危及橋梁結(jié)構(gòu)安全。因此在橋梁的基礎(chǔ)附近建造隧道時(shí)，須采用有效的技術(shù)防護(hù)措施，以減小隧道施工對(duì)既有橋梁的影響。北京地鐵6號(hào)線(xiàn)一期花園橋站暗挖段在施工過(guò)程中，地下隧道成功穿越花園橋，該橋沉降變形基本為零，始終處于正常使用狀態(tài)，保證了既有橋梁結(jié)構(gòu)的安全。1工程概況1.1地鐵花園橋站工程概況花園橋站是北京市地鐵6號(hào)線(xiàn)一期工程的一個(gè)中間站（圖1）。車(chē)站總長(zhǎng)233.6m，其中暗挖段長(zhǎng)190m，標(biāo)準(zhǔn)段寬度為19.70m。車(chē)站有效站臺(tái)中心里程處覆土厚度為8.67m，底板埋深25.15m?；▓@橋站主體暗挖段截面如圖2所

3、示。1.2花園橋結(jié)構(gòu)花園橋位于西三環(huán)與車(chē)公莊西路交匯處，該橋至今已運(yùn)營(yíng)17年。主橋?yàn)槿珙A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，跨徑為32m+37m+32m，南北引橋分別為5跨20m后張預(yù)應(yīng)力工字形梁與混凝土橋面板的組合簡(jiǎn)支梁，橋面連續(xù)。全橋橫橋向分為東西兩幅橋，橋梁全寬28.3m。下部結(jié)構(gòu)采用柔性墩設(shè)計(jì)，主橋采用盆式固定橡膠支座，其他各墩采用橡膠支座及四氟滑板支座。墩底采用樁基礎(chǔ)，每墩設(shè)4根，樁徑1.2m，樁間距3.2m，樁長(zhǎng)20m。主橋箱梁及引橋預(yù)制工字梁混凝土均為C45，橋墩混凝土為C40，樁基礎(chǔ)混凝土為C30?；▓@橋主橋如圖3所示?；▓@

4、橋設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為：快車(chē)道，汽-超20、掛車(chē)-120；慢車(chē)道，均布荷載為3kPa，汽-15驗(yàn)算；人群荷載小于3.5kPa。1.3花園橋與車(chē)站的位置關(guān)系車(chē)站跨路口段暗挖主體結(jié)構(gòu)臨近花園橋主橋跨北側(cè)8號(hào)墩橋樁，其中主體結(jié)構(gòu)外皮距花園橋橋樁外皮1.53m，圍護(hù)樁距離橋樁外皮0.68m，上層小導(dǎo)洞距離橋樁外皮僅為0.08m；南側(cè)主橋（7號(hào)墩）樁外皮距車(chē)站結(jié)構(gòu)外皮11.4m（圖4）。2地鐵隧道下穿花園橋數(shù)值模擬計(jì)算與評(píng)估2.1數(shù)值模擬計(jì)算分析使命：加速中國(guó)職業(yè)化進(jìn)程專(zhuān)業(yè)知識(shí)分享版新建地鐵結(jié)構(gòu)的施工對(duì)既有橋梁結(jié)構(gòu)安全性影響采用有限差分的FLAC

5、程序進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算和分析。2.2計(jì)算結(jié)果分析地表沉降隨開(kāi)挖的進(jìn)行逐步發(fā)展，在結(jié)構(gòu)拱部跨度全部開(kāi)挖完成時(shí)，產(chǎn)生沉降量最大，并在隨后的施工過(guò)程中有小范圍的波動(dòng)，車(chē)站結(jié)構(gòu)施工完成后，地面最大沉降量為24.0mm，發(fā)生在拱頂跨中。車(chē)站開(kāi)挖引起花園橋承臺(tái)中心沉降最大值為10mm，傾斜值為0.45‰，相鄰承臺(tái)差異沉降最大值為4.5mm。評(píng)估結(jié)果已超出橋梁允許變形，必須采取措施保證既有橋梁安全。3車(chē)站主體下穿花園橋段施工技術(shù)3.1取消4號(hào)導(dǎo)洞，圍護(hù)樁加長(zhǎng)為減小車(chē)站施工對(duì)橋樁樁底土層的擾動(dòng)，減小橋樁樁端承載力的損失，在車(chē)站下穿橋梁段落（橋梁投影

6、范圍以及東西各10m）取消4號(hào)小導(dǎo)洞，該范圍內(nèi)圍護(hù)樁加長(zhǎng)7m，由3號(hào)導(dǎo)洞內(nèi)采用人工挖孔方法施作圍護(hù)樁。圍護(hù)樁加長(zhǎng)一方面為車(chē)站主體結(jié)構(gòu)提供豎向承載力，另一方面起到隔離樁的作用，在開(kāi)挖車(chē)站時(shí)，可相對(duì)減小對(duì)于橋樁周邊土體和樁端土體的擾動(dòng)作用（圖4）。3.2車(chē)站下穿花園橋段圍護(hù)樁施工3.2.1挖孔樁孔口加強(qiáng)措施3號(hào)導(dǎo)洞施工中，在圍護(hù)樁南北兩側(cè)通長(zhǎng)埋設(shè)4根直徑為20mm的鋼筋，加強(qiáng)3號(hào)洞水平方向整體剛度，減小挖圍護(hù)樁過(guò)程中洞體的變形，同時(shí)限制橋樁變形（圖5）。3.2.2人工挖孔樁施工順序地鐵車(chē)站圍護(hù)樁樁徑為800mm，中心距1200mm，為

7、減小地鐵車(chē)站圍護(hù)樁施工過(guò)程中對(duì)橋樁的影響，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件采用隔四挖一跳躍挖樁方法，保證圍護(hù)樁施工過(guò)程中在橋樁影響范圍內(nèi)只有一根圍護(hù)樁在施工（圖6）。人工挖孔圍護(hù)樁采用鋼筋混凝土護(hù)壁，護(hù)壁厚度100~150mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，并且在混凝土中摻加適量早強(qiáng)劑。護(hù)壁鋼筋主筋采用19?8（Ⅰ級(jí)），箍筋采用?10@200（Ⅰ級(jí)），主筋揻成彎鉤上下鉤結(jié)形成整體。人工挖孔鋼筋混凝土護(hù)壁每節(jié)長(zhǎng)1m。施工過(guò)程中需在上層護(hù)壁混凝土達(dá)到5MPa后方可拆模，開(kāi)挖下步土體。3.2.3圍護(hù)樁樁底注漿，增加豎向承載力在圍護(hù)樁內(nèi)設(shè)置2根直徑25mm的鋼管作

8、為樁底注漿導(dǎo)管，導(dǎo)管插入樁底土中300mm，待圍護(hù)樁混凝土施工完成、混凝土強(qiáng)度達(dá)到5MPa以上后，進(jìn)行樁底注漿加強(qiáng)樁端承載力。樁底注漿漿液配合比為1∶1水泥漿，注漿壓力為2MPa。3.3逆作法施工車(chē)站主體二襯結(jié)構(gòu)3.3.1站廳、站臺(tái)層土方施工為減小