盾構(gòu)穿越橋樁時(shí)的橋基礎(chǔ)托換施工工藝

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1、1工程概況上海軌道交通10號(hào)線溧陽(yáng)路～曲陽(yáng)路區(qū)間隧道穿越四平路上的沙涇港橋樁基。沙涇港橋位于四平路曲陽(yáng)路交叉口南側(cè)100m左右。該橋?yàn)槿绾?jiǎn)支結(jié)構(gòu),跨徑組合為6m+14m+6m,橋梁總寬30m。橋梁梁底標(biāo)高5.0m。橋梁上部結(jié)構(gòu)邊跨為520mm的鋼筋混凝土空心板,中跨為820mm的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。橋臺(tái)為排架式,每只橋臺(tái)用14根400mm×400mm×長(zhǎng)27m鋼筋混凝土預(yù)制方樁,橋墩為實(shí)體柱式高樁承臺(tái),每只橋墩用23根400mm×400mm×長(zhǎng)26m鋼筋混凝土預(yù)制方樁,樁基持力層均為暗綠色硬土層。沙涇港是虹口港水系中的一條支流,擔(dān)負(fù)著虹口區(qū)沙涇港兩岸防汛排水的任

2、務(wù)以及虹口港水系的調(diào)水沖污的作用。沙涇港上游南接虹口港,下游北通走馬塘,全長(zhǎng)約6.5km。四平路沙涇港橋,距虹口港約2.0km,至走馬塘約4.5km,該處河口寬35m,河底標(biāo)高約為0.2m。2工程地質(zhì)情況根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告,沙涇港橋所在處的地質(zhì)情況大致可分為以下幾層:第一層:1.16～3.8m不等的填土,其中含煤屑、石子等;第二層:為灰黃～灰色黏質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土,有黑色腐殖質(zhì),約8.85m厚,夾有大量黑色淤泥質(zhì)土,似河浜現(xiàn)象;第三層:灰色砂質(zhì)粉土,屬中壓縮性土,約2.35m厚;第四層:灰色淤泥質(zhì)黏土,屬高壓縮性土,含有白色僵塊、黑色腐殖質(zhì),約3.2m厚;第五層:

3、灰色黏土,屬中壓縮性土,7.8m厚;第六層:暗綠～草黃色粉質(zhì)黏土,屬中壓縮性土;第七層:草黃～灰色砂質(zhì)粉土。盾構(gòu)通過(guò)沙涇港橋時(shí),盾構(gòu)頂部標(biāo)高為-6.00～-7.00m,盾構(gòu)穿越部分土體為灰黃～灰色黏質(zhì)粉土夾粉質(zhì)黏土、灰色砂質(zhì)粉土、灰色淤泥質(zhì)黏土。盾構(gòu)覆土厚度7～8m。盾構(gòu)底部距離⑦1層層面有12m。適宜采用氣壓工法輔助施工。擬建場(chǎng)地地下水主要有淺部粉性土層中的潛水,深部粉性土、砂土層中的承壓水。據(jù)區(qū)域資料,承壓水位一般低于潛水位。淺部土層中的潛水位埋深,離地表面0.3～1.5m,年平均地下水位離地表面0.5～0.7m。深部承壓水位(第⑦層),埋深在3～11m之間,

4、通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)得第⑦1層承壓水水位埋深為5.9m。3管線情況及周邊環(huán)境通過(guò)沙涇港橋的管線眾多,周邊建筑物林立。比較重要的地下管線見表1:距離橋梁最近的重要建筑物:橋西南側(cè)有一新建高層,其角部距離道路邊線11m。橋南側(cè)15.2m、距四平路邊線4.69m為單層四平泵站一座。橋東南側(cè)為居民小區(qū)。橋東北側(cè)為一座4層磚混樓房。橋北側(cè)為擬建10號(hào)線曲陽(yáng)路車站南端頭井,西北側(cè)曲陽(yáng)路口為華西證券大廈。4施工方案比較及確定4.1施工工藝及工期比較方案一,首先在原橋梁兩側(cè)搭建兩座臨時(shí)便橋以供四平路上行人車輛通行,同時(shí)對(duì)通過(guò)沙涇港橋的所有管線進(jìn)行搬遷。然后對(duì)原沙涇港橋進(jìn)行完全拆除并拔除

