文章编号：1009-4539(2020)11-0109-04•桥梁工程・
北村枢纽互通立交主线特大桥临近地铁
苏洪斌
(中国铁建港航局集团有限公司第一工程分公司广东广州511442)
摘要：北村枢纽互通殳交主线特大桥桩基距广州地铁3号线隧道外边线最小距离约2.2m，桩基施工将很大程度影响地铁结构设施的安全、稳定，必须采取有效措施确保桩基成孔过程中地铁隧道结构的稳定。通过北村枢纽互通殳交主线特大桥桩基施工实践，采取了隧道内地面上联合测量监测、复合式防护技术、钢筋笼加强筋精度控制、混凝土灌注技术等方法，实现了临近地铁桩基施工零预警、桩基质量全部合格的目标，所得经验可为类似工程提供参考。
关键词：联合监测复合式防护精度控制混凝土灌注
中图分类号：U445.551文献标识码：A DOI:10.3969/j.issn.1009-4539.2020.11.027
Key Technology of Pile Foundation Construction of Beicun Main Line Interchange
Junction Bridge Adjacent to the Metro
SU Hongbin
(The First Engineering Branch of CRCC Harbour&Channel Engineering Bureau Group Co.Ltd.,
Guangzhou Guangdong511442,China)
Abstract:The minimum distance is about2.2m between the pile foundation of Beicun main line interchange junction bridge and the outer line of Guangzhou Metro Line3tunnel.The construction of pile foundation will greatly affect the safety and stability of metro structure and facilities.Effective measures must be taken to ensure the stability of metro tunnel structures in the process of pile foundation drilling.Based on the pile foundation construction practice of Beicun main line interchange junction bridge,this paper adopted the methods of joint measurement and monitoring on the ground in the tunnel,compound protection technology,accuracy control of reinforcement cage,concrete pouring technology and so on to achieve the goals of zero early warning of pile foundation construction near the subway and all qualified pile foundation quality.The experience obtained can provide reference for similar projects.
Key words:joint monitoring；compound protection；precision control；concrete pouring
1引言
目前国内大多一线城市交通压力极大，如何以地铁、公路交叉的规划路线去满足交通需求现已成
收稿日期：2020-07-10
基金项目：中国铁建港航局集团有限公司科技研究开发计划项目(2018-B19)
