概述地铁隧道施工对既有桥梁的变形影响规律研究

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　　摘要：在“一带一路”政策的引领之下，城市的发展越来越迅速，进而促使建筑行业的发展。由于土地资源紧缺，不仅使得人们的住宅问题难以解决，还使得交通拥堵现象更加严重。这些都影响着城市化发展的进程。在这种情况下，人们想要缓解交通带来的不便，只有从地下空间着手。于是地铁作为新兴的交通方式孕育而生了。地铁的建设不仅仅减缓了交通堵塞现象，还提升了所在区域的生活水准，是一个城市发展的代表。地铁在带来方便的同时，也带来一定的困扰。本文以从隧道施工的变形影响因素、地表沉降特征等角度，从以下几个方面论述地铁隧道施工对既有桥梁变形的控制。
　　关键词：地铁隧道施工;既有桥梁;变形;控制
　　引言：地铁是新时期新兴的一种接通方式，它应用地下资源来缓解地上交通的紧张。其修建是在地下，不占有地表土地资源，所以很多城市都在修建。可是这样就会对既有环境形成一定的影响。在这样的情况下，一些新建地铁隧道就顺着既有桥梁的路线施工。挖掘隧道会致使地表下沉，进而使得既有桥梁变形，诱发安全事故。怎样在地铁隧道施工的同时确保既有桥梁的稳定性是施工中最为关注的问题。只有掌握好地铁隧道施工对既有桥梁变形的控制，才能够确保工程安全性。
　　一、地铁隧道施工时影响地表变形的因素
　　1.地层特性
　　地球表层岩土体及地面地形，乃是亿万年地质作用的产物，它们处于应力平衡状态，极为缓慢的大陆漂移及造山运动对工程的影响可以忽略不计。在隧道施工引起的地表移动与变形中，地表沉降的大小和分布是最受关注的。地表沉陷包括地表移动和变形两部分内容，地表移动可以分为两个组成部分，即地表垂直位移和水平位移;地表变形主要指不均匀地表沉降和不均匀水平位移所形成的地表倾斜和水平变形以及地表的曲率变形。
　　2.降水
　　由于地铁车站开挖跨度、高度较大，为尽量减小地下水对施工的影响，一般要对施工区域实施人工降水。而地下水位下降，导致土层含水量变化，使得土层中的孔隙水压力降低，有效应力增加，土的强度参数发生变化，引起土层固结而压密，导致地层沉降。其次施工期间开挖面的涌水以及工程完工后衬砌渗漏水，也会造成地下水位下降而使土体下沉。同时周围地下水的不断补给，在一定范围内产生动水压力，改变了地层的渗透压力，而渗透压力是一种体积力，具有方向性和分层压密地层的作用，导致土中有效应力增加，产生土体主固结沉降和后续的次固结沉降。降水还改变了地下水的浮力，地下水的浮力减小会引起地层颗粒的位置改变而产生沉降。停止降水以后，地下水位随之上升，地面会出现反弹，这种水位变化引起的地层变形对周围建筑物会产生比较严重的影响，必须采取一定的防范措施。
　　3.地层损失
　　隧道周围土体在弥补地层损失中发生地层移动，引起地表沉降。所谓地层损失，是指隧道施工中实际开挖的土体的体积与竣工隧道体积之差，竣工隧道体积还包括隧道周边包裹的压入浆体体积。地层损失是由于多种因素作用的结果：开挖面土体向隧道内部移动，隧道施工段面产生收敛，可以引起地层损失;采用盾构法施工时，盾构后退，由于压浆不及时使得土体挤入盾尾空隙也可引起地层损失;还有其他许多因素能够引起地层损失，如在土压力的作用下，隧道衬砌产生的变形也会引起少量的地层损失。
　　二、地铁隧道施工造成的地表变形特征
