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地鐵施工鄰近橋梁安全管理探析

文檔作者：盧文浩文檔來源：浙江大合檢測有限公司		點擊數：	更新時間： 2021年08月17日
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地鐵施工鄰近橋梁安全管理探析
■盧文浩一浙江大合檢測有限公司。浙江杭州310000
摘要：地鐵會破壞地層結構造成土層的變形和沉降，影響鄰近建筑物結構，且
地鐵施工對鄰近建筑物的影響是城市軌道交通建設中的最為常見的問
題。因此，開展鄰近施工的安全管理研究對保護地鐵施工中鄰近建筑物
的結構具有重要意義．本文以地鐵施工中的鄰近橋梁為例，以地鐵施工
對鄰近橋梁安全的影響為基礎，重點分析了如何對地鐵施工中的鄰近橋
梁進行安全管理，提出了施工前檢測、施工前安全性評估、施工中動態(tài)控
制和施工后評估的風險控制機制：隨后指出，橋梁現(xiàn)狀的評估、鄰近度
的確定、實驗數據的積累、控制標準的制定和加固機理及方法的研究是
目前國內研究中亟需解決的五大類關鍵問題：
關鍵詞：地鐵施工鄰近橋梁安全管理控制機制
如今，地鐵建設在促進我國社會經濟發(fā)展、加快城市化進程的工作
中發(fā)揮著越來越重要的角色。地鐵，顯然已經成為了發(fā)達城市的標配j
最近幾年，我國各地都相繼加大了城市軌道交通的建設力度以及對其
的投資力度。作為開發(fā)城市地下空間的重點，在各類城市軌道交通建
設中，地鐵建設是其中非常重要的一環(huán)，也是有效解決地上交通擁堵的
重要措施，并且地鐵建設的施工難度愈來愈大。土地的應力場極易被
地鐵的施工影響，從而發(fā)生變化，進而會對鄰近的建筑物造成不良影
響。其中，一個典型的、復雜的有關土地與鄰近建筑物動態(tài)相互作用的
案例就是鄰近橋梁與地鐵施工的相互作用。在目前公開發(fā)表的各類文
獻中，學者們在研究鄰近橋梁所受到的地鐵施工的影響以及其本身的
應力變形時，主要采用試驗分析、工程實例、理論分析、數值模擬的方
法。而對地鐵埯工中，鄰近橋梁的風險管理的研究則相對較少，很少對
鄰近橋梁的現(xiàn)狀進行論述，并且沒有對鄰近橋梁進行評估，從而無法形
成模塊化的、系統(tǒng)性地鐵施工中鄰近橋梁的風險管理體系。
綜上所述，地鐵施工這種巨大的地下施工工程會破壞周圍土層的
結構，從而嚴重威脅鄰近橋梁的安全。鄰近橋梁在地鐵施工中的安全
和正常使用已經成為了當下一個非常重要及緊迫的研究課題：因此，
加強地鐵施工中鄰近橋梁的安全管理可很好地保證地鐵施工建設的安
全性，開展相關方面的技術研究，可為地鐵施工中鄰近橋梁的安全管理
提供科學指導，具有重要的實際應用價值和實踐意義。
1 地鐵施工對領近橋粱的影響
雖然地鐵施工是城市軌道交通建設中不可或缺的一環(huán)，但是，在地
鐵施工中將不可避免地破壞其施工地周圍的底層結構，進而影響鄰近
建筑物特別是鄰近橋梁的建筑結構及其安全性。所以，為了達到保護
地鐵施工地鄰近橋梁安全的目的，需要對施工地的鄰近建筑物進行詳
細調查與評估，在施工之前，要充分確保鄰近建筑物的安全。
鄰近橋梁在地鐵施工條件下的安全管理有存在于一個共同的作用
體系之中的四個因素，即地鐵、土體、樁基、以及鄰近橋梁的上部結構，
這四個因素會相互影響、相互作用，最終，將會達到一個穩(wěn)定的平衡狀
態(tài)。開挖地下洞室時會破壞周圍土體原有的平衡狀態(tài)，并對其產生強
烈的擾動作用，促使地層進行轉化，從而達到一個新的平衡狀態(tài)。在地
鐵施工過程中，地層的應力變化會使地層產生變形；隨后，地層變形就
傳遞到既有的鄰近橋梁的樁基之上，樁基吸能后釋放彈性勢能對橋梁
產生破壞。具體分析樁基的受力時，由于改變了樁端以及樁側的阻力，
因此，樁基的承載力大幅度降低，并伴隨著產生沉降，進而破壞橋梁的
上部結構并產生附加變形以及附加內力：產生的附加內力會疊加到橋
梁內部的既有內力上，一旦兩力的疊加之和超過了橋梁結構本身所容
許的內力值，就會發(fā)生橋梁的斷裂現(xiàn)象，失去承載力。這一連串的相互
作用關系可簡單概述為：地鐵施工一地層變形一樁基受力一橋梁失載。
2安全管理與風險評估
2．1 管理流程及等級劃分
橋梁與地鐵的空間關系、地鐵工程條件和目前的橋梁狀況是決定
地鐵施工對橋梁安全的影響程度的關鍵性因素。地鐵施工中鄰近橋梁
