盾构穿越苏嘉杭高架桥监测方案

（桂林理工大学博文管理学院， 广西 桂林 541006）

0 引言

随着我国经济的飞速发展，作为城市基础设施的地铁，其线路已在各大城市相继完善，且初步形成网络，为人们出行提供便利。与此同时，地铁的修建也对城市上部建筑群造成了一定的影响，尤其是在交通环境繁杂、各种高架桥错综交杂的大都市，地铁下穿已有高架桥的情况实为常见，对高架桥的常规运行产生了潜在的威胁，但基于我国交通现状，类似的地铁穿越高架桥的情况会趋于增多的趋势，因此，研究地铁隧道掘进对地铁的正常施工和建筑物的安全使用意义非凡。

本文在盾构穿越苏嘉杭高架桥的工程实例施工中，分析其存在的风险，并介绍各施工工序，结合实际工程应用对盾构下穿高架桥施工技术进行探讨，以便相关人员在实践中参考。

1 工程概况

本标段尹中路站～通达路站区间里程右DK27+925.649～右DK28+700.000，区间右线长774.633m，左线长774.137m短链0.214m。本区间采用盾构法施工，设联络通道（与泵房合建）1处。此段隧道起于尹中路车站东侧站端，沿郭新西路向东穿越彩虹路、苏嘉杭高架桥、郭新河，最终在通达路站西端头接收进洞。盾构区间隧道为全断面圆形结构，管片内径5.7m，外径6.2m，环宽1.2m。

盾构在里程右DK28+483～DK28+525线路下穿苏嘉杭高速公路高架桥，本桥为两座单向双车道分离式桥梁。上部结构为装配式钢筋混凝土连续梁，下部结构为双柱式桥墩和独柱式桥墩。基础为钻孔灌注桩。区间下穿13#和14#桥墩，桥墩基础为 4个桩径为 1.3m 的钻孔灌注桩，桩底标高分别为桩底标高分别为-58.5m,-61.6m，桩基与隧道最小水平净距2.078m，最小垂直净距43.1m,盾构下穿时线间距12m，覆土深度13.89m。

2 施工风险分析

（1）地质风险

盾构穿越④1层和⑤1层粉质粘土层，土体相对软弱，具有一定的触变性，在动力作用下，土体结构较易破坏，④2层粉土夹粉砂层，透水性较强，且为微承压含水层，在一定的动水压力作用下易产生流土、管涌等不良地质，可能导致盾构掘进面的不稳定。

（2）环境风险

苏嘉杭高架桥紧邻郭兴河，且14#桥墩位于郭新河水中。郭新河河面宽26m，河底距离隧道顶垂直距离8m，盾构穿越苏嘉杭高架桥时基本位于④2层粉土夹粉砂层中，土体在动力作用下扰动后易产生渗水现象。

（3）自身风险

苏嘉杭高架桥桥墩桩基直径为1.3m，与隧道最小水平净距仅2.078m。盾构机在到达桥桩前，土压力设置过大，出土量少，会对前方土体进行挤压，土压力升高，钻孔桩原本四周平衡的受力状态就发生了变化，单侧局部荷载过大，桩体会产生影响。如何保证隧道穿越时土体稳定，钻孔桩不受破坏，是本工程施工控制的重点。

3 盾构下穿苏嘉杭高架监测方案

本工程线路在盾构在里程右 DK28+483～DK28+525线路下穿苏嘉杭高速公路高架桥，地面车流及高架桥车流交通较繁忙。对高架桥的监测及地面沉降等重点部位的监测，将是本工程的主要监测对象，在施工准备阶段，系统调查一些特殊的构筑物，制定专门的施工监测方案，建立完善的监测网络，确保监测数据的准确及高效。

3.1 监测项目设定

（1）桥墩垂直位移观测

（2）桥墩倾斜观测

（3）相邻桥墩间收敛观测

3.2 测点布设

（1）垂直位移监测点：用冲击钻在桥墩钻孔，然后放入长110mm，直径10mm的不锈钢构筑物专用测点，四周用水泥砂浆填实。测点的埋设高度应方便观测，对测点应采取保护措施，避免在施工过程中受到破坏。13#与14#两侧桥墩各布设测点1只，共布设4只垂直位移观测点

（2）桥墩倾斜观测点与收敛观测点均采用钻孔安装小棱镜或直接粘贴反射片的方法进行布设，每只桥墩各布设1点，2侧桥墩共布设4点倾斜及收敛观测点。

3.3 测量方法

（1）垂直位移监测点的观测采用精密水准测量的方法,执行《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308—2008）二等变形测量的精度要求进行，监测时的主要技术要求如下表:

注:表中“n”为测站数。

（2）倾斜及收敛观测：从平面控制网检查观测站的稳定性，并以实测检查数据修正观测站。观测时采用坐标法观测。

平面控制网采用二级城市导线，其各项技术指标如下：

等级 测角中误差 边长中误差 点位中误差 备注二级导线 ±2² 1/10000 ±1mm

3.4 观测频率

开挖面距离量测面0-2D时，2次/天；开挖面距离量测面2D-3D时，1次/天；开挖面距离量测面3D-5D时，1次/2天,开挖面距离量测面>5D时，1次/周。(D为覆土厚度)。

3.5 数据处理

（1）对于采集的沉降观测数据，做如下处理：

用origin软件绘制时间和位移曲线的散点图，具体分析与地表沉降监测一致。

当位移时间曲线趋于平缓时，需选取合理的函数进行拟合分析。以此预测出最大沉降量。根据三元桥倾斜与下沉值，判断建筑物倾斜是否超过安全控制标准及采用的措施的可靠性。

（2）对于采集的倾斜观测数据，做如下处理：

建立庞大倾斜观测数据库，并在检测完毕后及时将数据导入数据库中，然后进行函数拟合与数据回归分析，作出时间—倾斜量的变化曲线图。

4 结论与展望

综上,做好详细的前期准备及合理的监测方案才能准确的监测盾构下穿时的位移数据，以便及时采取相应措施。目前，国内外对于盾构隧道下穿桩基础工程的规范和资料都较为缺失,相关学者虽已对盾构隧道下穿已有桥梁桩基础工程问题进行了许多研究工作,但由于盾构施工技术工艺、穿越形势和地质条件的复杂性以及受目前研究水平的限制,取得的研究成果尚不完整,需待进一步探讨和研究。

[1]韩秋石.盾构隧道下穿施工对既有桥梁桩基础的影响及其控制技术研究[D].长安大学,2015.

[2]梅文胜,陈雪丰,周小波,张广伟.盾构下穿既有隧道实时监测及其风险控制研究[J]. 武汉大学学报(信息科学版),2011,36(08):923-927.