地铁站主体暗挖段下穿桥梁综合施工技术

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1、专业知识分享版摘要：北京地铁6号线一期花园桥站暗挖段城市地铁隧道下穿既有桥梁时，在穿越前采用数值模拟计算估算桥梁基础变形，进而推算梁体次应力，判断梁体安全状态，据此调整地铁隧道施工方法以及对桥梁的加固措施。在地铁隧道穿越桥梁过程中，通过PLC桥梁同步升降系统主动、动态调整桥梁梁体形状，使梁体基本保持原设计状态，保证了既有桥梁结构安全。关键词：地铁隧道；主体暗挖段；下穿；桥梁；同步升降系统；动态主动保护隧道穿越桥梁过程中，须保证桥梁各部分的形变、位移、应力变化等指标控制在允许范围内。若设计或施工处理不当，轻则可能降低桥梁使用耐久性，

2、重则甚至影响到桥梁的正常使用或危及桥梁结构安全。因此在桥梁的基础附近建造隧道时，须采用有效的技术防护措施，以减小隧道施工对既有桥梁的影响。北京地铁6号线一期花园桥站暗挖段在施工过程中，地下隧道成功穿越花园桥，该桥沉降变形基本为零，始终处于正常使用状态，保证了既有桥梁结构的安全。1工程概况1.1地铁花园桥站工程概况花园桥站是北京市地铁6号线一期工程的一个中间站（图1）。车站总长233.6m，其中暗挖段长190m，标准段宽度为19.70m。车站有效站台中心里程处覆土厚度为8.67m，底板埋深25.15m。花园桥站主体暗挖段截面如图2所

3、示。1.2花园桥结构花园桥位于西三环与车公庄西路交汇处，该桥至今已运营17年。主桥为三跨预应力钢筋混凝土连续箱梁，跨径为32m+37m+32m，南北引桥分别为5跨20m后张预应力工字形梁与混凝土桥面板的组合简支梁，桥面连续。全桥横桥向分为东西两幅桥，桥梁全宽28.3m。下部结构采用柔性墩设计，主桥采用盆式固定橡胶支座，其他各墩采用橡胶支座及四氟滑板支座。墩底采用桩基础，每墩设4根，桩径1.2m，桩间距3.2m，桩长20m。主桥箱梁及引桥预制工字梁混凝土均为C45，桥墩混凝土为C40，桩基础混凝土为C30。花园桥主桥如图3所示。花园

4、桥设计荷载标准为：快车道，汽-超20、挂车-120；慢车道，均布荷载为3kPa，汽-15验算；人群荷载小于3.5kPa。1.3花园桥与车站的位置关系车站跨路口段暗挖主体结构临近花园桥主桥跨北侧8号墩桥桩，其中主体结构外皮距花园桥桥桩外皮1.53m，围护桩距离桥桩外皮0.68m，上层小导洞距离桥桩外皮仅为0.08m；南侧主桥（7号墩）桩外皮距车站结构外皮11.4m（图4）。2地铁隧道下穿花园桥数值模拟计算与评估2.1数值模拟计算分析使命：加速中国职业化进程专业知识分享版新建地铁结构的施工对既有桥梁结构安全性影响采用有限差分的FLAC

5、程序进行数值模拟计算和分析。2.2计算结果分析地表沉降随开挖的进行逐步发展，在结构拱部跨度全部开挖完成时，产生沉降量最大，并在随后的施工过程中有小范围的波动，车站结构施工完成后，地面最大沉降量为24.0mm，发生在拱顶跨中。车站开挖引起花园桥承台中心沉降最大值为10mm，倾斜值为0.45‰，相邻承台差异沉降最大值为4.5mm。评估结果已超出桥梁允许变形，必须采取措施保证既有桥梁安全。3车站主体下穿花园桥段施工技术3.1取消4号导洞，围护桩加长为减小车站施工对桥桩桩底土层的扰动，减小桥桩桩端承载力的损失，在车站下穿桥梁段落（桥梁投影

6、范围以及东西各10m）取消4号小导洞，该范围内围护桩加长7m，由3号导洞内采用人工挖孔方法施作围护桩。围护桩加长一方面为车站主体结构提供竖向承载力，另一方面起到隔离桩的作用，在开挖车站时，可相对减小对于桥桩周边土体和桩端土体的扰动作用（图4）。3.2车站下穿花园桥段围护桩施工3.2.1挖孔桩孔口加强措施3号导洞施工中，在围护桩南北两侧通长埋设4根直径为20mm的钢筋，加强3号洞水平方向整体刚度，减小挖围护桩过程中洞体的变形，同时限制桥桩变形（图5）。3.2.2人工挖孔桩施工顺序地铁车站围护桩桩径为800mm，中心距1200mm，为

7、减小地铁车站围护桩施工过程中对桥桩的影响，根据现场条件采用隔四挖一跳跃挖桩方法，保证围护桩施工过程中在桥桩影响范围内只有一根围护桩在施工（图6）。人工挖孔围护桩采用钢筋混凝土护壁，护壁厚度100~150mm，混凝土强度等级为C20，并且在混凝土中掺加适量早强剂。护壁钢筋主筋采用19?8（Ⅰ级），箍筋采用?10@200（Ⅰ级），主筋揻成弯钩上下钩结形成整体。人工挖孔钢筋混凝土护壁每节长1m。施工过程中需在上层护壁混凝土达到5MPa后方可拆模，开挖下步土体。3.2.3围护桩桩底注浆，增加竖向承载力在围护桩内设置2根直径25mm的钢管作

8、为桩底注浆导管，导管插入桩底土中300mm，待围护桩混凝土施工完成、混凝土强度达到5MPa以上后，进行桩底注浆加强桩端承载力。桩底注浆浆液配合比为1∶1水泥浆，注浆压力为2MPa。3.3逆作法施工车站主体二衬结构3.3.1站厅、站台层土方施工为减小