[摘要]南京機(jī)場高速公路是一條南京市區(qū)通往祿口機(jī)場的重要交通線路，南京地鐵 5 號線區(qū)間盾構(gòu)隧道施工下穿機(jī)場高速公路，側(cè)穿高速公路橋樁基礎(chǔ)。主要介紹了盾構(gòu)施工穿越前通過數(shù)值模擬分析，針對施工參數(shù)、盾構(gòu)同步注漿系統(tǒng)等采取了適應(yīng)性優(yōu)化; 穿越期間通過對盾構(gòu)推力、土壓力和橋墩變形的實時監(jiān)測與調(diào)控，確保了盾構(gòu)穿越過程中機(jī)場高速路橋的正常運(yùn)營。

　　[關(guān)鍵詞]地鐵; 盾構(gòu); 橋梁; 數(shù)值模擬; 施工控制

　　1 工程概況

　　南京機(jī)場高速公路是一條南京市區(qū)通往祿口機(jī)場的重要交通線路，于 1997 年 6 月建成通車，有 “省門第一路”之稱。2014 年 6 月，南京機(jī)場高速公路改擴(kuò)建完工，由雙向 4 車道擴(kuò)建為雙向 8 車道。南京機(jī)場高速公路橋為吉印大道分離式立體交叉主線上跨拼寬橋，分為老橋和拓寬 2 部分。老橋部分上部結(jié)構(gòu)以折代曲，采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，下部采用柱式墩臺、鉆孔樁基礎(chǔ); 拓寬部分上部結(jié)構(gòu)采用裝配式先張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板，下部基礎(chǔ)與老橋一樣采用柱式墩臺、鉆孔樁基礎(chǔ)。

　　2 盾構(gòu)穿越工況數(shù)值分析

　　盾構(gòu)穿越施工前采用大型有限元數(shù)值模擬分析軟件 MIDAS GTS-NX 分析地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)施工對機(jī)場高速公路橋結(jié)構(gòu)變形的影響。以兩線相交區(qū)域中心位置為原點，建立包括既有機(jī)場高速公路橋梁、地鐵 5 號線盾構(gòu)段及下穿節(jié)點結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格，如圖 2 所 示。根 據(jù) 工 程 經(jīng) 驗，所取土體范圍為 165m×125m×31m( 長×寬×高) ，通過激活和鈍化開挖區(qū)的土體單元、結(jié)構(gòu)單元模擬盾構(gòu)掘進(jìn)施工過程。

　　3 穿越過程施工控制技術(shù)

　　盾構(gòu)掘進(jìn)穿越機(jī)場高速公路橋施工分穿越前、穿越中、穿越后 3 個階段。盾構(gòu)始發(fā)后至盾構(gòu)切口所能影響的最初高速公路橋斷面前( 約 140m) 作為盾構(gòu)穿越試推進(jìn)階段，把盾構(gòu)切口進(jìn)入所能影響的最初高速公路橋斷面處至盾尾離開所能影響的最終高速公路橋斷面范圍定為穿越階段，把盾尾脫出所能影響的最終高速公路橋斷面處后 50m 定為穿越后階段。同時，考慮到本次穿越實際工況左線穿越位于機(jī)場高速公路橋錐坡下，為降低盾構(gòu)穿越對錐坡的穩(wěn)定隱患，現(xiàn)場盾構(gòu)先由右線施工，通過穿越前階段的施工參數(shù)優(yōu)化及第 1 次穿越的寶貴經(jīng)驗，再左線穿越，把穿越風(fēng)險降到最低。

　　4 盾構(gòu)穿越施工效果分析

　　南京地鐵 5 號線盾構(gòu)掘進(jìn)右線于 2018 年 8 月 28 日推進(jìn) 138 環(huán)，開始下穿機(jī)場高速公路橋; 2018 年 9 月 2 日推進(jìn) 170 環(huán)，完成下穿機(jī)場高速公路橋。左線 2018 年 10 月 28 日推進(jìn) 139 環(huán)，開始下穿機(jī)場高速公路橋; 2018 年 11 月 13 日推進(jìn) 178 環(huán)，完成下穿機(jī)場高速公路橋。

　　5 機(jī)場高速公路橋變形分析

　　盾構(gòu)雙線下穿機(jī)場高速公路期間，通過對高速公路橋水平位移和沉降分別進(jìn)行監(jiān)測，實時掌握盾構(gòu)施工對高速公路的影響。機(jī)場高速公路橋受盾構(gòu)穿越施工影響較大的樁基水平位移分析曲線如圖 7 所示，其中“-”表示向西偏移，“+”表示向東偏移，從圖中可看出受雙線盾構(gòu)疊加效應(yīng)影響，左線穿越期間機(jī)場高速公路橋樁基水平位移較右線穿越期間明顯增大，且不同位置處樁基位移變化不一。受盾構(gòu)穿越施工影響較大的橋梁樁基沉降和左側(cè)錐坡位置的豎向變形如圖 8 所示，“-”為下沉， “+”為隆起，從圖中可看出，盾構(gòu)雙線穿越期間橋梁樁基的豎向沉降較小，而橋梁錐坡位置變形較大。這是由于機(jī)場高速公路橋樁基基本都是橋臺樁基均位于中風(fēng)化安山巖中，根據(jù)施工圖設(shè)計說明并結(jié)合地質(zhì)情況分析拓寬橋橋墩及橋臺樁基均為端承樁，穿越過程中對樁基影響較小。

　　6 結(jié)語

　　南京地鐵 5 號線盾構(gòu)穿越機(jī)場高速公路橋盾構(gòu)施工，通過施工前數(shù)值模擬計算和施工過程中適應(yīng)性的參數(shù)控制，保證了機(jī)場高速公路橋運(yùn)營安全。本文結(jié)合 5 號線盾構(gòu)穿越機(jī)場高速公路橋?qū)嶋H施工控制措施和施工監(jiān)測數(shù)據(jù)分析得出以下施工經(jīng)驗。

　　1) 盾構(gòu)穿越前針對現(xiàn)場條件和地質(zhì)情況進(jìn)行數(shù)值分析，對盾構(gòu)機(jī)、盾構(gòu)管片、注漿系統(tǒng)等進(jìn)行適應(yīng)性優(yōu)化改制，通過穿越試推進(jìn)段模擬設(shè)定合適的推進(jìn)參數(shù)。

　　2) 施工參數(shù)的確定是土壓平衡盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)的重要步驟，保持和及時調(diào)節(jié)壓力值是施工中的關(guān)鍵，其中推力、掘進(jìn)速度和挖土量三者之間的關(guān)系主導(dǎo)盾構(gòu)掘進(jìn)軸線和地表沉降。

　　3) 盾構(gòu)隧道掘進(jìn)過程中應(yīng)據(jù)不同地質(zhì)條件、覆土厚度、高架橋情況且同時結(jié)合監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整施工參數(shù)，保證既有機(jī)場高速公路運(yùn)營安全。

　　參考文獻(xiàn):

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　　《地鐵盾構(gòu)穿越高速路橋施工控制與影響分析》來源：《施工技術(shù)》，作者：馬西峰 ，周 游 ，史 劍 ，陳海麗。