地铁隧道施工对桥梁桩基沉降监测分析

孙飞

摘 要：通过对大连地铁促进路～春光街站区间地铁隧道施工对东联路桥桩基影响的监测分析，结合工程特点，探索高风险、高难度项目的施工技术控制，为类似复杂条件下城市地铁隧道通过桥梁施工管理积累经验。

关键词：地铁；隧道施工；桥梁桩基；沉降监测

一、工程概况

大连地铁2号线春光街车站2号风井施工隧道暗挖段为单洞隧道，隧道开挖高度平均13.2m，开挖宽度12m，采用矿山法分导洞施工。隧道自上而下分两个台阶分部开挖，每个台阶高度分别约为4.65m、5.2m。设计为一、二台阶间设临时仰拱支护的I18型钢支撑。二次衬砌自下而上顺筑施工。隧道距离桥墩的距离为2m。隧道经过东联路高架桥下，具体平面为下图。

为了保证东联路桥的长期稳定性和使用安全，必须在隧道施工过程中，严格控制桩、柱的累计沉降和差异沉降。

二、控制指标

隧道土体在开挖时其原始的应力场会发生改变，内部的应力会发生二次分布，从而导致了隧道上方及周围土体的横向和纵向位移。而对于深入隧道影响范围的桥墩而言，土体的运动会致使桩的摩擦阻力减小，最终使桥墩发生沉降和倾斜，从而危害高架桥的使用。因此在隧道开挖时应采取必要的措施，使开挖引起的土层位移减小对桥墩沉降的影响。

（一）测点布置及测量的频率

桥墩沉降观测点采用冲击钻钻深约0.2m的孔，埋设0.3m长的?16钢筋，钢筋露出墩面约100mm。开挖面距离观测断面小于2B前后1次/d，开挖面距离观测断面小于5B前后1次/2d，开挖面距离观测断面大于5B前后1次/1周。

（二）桥墩的累计变形控制指标

由《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）可知桩的间距为11m，两桩之间的倾斜差为控制在10mm为宜。如其中一桥墩的沉降很小，则另一桥墩的累计沉降最大值只能为10mm，因此我们将桥墩的累计沉降控制在10mm，此值远远小于《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）中高耸结构基础的允许沉降量200mm（H≤100m），因此将桥墩的沉降量控制在10mm以内是偏于安全的。因此设计院给定的控制值为：桥墩沉降的控制标准是10mm，其中变形到7mm视为警戒值。

三、主要监测结果及分析

（一）监测结果

1.隧道的施工进度

春光街车站横通道采用左右导洞法施工，施工进度与桥墩测点的关系见图1

所示。

2.桥墩监测点历时沉降曲线

桥墩各测点自建立测站到达到稳定时沉降状态曲线见图2所示，桥墩点02在为沉降最大，累计为-2.94mm。

3.桥墩监测点历时沉降速度曲线

桥墩监测点历时沉降速度曲线如图2所示：在10月2日桥墩测点开始沉降，桥墩01速度为-0.03mm/d，桥墩02速度为-0.05mm/d；在10月7日桥墩测点沉降速度达到最大，桥墩01为：-0.07mm/d，桥墩02为：-0.17mm/d；在11月4日，桥墩测点的沉降发生小的突变：桥墩01和桥墩02均为：-0.03mm/d；在11月17日沉降达到稳定。

（二）结果分析

1.施工引起地表整体性沉降分析

由图1可以看出，横通道隧道开挖引起桥墩下沉 ，由于桥墩02测点比桥墩01测点更靠近隧道，所以桥墩02测点的沉降量要大与桥墩01测点。

2.隧道掘进对桥墩的影响范围分析

在2010年10月3日，当右洞第一层掌子面推进至桥墩测点2m时，桥墩各个点沉降量出现了突变，其中桥墩02点由-0.22mm突变为-0.42mm，提高2倍，表明隧道施工对桥墩产生明显影响。当右洞掌子面推过桥墩测点断面时，桥墩02点由-0.5mm变为-0.7mm，提高1.4倍。在2010年11月4日，当右洞第二层掌子面推过桥墩监测断面时沉降量由-0.07mm变为-0.13mm，表明隧道施工对桥墩沉降影响结。由此得出：隧道施工对桥墩沉降有关键性的影响。地铁施工监测设计要求提前20m布点测量，监测期限为3个月。由监测结果表明，在春光街地质条件下，监测布点在掌子面前方10m，监测期限为2个月，能够满足对桥墩监测的要求。

3.隧道二次施工对桥墩沉降的影响

由图1可看出，春光街横通道右洞第二层CRD法施工的工期为2010年9月2日至11月18日。图2的沉降曲线的不均匀性表明右洞二次施工对桥墩沉降有影响。图2曲线可看出，11月4日桥墩02的沉降由-0.07mm到-0.12mm，隧道二次施工的桥墩沉降影响十分明显。

四、结论

（一）人工素填土下浅埋暗横通道隧道开挖引起的地表整体下沉，在隧道中沉降范围内的桥墩也会有影响

（二）在春光街横通道人工素填土下浅埋条件下，当隧道掌子面施工对桥墩产生明显影响，影响范围为前后5m。建议监测开始的时间为掌子面距离桥墩10m，监测期限为2个月，可满足桥墩安全性要求。

（三）人工素填土下浅埋暗横通道隧道CRD法施工对桥墩二次沉降影响明显，二次沉降的量为第一次沉降量的1/5。