5、樁基,最后再修建新橋。但由于橋周邊場(chǎng)地十分有限,如若搭建臨時(shí)便橋必須對(duì)橋西南新建辦公樓以及橋東南居民小區(qū)部分居民房進(jìn)行拆除,這將大大增加工程量并造成極大經(jīng)濟(jì)損失。如不搭建便橋而采取直接封路拆除舊橋?qū)⒃诤荛L(zhǎng)時(shí)間內(nèi)影響四平路的交通,取舍十分困難。根據(jù)相關(guān)資料及樣溝開挖情況來(lái)看,過(guò)沙涇港橋管線極為繁多,搬遷過(guò)程復(fù)雜且時(shí)間很長(zhǎng)。以上所有施工工藝均為成熟工藝,總工期約為12個(gè)月。方案二,先在橋四周進(jìn)行擋土圍護(hù)以及臨排施工,之后將圍護(hù)范圍內(nèi)河水、淤泥進(jìn)行抽除,然后澆筑托換結(jié)構(gòu)。當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)至橋下時(shí)對(duì)影響樁基進(jìn)行爆破松動(dòng)清除以使盾構(gòu)順利穿越。橋梁基礎(chǔ)托換施結(jié)合氣壓法盾構(gòu)穿越施工屬

6、于新型施工工藝,在國(guó)內(nèi)外使用較少,在上海地區(qū)尚屬首次,此種工藝施工方法復(fù)雜,具有較大難度并且風(fēng)險(xiǎn)較大。但經(jīng)過(guò)仔細(xì)的實(shí)地勘察以及制訂詳細(xì)的施工方案可以將施工風(fēng)險(xiǎn)降到最小。總工期約為13個(gè)月。4.2對(duì)周邊環(huán)境影響比較方案一,在整個(gè)沙涇港分兩部分圍堰施工,不影響沙涇港通水。由于施工作業(yè)面位于地面,對(duì)周邊小區(qū)居民可能造成噪聲及燈光影響。在舊橋拆除前搭建臨橋可以一定程度地保證四平路的使用,但周邊建筑與沙涇港橋間距過(guò)小,唯一的解決方法是進(jìn)行臨近建筑的拆遷,成本高,難度大。方案二,只有在進(jìn)行橋臺(tái)兩側(cè)高壓旋噴加固時(shí)會(huì)對(duì)交通造成一定影響,但由于加固分四部分分段施工,每段施工時(shí)只影響

7、到一條車道,對(duì)交通影響很小,足以滿足四平路上正常的交通需要。托換施工過(guò)程中采用了臨排措施,對(duì)沙涇港的正常通水不造成影響。同時(shí)由于土體圍護(hù)施工作業(yè)面較小、爆破施工在地下進(jìn)行,所以對(duì)周邊環(huán)境影響很小。4.3風(fēng)險(xiǎn)比較方案一,是常規(guī)施工工藝,雖然工藝較成熟、風(fēng)險(xiǎn)較小,但在整個(gè)施工過(guò)程中沒(méi)有任何工藝創(chuàng)新,對(duì)以后同類情況的解決沒(méi)有什么太大貢獻(xiàn)。方案二,是非常規(guī)施工工藝,在國(guó)內(nèi)外采用較少,施工過(guò)程中有一定風(fēng)險(xiǎn)。但此種方法有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值,通過(guò)對(duì)在施工過(guò)程中遇到的各種情況的解決和總結(jié),可以極大地彌補(bǔ)我們?cè)诨A(chǔ)托換專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的空白。4.4施工成本對(duì)比根據(jù)專業(yè)部門預(yù)算統(tǒng)計(jì),方案一和方

8、案二工程施