地铁工程下穿桥梁的具体设计方案及注意事项

1下穿桥梁的设计方案

1.1下穿铁路框构桥、公路桥方案滑翔站—吉力湖街站区间下穿揽军路高架、铁路框构桥、城东湖高架桥，下穿桥梁段范围173m。揽军路桥由框构桥和高架桥组成，框构桥为两个单孔12.5m钢筋混凝土框架结构，长48.03m，宽13.9m，高架桥桥桩分别为Φ2000钻孔灌注桩及Φ1500钻孔灌注桩，横桥向桩间距为10m，纵桥向桩间距为19m;秦沈铁路框架桥为两个单孔19m钢筋混凝土框架结构，长40.03m，宽20.8m，桥上有6股既有铁路线。城东湖街高架桥为多跨连续梁桥，桥桩为Φ1200钻孔灌注桩，纵桥向桩间距为4.9m。现场如图4所示。左右线区间分别从两跨桥下穿过，采用盾构法施工，穿越主要土层为粉砂层、粉质粘土层、中砂层、砾砂层、圆砾层，勘察期间水位埋深9～12m。隧道与桩基水平距离约为6m，与框构底竖向距离约为10m，如图5所示。下穿段隧道主要设计方案:(1)施工前对现有桥梁做全面评估，确定合理的变形控制指标，并提出相应的应急预案，施工过程中进行严密监视，当量测结果达到警戒值后，根据监测结果考虑是否采用补强措施。(2)控制盾构掘进速度、土压、总推力和刀盘扭矩等盾构施工参数，减少盾构的超挖和欠挖，以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象，降低地基土横向变形施加于建筑物基础上的横向力。(3)桥区范围内，及时进行盾构管片同步注浆及二次注浆，减少盾尾通过后隧道外周围形成的空隙，减少隧道周围土体的水平位移及因此而产生的对桩基的负摩阻力，必要时进行多次补浆或地面注浆加固桥桩。(4)秦沈铁路桥区，铁路线路加固采用3－5－3扣轨加纵横梁加固体系，加固长度为距最外侧框构结构14m。(5)加强监测，采取相应措施，包括对建(构)筑物的变形、沉降的监测，如发生较大的变形，应及时反馈设计、施工相关单位以调整施工参数。(6)应急措施①根据现场事故情况，在分析工程地质资料、水文地质资料和相关设计、施工和地面环境资料的基础上，由技术负责人召开技术会议确定采取的应急措施(如临时排水、注水、封堵、注浆等);②项目管理人员、技术人员和施工人员根据应急措施对事故进行救援，并在施工过程中严密关注事故的发展趋势和出现的新情况，及时沟通并根据现场情况对应急措施进行优化和调整;③救援施工时应密切注意周围环境的变化，采取相关应急措施，防止事态的进一步发展和避免次生灾害的发生。1.2下穿哈大高铁桥梁方案沈苏西路站—胜利南街站左右线区间下穿哈大客专马总屯大桥，桥梁中间跨80m，边跨48m，三跨连续梁，群桩基础，桩底标高为8.302～13.742m。两线选择从哈大高铁马总屯大桥80m主跨间通过。平面如图6所示。区间采用盾构法施工，穿越地层主要为中密～密实粗砂、圆砾层。地下水属松散岩类孔隙潜水，地下水水位埋深10.00～8.40m。下穿段隧道主要设计方案:(1)区间结构外皮与铁路桩基最小净距18.7m，隧道结构底距桩底4.5～9.5m，使桥桩尽量避开区间施工对土体影响范围。(2)区间两侧打设直径600@1000钻孔灌注桩隔离。(3)降低掘进速度，采取合理速度值，可以使土体将盾构掘进所产生的应力充分释放，避免产生应力过大或过于集中。(4)随时调整盾构施工参数，减少盾构的超挖和欠挖，以改善盾构前方土体的坍落或挤密现象，降低地基土横向变形施加于建筑物基础上的横向力。(5)采用同步注浆，减少盾尾通过后隧道外周围形成的空隙，减少隧道周围土体的水平位移及因此而产生的对桩基的负摩阻力。(注浆时一定要确保注浆压力，且浆液饱满，直到地层注满为止)(6)加强监测，采取相应措施，包括对建(构)筑物的变形、沉降的监测，如发生较大的变形，应及时反馈设计、施工相关单位以调整施工参数。(7)控制好盾构姿态，避免盾构大幅纠偏、上浮或叩头、后退现象发生。如图7所示。
2结语
沈阳地铁九号线已经进入施工阶段，上述下穿桥梁方案是经过深入研究，借鉴国内地铁相关设计及施工经验，并经过专家评审后采用的方案，在施工期间还要加强监测，通过实时反馈进行合理的修正以确保方案的安全可靠，确保地铁施工安全，同时保证施工和通车后对既有公路铁路桥梁的影响在允许的范围之内。