的安全管理中，有三個關鍵點：(1)劃分鄰近等級。(2)鄰近橋梁的調
查與評估。(3)風險等級劃分。其中，鄰近等級的劃分就是對地鐵和橋
梁的空間關系做一個定性描述，是整個安全管理分析的基礎工作。
2．2風險評估與控制
據上一節(jié)中提出的安全管理流程，本文建立了相應的安全風險評
估辦法以確保施工過程中鄰近橋梁的安全：(1)施工前的檢測。對施
工范圍內橋梁的現(xiàn)狀進行全面檢測并出具檢測報告，為評估地鐵施工
的可行性提供相關依據：(2)施工前的安全性評估。根據上一步的檢
測報告和原始的橋梁設計參數，對橋梁在附加差異沉降影響下的安全
性進行評估，并依據橋梁結構和相關標準確定出橋梁的控制指標。與
此同時，通過分析鄰近橋梁的不利變形位置和橋梁結構的破壞形式，出
具加工方案、施工方案、檢測方案。(3)施工中的動態(tài)控制。對比監(jiān)測
結果和控制方案的目標值，得出實際位移與控制指標容許值的比F，即
變位比：當0．6<0．8時，發(fā)出預警，對現(xiàn)有橋梁結構的安全性進行>0．8時，發(fā)出警報并立即停
工，報送有關部門，加強監(jiān)測?(4)施工后的評估。根據施工結束后所
監(jiān)測到的結果，再一次評估鄰近橋梁的安全性。對預期控制效果的實
現(xiàn)狀況進行評價，依據施工后鄰近橋梁的安全狀態(tài)、沉降狀況、變形狀
況，制定出相應的恢復方案，并就達到何種恢復程度制定目標。
3亟待解決的關鍵問題
根據以上論述，可以提煉出目前地鐵施工中對鄰近橋梁的安全管
理中所亟待解決的五個相關問題。
(1)評估橋梁現(xiàn)狀：只有嚴格按照相關規(guī)范完成樁徑樁長的核實、
模態(tài)的測試、外觀的檢測、樁基承載力及沉降的分析、橋梁上部結構損
傷劣化的預測、橋梁變形能力及承載能力的分析等方面的評估工作，才
能準確地為后續(xù)所開展的相關工作提供寶貴的信息：(2)鄰近度的確
定：在大量工程實踐及相關理論計算分析的基礎之上才能實現(xiàn)鄰近度
的確定：通過測量樁基和地鐵之間的水平距離以及樁底埋深和地鐵施
工深度的關系，根據表1進行鄰近度的劃分。依據不同的鄰近等級出
具不同的措施，如現(xiàn)狀調查、防護對策、安全監(jiān)視、影響預測及施工記錄
等等：但是，國內目前仍沒有形成公認的鄰近度劃分方法，而是一直依
據國外的方法進行劃分：(3)實驗數據的積累：鄰近施工復雜性極高，
因此，具有兩個必不可少的實驗(現(xiàn)場原位測試和離心試驗)。但目前，
國內并沒有關于這兩方面的相關研究，所以亟需科研院所開展與這兩
方面相關的學術研究：(4)控制標準的制定：由于我國現(xiàn)階段尚未出
臺有關控制鄰近橋梁受地鐵施工而產生的變形的標準，所以，在實際施
工中遇到此類的工程問題時，只能參考負責管理施工的相關部門出具
的相關控制指標來保證橋梁的安全，但是由于這種指標往往非常嚴格，
從而大幅度增加了施工成本而且這種指標具有一定的不合理性。所
以，圍繞這一問題，需要開展相關的系統(tǒng)研究，制定出合理的、規(guī)范的控
制指標。(5)加固機理及方法的研究：系統(tǒng)的、全面的評價采用目前既
有的加固方法的鄰近施工工程所取得的效果，并在進一步研究加固機
理的基礎之上，依據不同的樁基類型，提出各種更加有效的新加固方
法。擴展鄰近施工中加固方案的選擇空間：
4總結與展望
地鐵施工中鄰近橋梁的安全管理涉及因素眾多并具有動態(tài)的發(fā)展
變化規(guī)律，因此，對該問題的研究也就顯得較為復雜。但隨著相關學科
理論的發(fā)展、有關研究的深入、實驗測試的完善以及各類研究方法的廣
泛應用，鄰近等級的劃分、現(xiàn)狀的評估、風險等級劃分必然會越來越全
面、準確，相應的施工對策必然會越來越完善，對地層的保護一定會越
來越到位。加快我國的城市化進程，提高人民群眾的生活水平。
(下轉第179頁)
·177·
萬方數據
防止路基溝槽在回填的時候出現(xiàn)沉降的狀況，要做的以下幾點：第一，
施工單位一定要做好相關的工程施工的技術交底工作；第二，一定要嚴
格遵循溝槽回填和路基填方虛鋪厚度的相關規(guī)定與要求，在通常情況
下，在路基寬度內，注意要使用水平分層法進行填筑。第三，在進行回
填溝槽分段填上過程中，要分層倒退，留好臺階，壓實厚度一定要比臺
階的厚度小。第四，在進行路基處理的相關工作的時候，相關的監(jiān)控工