作者简介：苏洪斌(1973-)，男，广东曲江人，高级工程师，主要从事铁路、公路工程项目施工管理工作；E-mail：527368028@
qq 为解决问题首选。上跨既有地铁线路高架桥施工存在一系列风险影响，包括施工过程中可能遇到溶洞的地质风险，桩基施工时出现塌孔、承台开挖卸载引起地铁结构上浮、桥梁架设设备行走时引起地铁结构下沉等施工风险[，-3]o
受地铁隧道结构安全及地铁线路正常运行的要求，必须用震动小且挤土压力较小的施工方法⑷。广州新白云国际机场第二高速公路北段工程北村枢纽互通立交主线特大桥上跨广州地铁3号
109
铁道建筑技术RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2020(11)
•桥梁工程•
线，共163根桩基在地铁保护范围内(距地铁结构 边线30 m 以内)。在施工中，通过不断优化施工方
案，形成了比较成熟的桩基施工方法。本文详细阐
述其中的关键技术，以进行经验总结和推广。
2工程概况
北村枢纽互通立交主线特大桥位于广东省广
州市白云区，与运营中的地铁3号线北延段隧道及
G106国道共线，共线段位于龙归地铁口与人和地铁
口之间，桥梁全长1 768 m，桥跨范围为25 ~
31.5 m，下部结构为门架柱式墩，墩台采用桩基础， 上部结构为预应力碇小箱梁、简支钢箱梁。桥梁部 分桩基距地铁隧道距离较近，理论最小净距仅为
2. 25 m，位于地下工程(车站、隧道等)结构外边线
5 m 内特别保护区。桥梁桩基桩径设计为1. 8 m 、
2.2 m 、2.5 m 、2. 8 m，设计桩长40 m，地铁埋深在
7.6-13.1 m，桥梁桩基位于地铁隧道单侧或双侧， 桥梁与地铁隧道位置关系如图1所示。
3关键技术施工工艺特点及流程3.1工艺特点
(1) 施工前，做好地面上隧道内的联测工作，确 保桩位定位准确，严格控制桩位定位测量的精度和 桩身垂直性⑸O
(2) 为确保桩基成孔过程中土体和砂层的稳
定，避免出现塌孔，在临近地铁3. 5 m 内桩基施工前
先采用水泥搅拌桩处理后"小，用永久钢护筒进行 跟进“-叫
(3) 为有效控制桩基保护层厚度，钢筋笼加工 时其加强筋采用一种新型十字模具，准确控制钢筋 笼直径及刚度。
(4) 做好充足的准备工作，确保水下混凝土灌 注的连续性。 3.2工艺流程
关键技术施工工艺流程，如图2所示。
图2施工工艺流程
4施工关键技术及质量控制
4.1隧道内地面上联测
采用GPS 静态测量与全站仪导线控制测量相
结合的方法将控制点引入地铁隧道内，实测地铁隧
道结构边线及联络通道的准确位置。
(1) 洞外控制网布设及施测精度要求。
测量队根据复核审批的首级控制网在龙归地 铁口 B1出口布置2个通视导线点，用GPS 静态测
量方法进行按同等级精度进行加密控制，作为进隧 道闭合导线的起算点。洞外控制网精度为一级。
(2) 洞内导线布设及施测精度要求。
洞内导线测量形式采用闭合导线测量，由龙归 地铁口地面控制点1040和加密点I040-a 开始，通过
龙归地铁车站内各通道和电梯，引入地铁右侧隧
道，通过龙归至人和区间段6#联络通道转入左侧隧
道，再往回测闭合至龙归地铁口 1040和1040-a，形 成闭合导线，施测精度为导线一级。如图3所示。
1040-a
龙归＜5=
左侧线(下行)
«=o 人和
右侧线(上福/ '
图3洞内导线布设
(3)隧道结构边线及联络通道实际位置的 复测。
110
铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2020 (11
)
•桥梁工程•
地铁实际平面位置测量在精密导线完成后进行，以实地测定地铁隧道区间、联络通道及车站建筑的边线位置，根据复测的成果及地铁资料再次核算桩与隧道、联络通道的位置关系得岀：
①实测地铁隧道结构边线与设计隧道结构边线最大差值8cm，不影响桩基施工。
②实测联络通道位置与竣工图标注位置偏移在2m内，但桩基位置与地铁联络通道位置不冲突，
不影响地铁运营安全。
