浅谈盾构近距离桥梁桩基施工技术

摘要：杭州地铁隧道工程由于地理特点，地质条件复杂、施工难度大，文章阐述了近距离施工过程中技术要点，确保施工安全和质量。

关键词：盾构；近距离桩基；施工技术。

1.工程概况

本工程线路大致为东向西走向，区间为单圆盾构区间，隧道设计起点里程为K11+202.932，区间全长总计1112m。平面最小半径R=450m，最大半径R=1500m；剖面最大坡度25‰，线中心间距11～21.93m隧道顶埋深11.2～17.5m。区间设置一个联络通道与泵房合建。本区间线路位于杭州市中心城区，区间沿西湖大道正下方向西穿行，下穿安乐桥，中河高架、涌金立交桥及柴垛桥,西湖大道为城站通往西湖风景区的东西向城市主干道，道路两侧建、构筑物密集，地面道路交通繁忙，近一半的盾构施工区间处于中河高架和涌金立交桩基影响范围内，工程环境复杂。

2.地质状况

根据地质勘探报告，本掘进区段范围内的地质资料从上至下依次为：①1杂填土、①2素填土、③2砂质粉土、③3砂质粉土夹粉砂、③5砂质粉土、③6层砂质粉土夹粉砂、④2淤泥质粉质粘土、④3淤泥质粉质粘土夹粉土；⑤粉质黏土；⑦2粉质黏土层；⑧1粉质粘土。

盾构近距离桩基施工范围土层主要为⑦2粉质黏土层，并局部夹杂⑤粉质黏土。

3.工程特点、难点

8号盾构近距离桩基施工的地质主要为粉质黏土,为软土层，并容易产生后期沉降，距离桩基最近仅1.8m，对施工要求比较高，同时地面上交通繁忙，地下遍布重要管线等，沉降控制严格。

4.盾构近距离桩基施工技术措施

4.1 盾构近距离桩基施工前准备工作

1）盾构隧道与中河高架和涌金立交桥桩基调查,确认土层情况和桩基位置等是否与设计图纸一致。

2）提前布设地面及构筑物沉降观测点。在高架和立交桥桩基四周布设垂直位移监测点及水平位移监测点以及深层土体沉降观测孔。

3）根据建筑物基础桩基形式及与隧道的关系以及相关技术规范，制定最大沉降量和沉降差的警界值：地表最大沉降量≤30mm；速率≤3mm/12小时；深层土体最大位移≤35mm；速率≤3mm/12小时。

4.2 盾构近距离桩基施工保护技术措施

盾构在穿越桩基影响范围时，由于对周围地层的扰动产生地下水位下降、地层损失，导致桩基产生位移变形，可能直接影响到其正常功能。施工中要求控制沉降值在相关标准范围内，保护要求很高，因此必须采取有效的保护措施，确保桩基安全。

1）区间管片外侧涂刷防水涂料

为控制后期沉降，在盾构穿越期间管片外侧涂刷防水涂料，减少后期水土从管片结构内渗出，减少桩基后期沉降变形。

盾构近距离中河高架和涌金立交桩基施工期间，采用盾构机自带测量系统辅以人工复核方式控制盾构推进轴线，确保8号盾构掘进轴线不会偏差太大，尽量减少附近土体扰动。

2）严格控制盾构正面平衡压力

在盾构靠近立交桥桩基施工过程中必须严格控制切口平衡土压力，正面平衡压力设定还须考虑上部构筑物自身重量因素，根据穿越土层情况，初定盾构掘进施工正面土压力约0.26Mpa，盾构穿越施工过程中使得盾构切口处的地层有微小的隆起量来平衡盾构背土时的地层沉降量，同时也必须严格控制与切口平衡压力有关的施工参数，如出土量、推进速度、总推力、实际土压力围绕设定土压力波动的差值等。防止超挖、欠挖尽量减少平衡压力的波动。同时加入发泡剂等土体改良剂，以使盾构机在这种软土层中能够顺利出土。

