图2  金顶街站~金安桥站区间与阜石路主路高架桥梁的位置关系
        1.2  地质状况与水文条件
        穿越阜石路桥桩地质单元属于永定河冲洪积平原地貌，地层以巨厚层卵石层为主。穿越区域通过围岩主要为：卵石⑦、卵石⑨、粉质黏土⑧，该区间单元主要分布一层地下水，为潜水（二），主要分布于埋深约36m左右的卵石地层中。

图3  工程地质纵剖图
        1.3 设计参数
        暗挖区间隧道设计参数见表1所示。

        2.深孔注浆加固方案
        2.1注浆加固方案1
        YK11+515~YK11+545，横断面为初支轮廓线外2m及内侧0.5m。区间上导洞进洞前，进行深孔注浆，注浆分段长度10m，前后两次深孔注浆设止浆墙。深孔注浆范围不再打设小导管。止浆墙的掌子面喷层封堵要求：封堵喷层厚度50mm，单层?8@150x150mm钢筋网片；封堵面设置单根长2.0m/3.0m，DN25@1×1m超前小导管，如图3-1所示。

图4  注浆加固方案1
        2.2注浆加固方案2
        横断面为初支轮廓线外2m及内侧0.5m。左、右线线间范围需超前注浆一并覆盖，区间上导洞进洞前，进行深孔注浆，注浆分段长度10m，前后两次深孔注浆设止浆墙。深孔注浆范围不再打设小导管。止浆墙的掌子面喷层封堵要求：封堵喷层厚度50mm，单层?8@150x150mm钢筋网片；封堵面设置单根长2.0m/3.0m，DN25@1×1m超前小导管，如图5所示。

图5  注浆加固方案2
        3.MIDAS数值分析
        3.1模型建立
        采用有限元计算软件Midas GTS建立包含土体、阜石路高架桥梁下部结构、3号竖井、横通道的三维模型，分析金顶街站~金安桥站区间、3号竖井及横通道施工对阜石路高架桥梁、阜石路辅路的影响。土体采用摩尔库伦本构模型，3#竖井和横通道结构采用板单元模拟，桥墩、承台、桩采用弹性实体单元模拟。模型沿X、Y、Z三个方向的尺寸分别为210m、170m、70m，其中X为阜石路线路方向，Y为区间隧道暗挖方向，Z为竖向，模型概况见图6所示。

图6  有限元计算模型图
        3.2 模型参数
        计算采用的土体物理力学参数见表2，并通过改变注浆范围内的材料参数，实现对注浆方案的效果研究。
表2  岩土体物理力学参数表

3.3 模拟结果

图7  方案1计算结果应变云图

图8  方案2计算结果应变云图
        对计算结果数据进行统计，汇总见表3、表4所示。方案2的注浆效果最好，纵向两桥墩的间距为40m，最大差异沉降值为0.57mm，最大倾斜值为0.0013%，横向两桥墩的间距为4.2m，最大差异沉降值为0.362mm，最大倾斜值为0.0055%。

        4.工程实践
        按照穿越工期计划，区间右线穿越开始时间为2020年4月8日，即进入桥梁影响区，区间穿越桥桩影响为25m，持续时间为22天，于2020年4月30日穿过。区间左线穿越开始时间为2020年4月24日，区间穿越桥桩影响长度为25m，持续时间为22天，于2020年5月11日穿越完成。
        暗挖隧道施工期间对桥桩的影响情况主要有以下三点：
        隧道开挖，端承桩下沉、倾斜、位移。
        ②隧道超前支护，对端承桩造成位移，倾斜。
        ③因端承桩位移造成桥梁沉降、路面裂缝。
        4.1施工保护措施
        ①施工前对桥梁进行调查，并进行检测和评估；
        ②初支施工过程中及时进行初支背后注浆，多导洞开挖时应多次补注浆，严格控制注浆压力和注浆量，保证注浆效果；
        ③二衬施工过程中应及时进行二衬背后注浆，严格控制注浆压力和注浆量，保证注浆效果；
        ④及时布设测点，初支施工过程中加密监测频率，根据监测结果及时调整施工参数；
        ⑤制定针对性应急预案。
        ⑥区间穿越桥桩施工时，初衬结构控制开挖步距0.5m（格栅间距0.5m）。
        ⑦加设临时仰拱技术临时仰拱，临时仰供采用I22a工字钢和挂网锚喷混，凝土的形式，将隧道初衬分为上下两个导洞，使上导洞一环一封闭，减少地表下陷量。
        ⑧采用深孔注浆超前加固结构周边土体，纵向加固范围为里程YK11+515~YK11+545，横断面为初支轮廓线外2m及内侧0.5m。左、右线线间范围需超前注浆一并覆盖，区间上导洞进洞前，进行深孔注浆，注浆分段长度10m，前后两次深孔注浆设止浆墙。深孔注浆范围不再打设小导管。止浆墙的掌子面喷层封堵要求：封堵喷层厚度50mm，单层?8@150x150mm钢筋网片；封堵面设置单根长2.0m/3.0m，DN25@1×1m超前小导管。