将地铁隧道结构边线及联络通道位置放样于地面，然后放出桩基桩位，并报业主、设计、监理、监控单位复核无误后方可进行桩机就位，以双向十字线控制桩中心。开钻前必须先校核钻头的中心是否与桩位中心重合。在施工过程中还须经常检测钻具位置有无发生变化，以保证孔位的正确。护桩要做好保护工作，防止施工过程中被扰动。钻孔过程中严格控制垂直度。
4.2地铁保护监测
根据《城市轨道交通既有结构保护技术规范》中对外部作业的工程影响分区的规定，项目外部作业的工程影响分区为强烈影响区（C），属于重大影响外部作业⑴］。考虑项目实际情况，按下面原则布设监
测断面：（1）每轴投影到地铁隧道的位置在两条地铁隧道各布设一个监测断面；（2）轴与轴之间布设监测新面的距离原则上不大于10m；（3）国道G1O6设计起点轴之外两条地铁隧道各布设一个监测断面;（4）北村枢纽互通立交设计终点轴之外两条地铁隧道各布设一个监测断面。考虑到现场施工组织，以上监测断面和监测点应随着施工进度逐步布设和实施监测。本项目地铁保护监测的具体监测项目包括：隧道水平位移、隧道竖向位移（沉降）、隧道径向收敛。
项目于3号线龙归~人和区间上行线、下行线受施工影响的地铁区间范围内按一定的间距布设监测断面，桥墩轴线对应位置一个断面，两侧各5m 一个断面，其它位置一般按10m—个断面布设。地铁隧道变形监测的每个监测断面布设5个监测点，分别在隧道顶部、隧道两侧侧墙各布设1个监测点，于隧道底部布设2个监测点用于反映道床的差异沉降，顶部测点可以接触网停电但不挂地线的情况进行安装，安装时应与接触网保持安全距离，测点具铁道建筑技术RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY
体位置根据隧道现场内机电设备的位置以及观测视线的通视情况作局部调整，如图4所示。
在监测过程中，针对
监测项目的控制值如表1
所示。施工现场严格进行
施工控制，根据现场监测
反馈结果可知，施工过程
对地铁隧道影响较小，地
铁保护监测各项指标均满
足规范要求，实现了临近
地铁桩基施工零预警。
表1城市轨道交通结构安全控制指标值
安全控制指标控制值/mm
隧道水平位移<15
隧道竖向位移<15
隧道径向收敛<15
轨道横向高差<4
盾构管片接缝张开量<2
4.3桩基成孔复合式防护
结合桩基实际地质情况及桩基施工经验等综合考虑，在临近地铁0~3.5m内采用水泥搅拌桩进行地质处理，永久钢护筒和浓泥浆进行防护，旋挖钻施工。
（1）水泥搅拌桩施工
对桥梁桩基外边缘与地铁结构净距3.5m以内的桩基易塌孔地层，采用水泥搅拌桩预处理措施。水泥搅拌桩处理深度应根据桩基地质勘探资料现场确认，原则上贯穿砂层，并进入强风化岩层2m，本技术取18m。采用单排4>50cm深层水泥搅拌桩，由于搅拌桩作用为稳定土体可不参考相互咬合，也可以设计作相互咬
合5~10cm，本文采用桩
间互相咬合10cm，搅拌
桩预处理大样图如图5
所示。
（2）永久钢护筒施工
初期钻进时有水泥
搅拌桩及浓泥浆防护，但
在清孔后下钢筋以及桩
基混凝土灌筑期，由于时
间较长，且有地铁运行的
2020（11）
111
•桥梁工程•
振动和国道G106上大型货车振动，可能会造成土
体松散而坍方，所以设计永久钢护筒防护。永久钢 护筒规格选取与桩基直径相关，制作规格如表2 所示。
表2永久钢护筒制作规格
桩基直径180220250280钢护筒直径
200
240
270
300
钢护筒厚度0.8
1
2
2
(3)浓泥浆防护作用
针对地质情况穿过砂层、淤泥层，并且砂层、淤
泥层层厚较厚，应特别处理，应根据现场实际地质 情况随时调整泥浆指标，保证泥浆性能，泥浆浓度
控制在1.1 ~1.3范围内。通过建立泥浆处理中心， 实现泥浆循环利用，既节约了材料成本，又能较好
地保护环境。引孔施工时，由于无护筒护壁且钻入 深度较大，需配置高浓度泥浆护壁，快速完成该工
序并及时安装钢护筒。永久钢护筒安装完成后可 考虑适当减小泥浆浓度、减小泥浆用量。
通过引进新型泥浆处理设备(见图6)，建立泥 浆处理中心，实现泥浆
循环利用，既节约了材
料成本，又能较好地保 护环境，促进文明施工。
水泥搅拌桩的作用 主要是在开孔阶段和钻机钻进初期对覆盖层的
图6泥浆处理设备
加固防护作用，永久钢
