摘要：本文将以宁波市轨道交通1号线一期配套工程4号线大卿桥站项目为工程实例，对地铁盾构穿越桩基施工技术进行详细的探究与说明，希望能够为其它类似的工程提供借鉴与经验。
关键词：地铁盾构隧道；桥梁桩基；穿越桩基；变形监测
1、引言
在地铁工程的建设过程中，可能会和周边的建筑物或设施产生一些干扰与冲突，通常情况下施工人员会选择以下两种方案进行解决：一是对原有的建筑设施进行托换或加固，二是对既有的设施进行拆改。在区间隧道与桥梁的桩基发生冲突时，可以采用主动拖换的施工技术或者是洞外钢管脚手架支托和洞内截桩相结合的方法进行解决，下文将具体讲述一下在地铁工程当中盾构穿越桩基的施工技术。
2、工程背景
2.1工程概况
宁波市轨道交通1号线一期配套工程4号线大卿桥站项目位于中山西路与翠柏路交叉口，南北向布置。苍松1号桥位于中山西路与苍松路交叉口以南，由于4号线区间线路设在苍松路下方，采用盾构法施工，盾构施工与苍松1号桥的桥桩有冲突，为保证盾构顺利掘进，需在盾构施工前将盾构掘进范围内的桥桩先行拔除。
既有苍松1号桥位于大卿桥站～柳西新村站之间，横跨西塘河，为单跨12m简支桥梁，道路宽为22m，重力式挡墙，共有33根桥桩与区间隧道有冲突，其中?500mm桩27根，?800mm桩6根，为避免影响后期施工，全桥需拆除后重建，重建桥梁为单跨16m简支梁桥。
2.2工程水文地质条件
苍松1号桥位置的西塘河，宽10.5m，水深1.5～2.5m。既有苍松1号桥桥桩底位于⑤2粉质粘土层。
表1 工程地质表
3、地铁盾构穿越桩基的施工原则
在该工程当中，对盾构穿越桩基的处理要遵循以下几个原则：
第一，在开挖隧道时，要保证地面上的支撑体系有足够可靠的稳定性，以及让临时的支撑地基持力层的安全度得到有效的保障，防止隧道出现塌方的情况，并对沉降进行有效的控制。第二，在开挖隧道时，要将桥的沉降与变形控制在整个桥梁结构所允许的误差范围之内。第三，在完成隧道的施工之后，要使桥梁桥墩下的桩基仍然具有足够的承载力保障上部的桥梁结构安全。第四，在隧道施工完毕之后，隧道要有足够的承载力来承载隧道桩基的荷载以及地铁运营的荷载等等。
4、地铁盾构穿越桩基施工技术的研究
4.1 施工前的准备
根据工程的施工特点及现场情况组织施工人员和机械设备进场，对人员进行培训和交底并对其设备进行调试；同时接入临时用水和用电。接入一根2寸的水管即可满足用水要求；临时用电以满足现场照明和其它辅助设备间歇用电电量为基础，因为拔桩主要设备用电均为自带配套动力站而不需要另行接入电源，所以临时用电量较小，一般一台（套）拔桩设备的临时用电量不大于150KVA。
4.2桩基的拔除
拟拔除的桩基为苍松1号桥原桥基础桩，全部位于现有河道两侧；拔桩施工前先将其桥梁予以拆除并在施工范围内做好围堰。其次，由于拔桩施工工艺本身就区别于其它工艺有着诸多施工过程中的不可预见性，因此施工方案应尽量考虑到其可能涉及或出现的非常规现象、隐患或危险等因素，这些因素对施工方法和施工设备的选择都极为重要。施工中，采用全回旋钻机将钢套筒旋转钻入将桩身与土体分离，用高压水幕气幕冲刷钢套管与桩体间的土体，较小桩周的摩阻力，拔出旧桩。此外，套管内杂物清除后回填砂浆，套管分节拔出。
4.2.1测量放线
根据原桩基施工图及测量放样确定须做拔除处理的桩基范围及数量，并对其加以编号，以便拟定合理的拔桩顺序和拔桩设备就位实施拔桩。
4.2.2全回旋套管机带动钢套管沉入
RT-200AⅢ全回转套管机就位，调整机身垂直度，并使机身抱箍系统中心与旧桩中心保持一致。Φ800的钻孔灌注桩拔除的钢套管拟采用1000mm；钢套管单节长度6m，管间采用高强度螺栓连接。拔桩时由RT-200AⅢ全回转套管机环抱驱动钢套管快速旋转沉入超过桩底深度，高压水冲刷，从而实现大幅度减小桩身与桩周土体摩阻力。
钻入钢套管筒的同时管内插高压水管液化管内泥土，边冲边下沉，以减少钢套管内侧摩阻力，高压水管插入深度小于钢套管筒2米以上，以确保管内底部土塞效应，防止套管外侧土体进入管内，引起地面沉降。
4.2.3拔桩
在全回转钻进过程中，由于高压水幕气幕的冲刷。上部的桩身周边土体已被冲掉，摩阻力大幅度减少，然后用100 t吊车将旧桩吊出。全回转套管机拔桩施工见图1所示。
图1 全回转套管机拔桩施工图
4.3桩孔的回填
旧桩拔除后，回填桩孔。回填过程钢套管的拔除与回填工作同步进行，先填后拔，不能一次性将孔填满再拔除套管，以防止拔出套管时将回填的土方松动。回填前先采用冲抓斗清除拔桩时掉入钢套管内的松散土，然后再逐层填入已按要求拌制好的M5水泥粉煤灰砂浆，并及时测量回填深度，每回填2～3m高度后拔出钢套管1.5～2.5m，每回填一层完成后用重锤夯击数次，确保回填已密实并始终保持钢套管底部在回填料以下。用于回填的水泥粉煤灰砂浆或粉煤灰细石混凝土在拔桩施工进行配合比试验，28天强度不得大于0.5mpa，一般回填材料强度在0.3～0.5mpa之间，具体配合比须通过试配、制备砂浆试块，经过28天在100%含水率下养护、测定砂浆的抗压强度及抗渗性综合确定。为确保盾构掘进的安全性，一般情况下，水泥：粉煤灰=100：10，砂和水根据实际所需的抗压强度、收缩性要求确定。
5、结束语
综上所述，在地铁工程施工中，应根据地质情况选择合理的盾构类型，做好桩基保护和施工监测，控制好地面沉降。地铁盾构穿越桩基技术不仅可以使得地铁顺利的穿越桩基，还能够保证地铁周边道路的安全与地铁的正常建设、使用，充分说明该技术的成功与可靠，值得推广和探索、应用。
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论文作者:杜松楠
论文发表刊物:《防护工程》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/17
标签：桩基论文; 盾构论文; 套管论文; 隧道论文; 地铁论文; 桥梁论文; 桥桩论文; 《防护工程》2018年第6期论文;