作要做到位，可以進行I臨時抽檢，這樣一來就能更好的保證路基處理符
合標準。
6做好道路路面整體質量控制工作
當進行了市政道路施工之后，會出現(xiàn)很多的質量問題，其中包括有
起砂、開裂以及蜂窩等，針對所出現(xiàn)的這些問題，首先，要嚴格控制道路
施工時所使用的水灰比，其次，在鋪筑過程當中，模面要時刻保持干凈，
接下來是在水泥的選材上，要選擇具備質量好、收縮性小、水化熱小等
特點的水泥，最后，當完成了上述措施，路面施工之后的養(yǎng)護工作也是
必不可少的。
7結語
要結合實際，合理的研究城市舊路的特點，然后制定出一個不僅科
學，而且合理的監(jiān)督管理體系，使施工單位的質量能夠得到保障，順利
的完成。進而就能使城市道路的交通能力得到有效提高，營造出了一
個良好的交通環(huán)境，通過這些，城市交通必定能進入到快速發(fā)展當中。
參考文獻
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(上接第174頁)
預應力筋的張拉長度△L=PIM(AE)
在上式中，△L代表預應力筋的張拉長度，P代表預應力筋所承受
的平均張拉力，L代表預應力筋長度，A代表預應力筋的橫截面積，E代
表預應力筋的彈性模量。在相應的張拉參數計算好之后，就可以根據
參數進行施工技術方面的準備。
3．2穿束階段
穿束階段所包含的也屬于施工準備方面的流程，所起到的作用是
為實現(xiàn)高質量的預應力張拉提供支持?？梢詫⑶Ы镯數臏蕚湟约皬埨?
設備的啟動作為一條線上的施工流程，將預應力筋張拉參數的輸入以
及計算機系統(tǒng)的檢測作為另一條線上的施工流程。穿束階段主要是指
千斤頂的準備、張拉設備的啟動、預應力筋張拉參數的輸入以及計算機
系統(tǒng)的檢測。特別是對千斤頂的安裝非常重要，決定著施工技術的安
全性，要注意在預應力筋的智能張拉過程中配置專用的千斤頂。
3．3啟動張拉程序
當所有預應力智能張拉施工技術的準備工作都做好之后，就可以
開始啟動張拉程序。由于張拉程序具有非常高的自主性，可以很好地
完成張拉工作，因此在該流程中所需要投入的施工人員并不需要太多，
只要保留對程序的操作技術人員就可以了。在計算機程序對預應力鋼
筋的張拉工作完成之后，還需要檢測在張拉過程中是否出現(xiàn)了滑絲的
現(xiàn)象，在確保了張拉質量之后，可切斷鋼絞線。在預應力智能張拉工作
的尾聲，還需要進行封錨與壓漿工作，注意保持封錨與壓漿時結構牢固
性，一般最終的壓漿工作需要在張拉完成后的四十八小時之內進行，否
則就錯過了進行壓漿工作的最佳時機，壓漿的質量難以得到保證。
經過這一系列預應力智能張拉施工流程，該橋梁工程的混凝土材
料具有非常高的強度標準，完全滿足公路建設的需求。
4結束語
綜上所述，在當今的公路橋梁工程中，預應力智能張拉施工技術是
工程施工技術中不可缺少的一部分，對保證橋梁的穩(wěn)定性起著決定性
的影響。通常預應力智能張拉箍工技術的流程包括了施工準備、穿束
以及啟動張拉程序等幾部分的內容。隨著智能張拉程序的逐步完善，
橋梁工程中的預應力技術將會提高到更高的水平，為橋梁建設的發(fā)展
提供幫助。
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作者簡介：柯所安(1981年生)，男，云南師宗，中級工程師，本科，
現(xiàn)從事施工管理專業(yè)。沈學軍(1982年生)，男，甘肅武威人，中級工程
師，本科，現(xiàn)從事施工管理專業(yè)。
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(上接第176頁)1．5×1．5m；局部或整體掛‘p6鋼筋網，網格間距25×
25cm；出碴完后及時安裝130格柵鋼架，設置4．0m長講2壁厚3．5mm
鎖腳鋼管，并復噴混凝土進行覆蓋，使其形成一個彈性支撐圈，起到支
撐圍巖、承受變形、改善受力狀況，避免應力集中誘發(fā)巖爆的目的。
5結束語
在復雜應力環(huán)境下修建隧道，控制和影響巖爆災害的因素很多，成
因復雜。本文總結了施工過程中開展的地應力檢測及巖爆預測．有針
對的采取相關防治對策，對于保證工程順利施工，保障施工人員安全發(fā)
揮了重要作用，積累了一定經驗，供類似工程參考。
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