护筒则是对后续桩基成孔、清孔及灌注等过程的加 固防护作用。浓泥浆的作用是在整个钻进过程的 双重保护。
4.4钢筋笼制作质量控制
钢筋笼是预先制作的钢筋结构，在桩基中主要 起抗拉作用。钢筋笼保护层保护钢筋不直接接触
孔壁而被锈蚀，直接关系结构的耐久性。加强筋现 采用简单十字模具，钢筋弯圆后，放入十字模具内 焊接。存在的主要问题：十字模具上四个支点采用
螺纹套筒和丝杆固定，无直径调节刻度线。稳固性 差，四个支点移位时，制作工人常未知晓。常不以 中点调节直径，影响加强筋直径。
针对以上问题，作出以下解决措施：(1)在十字 模具上增加调节刻度线。(2)改进支点设计，增强 支点稳固性。加强筋制作精度是钢筋笼保护层控
制基点，所以必须把控精度。改进后的十字模具可 适时调节加强筋大小，制作成本低，制作方便快捷。
4.5灌注混凝土
北村主线特大桥位于广州市交通繁忙地区，灌
注混凝土施工需对原材料、配合比、机具、设备、人
员、施工用电等做好充足的准备，而且还应有应急 措施，确保在混凝土灌注过程中不出现堵管或中断
等问题。水下混凝土灌注的关键是首封，首封时的 方量应经过计算，以确保首封后导管埋深达到1 m
以上。
5结束语
保证地铁结构设施安全是顺利完成临近地铁桩
基施工的重要前提，北村枢纽互通立交主线特大桥临 近地铁桩基施工工程采取复合式防护技术并构建
了完备的地铁结构监测方案，有效地控制了施工潜在 风险。工程在工期紧、任务重的情况下，通过现场实
施和不断优化改进顺利完成了临近地铁桩基施工，成 桩后检测合格率为100%，所采取的复合式防护技术 应用效果良好，将对地铁结构的扰动降到最低，隧道
水平位移、隧道竖向位置(沉降)、隧道径向收敛等
监控项目均未达到预警值，施工对地铁隧道影响很
小，为今后类似工程施工提供了经验。
参考文献
[1]
闫庆生.桥梁桩基临近既有地铁线施工技术研究[J].
铁道建筑技术，2018(4) ：70 -72.
[2] 陈俊辉，杨磊，李慧慧，等.砂土地基地铁隧道受旁侧
基坑开挖变形影响实例分析[J].浙江建筑,2018(3):
26-30.[3]
张戈.软土地区桩基施工对紧邻运营地铁隧道的位移
控制[J].都市快轨交通,2016(6) ：93 -98.
[4]
王玉珍.繁忙铁路干线旁长大桩基施工与安全防护技
术[J].山西建筑,2011(32) ：62 - 64.
[5] 陈鹏.自动监测系统在地铁下穿既有线路工程中的应
用研究[J].铁道建筑技术,2018( 1) ：98 - 101.
(下转第163页)
112
铁道建筑技术 RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY
2020(11)
•线路/路基工程・
工序。
(5)注浆用料采用YC-200型建筑结构胶，注浆 仪器一般使用小型注浆机及配套的注浆嘴等。注 浆前要检查裂缝处安装的所有注浆嘴是否都开启， 保证排气顺畅。注浆时从轨道板裂缝端部第一个
注浆嘴处开始低压注浆，并逐渐加压，一般以控制
在0.4 MPa 内为标准，以注浆嘴内不再进浆为止，如 图5所示。
图4安装注浆嘴 图5低压注浆(6)待注浆材料彻底凝固(25七环境中10 min 固化)后，使用角磨机清理道床板表面注浆材料，直
至与原表面无明显差异。处理结束符合要求后，在 道床板表面修补处刷聚合物水泥浆。为使颜与 周围道床板颜一致，等待聚合物水泥浆干后，用
砂纸将表面轻轻打磨一遍。
4结论
双块式无祚轨道道床板开裂现象在高速铁路 建设过程中较为普遍，本文依托西成客专XCZQ-3 标段双块式无酢轨道施工项目对其进行了深入研
究，主要结论如下：
(1)根据施工现场的调研和深入的理论分析，对
双块式无U 乍轨道道床板裂缝类型进行了系统分类。
(2) 根据道床板裂缝类型，从设计、施工等方面 对其产生的原因进行了深入分析。
(3) 结合西成客专XCZQ-3标段施工现场，依据 裂缝类型及产生原因研究了裂缝修复技术，并对其 进行了修复，取得了显著效果。
参考文献
[1]
王中明.高速铁路双块式无祚轨道养护维修技术研究
[D]，北京：中国铁道科学研究院,2016:16.
