地铁隧道穿越现况桥梁的施工防护
摘 要：北京地铁 10 号线巴沟站—苏州街站区间隧道下穿稻香园桥，并在该桥④号和⑤号墩之间穿过。地铁隧道结构与⑤号墩桥桩位置相距较近，④号桥墩北侧 2 棵桥桩侵入地铁结构，因此，对稻香园桥桩进行了保护处理。
关键词：地铁隧道；穿越；保护；桥梁
地铁10 号线是继地铁 2 号线之后的北京又一条环线。 10号线一期工程作为连接北京东部和北部的一条重要轨道线路，线路全长 25 km，西起海淀区巴沟，东至朝阳区劲松，共设车站 22 座。
1 工程概况
北京地铁10 号线巴沟站—苏州街站区间暗挖隧道结构断面为马蹄形，结构净空为 5.35 m，开挖净空为6.05 m，采用中洞法施工。 暗挖隧道在地铁桩号 K1+022.539 处下穿万泉河路稻香园立交桥，隧道与桥梁基本正交。其中，左线隧道距离⑤号墩桥桩边缘最近点为1.42 m；④号桥墩东侧桥桩侵入地铁结构。 具体位置见图1。
2 稻香园桥加固总体方案
2. 1 桥梁加固应考虑的主要因素
1）必须严格保证既有桥梁的安全畅通，防止桥梁发生不均匀沉降而影响桥梁使用寿命。
2）在充分调查现况桥梁的使用现状、桥梁的结构基础上，结合地铁区间隧道结构与桥梁桩基的相对位置关系、地铁区间隧道结构的施工工法，确定安全、经济、合理的桥梁加固施工的方案。
3）桥梁加固施工过程中采取监测手段对桥梁结构进行必要的监测，提供桥梁沉降数据，使施工做到信息化。
2. 2 ⑤号桥墩加固和隔离保护方案
1）桥墩东侧承台与地铁区间隧道结构之间施作10 根桩径为 600 mm、桩间距为 800 mm、桩长为 17 m的钻孔灌注桩做为隔离桩。 隔离桩顶端采用冠梁连接，其长×宽×高为 900 cm×700 cm×800 cm。
2 ） 在原西侧承 台的东 、 西侧 施作 2 棵桩径 为1 000 mm、桩长为 27 m 的混凝土灌注加强桩，并将原承台加大，使加强桩锚入新建承台内。新建承台长×宽×高为330 cm×550 cm×250 cm。 新、旧承台之间采用植筋方法连接使其成为一整体承台而受力。
2. 3 ④号桥墩处理方案
桥墩东侧侵入地铁结构的桥桩采用体系被动托换处理方法，即：在桥墩东侧增加 2 棵桩径为 1 500 mm，桩长为23.5 m 的灌注桩，将侵入地铁区间隧道结构的原桩截断，在原承台下面新建承台，并将新桩锚入新建承台。 新建承台长×宽×高为 10 000 mm×2 500 mm×3 600 mm。
3 稻香园桥保护施工
3. 1 钻孔设备选择
由于现况桥下净空仅为4.7～4.9 m，桥区地层主要为圆砾卵石层，成孔施工中极易产生塌孔现象 ，所以根据施工现场条件，选择机型净高 4.5 m，最大扭矩完全满足使用要求的反循环GDS-50 全液压钻机钻孔。
3. 2 隔离桩保护施工
由于隔离桩径为600 mm，间距为 800 mm，两桩间距较小，为防止成孔过程中发生塌孔 ，必须严格控制护壁泥浆质量，同时为避免相邻桩体在成孔过程中发生串浆，成孔时采用隔桩跳孔方式施工。
由于受桥下净空影响，桩体钢筋不能采用常规施工方法，必须分段加工制作，所以现场钢筋笼钢筋以螺纹套筒连接方式解决，套筒连接标准参照 JG 163-2004《滚轧直螺纹钢筋连接接头》执行。
3. 3 加强桩施工
选用反循环GDS-50 全液压钻机钻进，泥浆护壁成孔，导管水下灌注混凝土工艺成桩[1]。在成孔时钻孔采用高质量泥浆并掺加膨润土，以确保成孔质量。成孔完成后，对孔径、孔形、孔深及孔底沉渣厚度进行检测，符合规范要求后方准进行下一步施工。