　　1.地表变形随着隧道施工的进行分阶段进行当地铁隧道挖掘的工作面到距测点相差-3D 至 1D时候（D 表示地铁隧道开挖的最大跨度），这时开挖对地表沉降产生的影响占总沉降量的5%至15%，这是地表变形的超前隆起或负下沉阶段。当地铁隧道挖掘的工作面在- 1D 至 3D的范围时，地表变形速度就会增大，该阶段所造成的沉降量约为55%至65%，这是地表的急剧变形阶段。当地铁隧道挖掘的工作面在3D至5D范围内时，地表变形的速度就会减慢，这个阶段地表沉降量占总沉降量的15%至20%。当地铁隧道工作面超过5D之后，沉降的速度会更加缓慢，几乎没有什么大的变化，已经趋于稳定的状态，这个阶段的沉降量仅为5%。透过以上论述可以发现，在开展地铁隧道开挖作业的时候，借助观测沉降速度的变更情况，能够对控制既有桥梁变形提供相应的灵感。
　　2.地形条件不一样，产生的相关变形程度也存在差异由于隧道下面的作业条件不一样，还有隧道开挖的方法存在差异，这些都使得施工中形成的地表变化存在差异。如果隧道施工范围内的地质结构非常紧密，那么在开展工作时对地表的伤害就相对较少。在隧道开挖的过程中运用适宜科学的方法是非常关键的，好的施工方法能够大大降低地表变形的速度。相关施工人员在开展隧道挖掘作业的过程中，一定要把这两种因素进行有效的整合。只有依照施工场地的地形地貌情况，配置适宜科学的开挖方法，才能够有效降低地形变化，保障上层建筑的稳定运作。
　　三、地铁隧道施工中的既有桥梁变形控制技术
　　在地铁隧道施工中对既有桥梁基础的变形控制技术术语地铁隧道施工中常见的现象，但是在本工程中隧道周圍存在许多条管线以及建筑物基础，因此如何最大程度上确保在城市地铁隧道施工中确保既有桥梁基础的变形在容许范围内，则需要对变形较大区域进行改造加固。
　　1.在城市地铁隧道修建施工过程中，需要将影响隧道施工的旧大桥桩基础拔除。这座旧桥梁桩基工程为钢筋混凝土灌注桩，桩的长度有两种基本形式的26米、30米，两种类型的桩直径0.8米。在老桥的桩拔除过程中150t 履带起重机配备150千瓦振动锤桩前钢套管程序设计建设。进行拔除既有桥梁桩基础的过程中，应尽量减少对桩基础周围的土壤结构扰动，当桩基础局部出现凸桩现象时，需要对桩基础进行钻孔操作，最大限度的减少桩的摩擦力。切除后的桩基础，用充填土回填，可以选择使用粘土和添加一定比例的石灰和粉煤灰的比例均匀充填，并进行均匀的压实，确保隧道施工的稳定性。
　　2.老桥盖梁的加固处理若在地铁隧道施工中，需要将既有桥梁的盖梁以及承台拆除时，这样将会改变盖梁的受力体系成为悬臂梁，所以为了保障在盖梁拆除时既有桥梁剩余部分的稳定性，在桥梁桩基础拔除施工前，需要在承台与盖梁之间浇筑混凝土支撑立柱，且立柱的纵筋应该合理有效的植入到旧桥的盖梁和承台深度大于 30cm 中，从而确保了拔除桩基后桥梁的稳定性。
　　3.新桩基的施工在既有桥梁新桩基础的钻进施工时，需要在孔内有充足的护壁泥浆，确保钻孔机钻进过程中孔壁的稳定性，再开启泥浆泵和转盘。在桩基钻孔机钻进施工过程中，需要确保钻机维持一定的钻进速度，在钻孔达到一定深度时，提高钻机的速度，维持在中速内。
　　结束语：地铁的修建能够加快城市化的进程，然而地铁是利用地下空间来发挥其应有的功能，所以会给地表变形产生一定影响，进而导致地表桥梁的变形。地下空间的开发是顺应时代发展潮流，但是由此带来的一系列的负面影响也应该引起有关部门的注意，所以，在地铁隧道施工过程中，加强对地铁施工时给地表造成影响的控制，才能更好地改善人们的生活水平。
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