地铁盾构隧道穿越桥梁下方群桩基础的托换与除桩技术研究

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第7期 徐前卫，等. 地铁盾构隧道穿越桥梁下方群桩基础的托换与除桩技术研究 1219

图3 沙泾港桥周围环境

Fig. 3 Environment around Shajinggang Bridge

1.3 工程地质及水文地质

根据工程地质勘察报告，沙泾港桥所处位置的地质情况大致可分为以下7层：第①1层为1.16～3.8 m不等的填土，其中含煤屑、石子等；第②3-1层为灰黄—灰色黏质粉土夹粉质黏土，有黑色腐殖质，约8.85 m厚，夹有大量黑色淤泥质土，似河浜现象；第②3-2层为灰色砂质粉土，属中压缩性土，有2.35 m厚左右；第④层为灰色淤泥质黏土，属高压缩性土，含有白色僵块、黑色腐殖质，约3.2 m厚；第⑤1-1层为灰色黏土，属中压缩性土，此层有7.8 m厚；第⑤1-2层为暗绿—草黄色粉质黏土，属中压缩性土；第⑥层为草黄—灰色砂质粉土。

各层土的主要物理力学性质如表1所示。盾构通过沙泾港桥时，穿越土体主要为灰黄—灰色黏质粉土夹粉质黏土、灰色砂质粉土、灰色淤泥质黏土。

表1 土层的主要物理力学参数 Table 1 Mechanical parameters of soil strata

土层 范围 重度 孔隙黏聚摩擦压缩 编号 /m γ/(kN·m-

3)

比e 力 角 模量 c/kPa φ/(°) Ec/MPa ①1 +3.87～+1.16 1760 2.3 15 1.68 ②3-1 +1.16～7.69 1800 4.2 20 3.73 ②3-2 -7.69～10.04 1860 0.93 2.6 22.5 9.94 ④ -10.04～13.24 1740 1.29 9.8 13 2.50 ⑤1-1 -13.24～17.24 1840 0.96 8.4 12 3.83 ⑤1-2

-17.24～21.04

2060

0.61

33.3 17 6.75

2 存在问题与解决方案

在本工程中，由于车站与桥梁距离太近，盾构在出溧阳路站约100 m后就遇到沙泾港桥桩基，致使线路平面位置无法变更；其次，根据目前地铁隧道规范所允许的曲率半径，即使用最大坡度来设计，隧道也无法绕开桩基础；再次，如果将车站埋深变深，则车站深度将很大，给乘客带来很大不便，，同时造价非常昂贵。以上诸多限制的存在，使得线路无法更改。

上海乃至中国其它地方在盾构施工中碰到类似情况时，往往采取整体拆除桥梁结构的方法，而为了保证地面道路交通的顺畅，必须另外搭建临时替代桥梁。但这种做法总共需要拆除两座桥梁、建造两座桥梁，

不但费时费力，造价也非常昂贵；其次，四平路为上

海市3条南北纵向干道之一，交通流量大、地位重要，不允许使该桥所承担的交通量受到影响；另外，该桥周围为密集住宅区，空间有限，拆除旧桥时架设临时桥梁难度大，同时拆迁量也大，代价很高，因此该方法不符合中国国情和上海的实际情况。

国外在进行此类工程施工时，往往更多考虑施工对交通的影响，而不允许拆除交通要道的桥梁，为此常采取托换及拔桩等工法，即在施工中保证旧桥的功能发挥的同时，除去影响盾构向前推进的障碍物。这样做不仅建设费用能大副度降低，工期也能加快，对交通的影响也较小，具有很大的经济和社会效益。

有鉴于此，在综合国内外成功经验的基础上，本研究拟针对盾构穿越沙泾港桥桩基这一实际难题提出新的解决方案，即在保证既有桥梁使用功能的前提下，通过一系列施工技术拔除或截断桩基，达到盾构顺利推进的目的。新的解决方案的研究和实施不仅是对旧的解决方案的突破和革新，而且也符合上海地铁建设新形势的需要，同时也有利于提高上海地铁建设水平。

3 工程实施方案

3.1 现有施工条件与作业空间调研

如图4所示，沙泾港桥所在四平路车流量巨大，因此在进行托换、加固施工时，不宜过多占用路面；此外，桥下常年有水流动，且汛期时作为排泄洪的主要通道，因此在桥下开挖施工时，应避开雨季施工，并需得到河道、水务部门的允许；再者，由于该桥修建历史较早，桥下淤泥及填土较多，尤其是桥梁两侧边跨已被淤积，故此桥下施工作业空间有限，不适合大型机械施工。

图4 桥下管线布置状况

Fig. 4 Environment around Shajinggang Bridge

3.2 沙泾港桥既有结构物调研

沙泾港桥宽度30 m，采用6 m+14 m+6 m三跨跨径布置，桥梁的上部主梁中跨采用预应力混凝土空心板梁，14 m主梁梁高0.82 m；边跨采用钢筋混凝土空心板梁，6 m主梁梁高0.52 m。桥面采用100 mm钢

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