新增承台顶高程与原承台一致，原承台与新承台接触面采取深度凿毛处理，并按照设计要求进行植筋，以保证连接为一整体。新承台采用微膨胀混凝土浇筑，强度为C30。
3. 4 桩承体系被动托换施工
3. 4. 1 设计参数
1 根新增桩，桩顶以下 5.0 m 范围采取负摩阻隔离措施；桩底以上15 m 范围在桩周侧壁预留注浆管压浆，桩底范围采取全面积注浆措施；承台及桩顶 1.0 m范围后浇段采用自密实微膨胀快硬混凝土，膨胀率为0.03 %，混凝土强度 C30。
3. 4. 2 总体施工工艺流程
施工准备→新桩基施工→新承台基坑施工→新桩外壁注浆施工→破除原有桩→完成体系托换。
4 托换过程的监控量测
4. 1 现况桥梁监控量测的主要项目
主要监测项目有：桥梁墩柱、盖梁及承台沉降值；预制梁水平位移值、转角值；桥梁结构裂缝的变化。
4. 2 监测项目的控制标准
1）地表沉降宜控制在 30 mm 内，同时地层的沉降应不致使地下管线破坏，尤其是有压管线和给排水管线。地下管线沉降一般要求应不大于20 mm。
2）桥墩、梁板的沉降值以及建（构）筑物倾斜度应在保证结构安全和使用要求的范围内；横桥向同一盖梁的2 个承台不均匀沉降位移差控制值小于 5 mm，承台竖向沉降控制值为30 mm，承台水平位移控制值为3 mm。 具体监测数据见图 2、3。
5 安全施工应急准备
5. 1 地面安全保证措施
1）承台体系转换施工选择在交通流量相对较小的夜间实施，限制汽-20 及以上载重车的通行，车辆限速20 km ／ h，安排交通协管员进行疏导。
2）在桥梁两侧各安排专职人员对桥面结构裂缝情况进行检查。
3）在施工现场储备大量钢管脚手架，一旦监测数据显示沉降量超出设计规定最大沉降量的0.8 倍即24 mm 时，及时组织人员搭建钢管架支撑桥梁，防止桥梁进一步沉降。
4）在桥梁支座下设置千斤顶，若出现沉降数据急剧变化时，及时加压顶升，确保桥梁安全。
5）桥梁各部位出现裂缝时 ，应采取无损检测及评价方法，对裂缝的宽度和深度进行评价，必要时采取压力灌浆修补法、钢板修补法进行修补。
5. 2 暗挖施工安全措施
1）加强隧道开挖过程的管理，切实按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”暗挖方针施工，严禁发生土方坍塌，避免扰动桩基附近土质，造成桥梁沉降
2）加强隧道施工的监控量测工作 ，量测项目为 ：拱顶下沉、净空水平收敛、地面下沉与隆起、格栅钢架内力，并及时对数据进行分析 ，发现异常情况及时采取相应防护措施。
3）洞内凿除侵限旧桩时，必须先将旧桩切断后才能进行凿除，以避免凿除振动过大发生土体坍塌现象。
6 结论
稻香园桥旧桩切割完成继续对桥梁的稳定性实施48 h 连续不间断监控量测 ，监测数据显示 ，新桩内力荷载与设计值吻合，实测变形数据在设计预测范围之内，承台变形已趋于稳定，桥梁外观无异常变化，达到了桥梁体系托换的预期目标，桥梁使用状态安全。
稻香园桥桩托换施工开创了桥桩被动托换的先例，为今后类似工程施工提供了参考和借鉴。
参考文献：
[1] 北京市市政工程总公司. DB J01-46-2001 北京市城市桥梁工程施工技术规程[S]. 北京：北京市建设委员会，2001.
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