[2] 尹月酉.西北地区客运专线整体道床混凝土裂缝控制
关键技术研究[D].兰州：兰州理工大学，2016：33.[3]
朱长华，王保江，裘智辉，等.CRTS I 型无祚轨道道床 板裂缝成因分析及应对措施[J].施工技术,2012,41
(5) ：77 -79.
[4]
张景伟.西北地区高速铁路整体道床开裂及裂缝部位
碳化规律研究[D].兰州：兰州理工大学，2019：11.
[5] 张勇.路基上双块式无酢轨道空间力学及裂缝特性研
究[D].长沙：中南大学，2011： &广州地铁3号线时间
[6]
孙鑫鹏.道床板混凝土的开裂机理分析[D].长沙： 中南大学，2010:18.
[7]
雷小磊.CRTS1型双块式无祚轨道裂纹控制技术[J]. 华东公路，2014(1 ):86 -88.
[8]
吴维洲，章健华.CRTSI 型双块式无酢轨道道床板混
凝土开裂分析及控制措施[J].中国铁路，2013(10)：
92 -95.
[9] 王保江.兰新铁路CRTSI 型双块式无酢轨道道床板混
凝土抗裂技术[J].铁道建筑,2014(2):101 -104.
[10] 陈孟强.预防双块式道床板混凝土裂缝的施工技术研
究[J].路基工程,2014(2):142 -147.
[11] 杨维威.温带季风气候条件下无祚轨道道床板混凝土
施工技术[J].铁道建筑技术,2016(9) ：84 -87.
[12] 李浩宇.CRTSIII 型板式无祚轨道底座凹槽四角裂缝
成因分析[J].铁道建筑技术,2019(4):142-146.
■+
(上接第112页)[6]
蔺炳辉，王乐宁.临近既有线桩基施工的安全防护
[J].筑路机械与施工机械化,2018(5):119-121.
[7]
石振明.沈丹祎，彭铭，等.岩溶地区桩基施工溶洞处
理技术一以吉安永和大桥桩基施工为例[J].工程地 质学报,2015(6) ：1160 -1167.
[8] 罗强强.毗邻地铁盾构免共振振动锤钢护筒施工技术
[J].城市道桥与防洪,2019(10):142-144.
[9]
陈林.李明，许博.等.全护筒桩基施工方法在临近构 筑物桩基施工中的应用[J].市政技术,2011,29(4)：
49 -52.
[10] 庄妍，牟凡，崔晓艳，等.全套管灌注桩在临近地铁隧
道的暗桥桩基工程中的应用[J].岩土工程学报,
2015,37(S2) ：41 -45.
[11] 广州地铁集团有限公司.城市轨道交通既有结构保护
技术规范:DBJ/T 15 - 120 - 2017 [S].广州：广东省住 房和城乡建设厅,2017:4.
[12] 中国铁建港航局集团有限公司.一种临近地铁高架桥
桩基复合式防护快速成孔方法=201910698821. X[ P].
2019 -11 -22.
163
铁道建筑技术 RAIL \NA Y CONSTRUCTION TECHNOLOG Y 2020
(11)
发布评论