3）严格控制盾构的推进速度

靠近立交桥桩基施工时，推进速度不宜过快，尽量做到均衡施工，减少对周围土体的扰动，盾构施工速度应控制在2cm/min。

4）严格控制盾构纠偏量

在确保盾构正面沉降控制良好的情况下，使盾构均衡匀速施工，盾构姿态变化不可过大、过频。推进时不急纠、不猛纠，多注意观察管片与盾壳的间隙，相对区域油压的变化量随出土量和千斤顶行程逐渐变化以减少盾构施工对地面及桩基的影响。

5）控制拼装速度

拼装过程中为防止盾构后退，回缩的千斤顶应尽可能的少，以满足管片拼装即可。在管片拼装过程中，应当安排最熟练的拼装工进行拼装，减少拼装的时间，缩短盾构停顿的时间，减少土体沉降。拼装过程中发现前方土压力下降，可以采用螺旋机反转的手段，即将螺旋机机内的土体反填到盾构机前方，起到维持土压力的作用。拼装结束之后，应当尽可能快地恢复推进，减少土体沉降及桩基产生水平位移。

6）控制同步注浆及壁后二次注浆质量

盾构在下穿中河高架和涌金立交期间，由于隧道离桩基最近只有1.82m，同步注浆要做到及时、均匀、足量，确保其建筑空隙得以及时和足量的充填（初定140～200盾尾间隙），将立交桥桩基水平位移和管片偏移控制到最小。

根据地表监测反馈数据，及时采取有效措施进行控制，对浆液配比进行调整，压浆属一道重要工序，施工中指派专人负责，对压入位置、压入量、压力值做好详细记录，并根据地层变形监测信息及时调整，确保压浆工序的施工质量。

在施工过程中严格控制浆液质量，首先施工前对拌浆工进行技术交底，严格按照浆液配比进行浆液拌制。同步注浆采用同步自动注浆，保证浆液匀速、均匀、连续的压注，防止推进尚未结束而注浆停止情况的发生。

隧道内运输车以及地面上的拌浆系统定期进行清洗，清洗时间基本控制在每班一次，确保浆液管路畅通。

待管片脱出盾尾5环后，根据地面监测数据及时通过管片预留注浆孔进行壁后二次注浆，在管片外侧形成环箍，控制好地面后期沉降，注浆材料为双液浆。

由于区间盾构距离构筑物桩基很近（1.82m），同步注浆及二次注浆过程中应特别注意控制注浆压力（小于0.4Mpa），防止管片变形，造成桩基发生水平位移。

7）加强施工监测

对盾构在桩基影响范围内施工进行全过程监测，在盾构穿越之前委托监测单位对所有监测点原始数据进行测定，施工期间根据监测数据及时优化调整掘进施工参数，做到信息化动态施工管理。

盾构在靠近中河高架和涌金立交桥桩基施工前须对各监测项目测取初始值至少2次；施工过程中至少每天监测2次；施工后一周内至少每天监测1次直到沉降变形趋于稳定。

盾构近距离桩基掘进施工过程中根据实际情况加密监测频率，监测值达到报警值时及时报警并采取相应技术处理措施。施工监测工作延续到施工结束后，观测值稳定一周后方可停止监测。

4.3盾构穿越施工后技术措施

在盾尾全部穿越桩基影响范围之后，由注浆工作班组通过管片注浆孔进行双液浆的压注，使其在管片背后形成环箍，减少盾构施工的后期沉降。如若发现后期沉降通过壁后二次注浆不能得到很好的控制可以考虑采取进行地面注浆等措施。

4.4 应急措施

1）盾构在通过涌金立交桩基影响范围内施工期间项目部主要人员须24小时在现场值班，控制好盾构掘进施工参数和姿态，同时加强施工监测，一旦发现异常情况，立即根据预案组织相关技术保护措施，确保桩基安全。

2）现场配备足够的机械设备，包括注浆泵、对讲机及地面监测设备等，待发现监测点沉降变形过大时立即进行注浆加固；

3）现场配备足够的水泥、水玻璃等注浆材料，配备一套注浆泵,一旦有险情可立即进行跟踪注浆作业。