图 9  注浆分段长度纵断面示意图
        4.2 监测点设置

图10  穿越阜石路高架桥桩沉降监测点布置平面图
        （1）桥梁沉降监测点布置
        桥梁沉降监测点布设于桥墩上，沿暗挖隧道垂直方向，每个桥墩共布设1个倾斜监测点，隧道左线侧穿桥墩沉降点由北向南分别为JGC3-01、JGC3-02，隧道右线侧穿桥墩沉降点由北向南分别为JGC2-01、JGC2-02。
        （2）地表沉降监测点布置
        共布设5个沉降监测点，位于隧道拱顶上方，分别为（JJ）DB1-04、（JJ）DB5-04、(JJ)S1-02、（JJ）S1-03、(JJ)YG3-04。
       （3）桥梁倾斜监测点布置
        每个桥墩布设一对倾斜监测点，每对监测点布设在同一竖直面上，监测点采用反光片，隧道左线侧穿桥墩倾斜监测点由北向南分别为JGQ3-01、JGQ3-02，隧道右线侧穿桥墩倾斜监测点由北向南分别为JGQ2-01、JGQ2-02。
        安装时记录好反光片间距，测点布置示意图如图11所示。为避免测站点受施工影响而造成的不稳定性对监测精度的影响，根据以往工程的经验，采用自由设站法测定监测点坐标的方法完成对桥梁的倾斜监测，在实际应用中首先要在被监测范围外稳定位置布设2～3个自由设站控制点，每次测量时，在区间周边合适、稳定位置架设仪器，由于徕卡 TS30测量机器人内置自由设站程序，在数据采集过程中，按照自由设站程序在合适位置架设仪器即可进行数据采集。

图11  桥梁监测点布置示意图
        3、监测结果
        （1）桥梁沉降监测点结果

图12  穿越阜石路高架桥桩桥梁沉降曲线图
        由图12可知，右线穿越桥桩桥墩最大沉降值为3.01mm，监测点为（JJ）JGC2-01，左线穿越桥桩桥墩最大沉降值为2.66mm，纵桥向最大差异沉降为0.35mm，横桥向最大差异沉降为0.18mm。
        最大沉降位于监测点为（JJ）JGC3-01。右线穿越桥桩沉降值大于左线，考虑到右线先施工，此时桥墩沉降数值主要受距离暗挖区间的距离影响。左、右线最大沉降点均发生在穿越桥桩结束时，均未在穿越投影区的终点到达最大。
        （2）地表沉降监测点结果
        对穿越期间地表沉降累计数值进行监测，如图13，最大累计沉降值为8.88mm，发生在（JJ）DB1-04，时间为穿越结束时，即左线区间施工至投影区。

图13  （JJ）DB1-04地表沉降累计监测值
        （3）桥梁倾斜监测点结果
        通过现场桥梁倾斜监测，最大倾斜值为2.35%，位于右线桥墩，倾斜数值＜3%，满足规范要求。

图14  桥梁倾斜监测曲线图

        5结论
        1、通过改变注浆范围的材料物理参数进行计算分析，MIDAS数值分析软件可对注浆方案进行比选。
        2、通过对暗挖区间穿越桥桩施工期间的地表沉降、桥梁沉降、桥梁倾斜规律进行分析，发现桥桩与暗挖区间的距离对穿越影响较大，右线穿越桥桩桥墩最大沉降值为3.01mm，监测点为（JJ）JGC2-01，左线穿越桥桩桥墩最大沉降值为2.66mm，纵桥向最大差异沉降为0.35mm，横桥向最大差异沉降为0.18mm。右线穿越桥桩沉降值大于左线，且穿越施工期间对桥梁影响区最大的点位于末端桥桩处，建议施工期间，加强风险巡视，确保施工安全。
        3、采用水泥～水玻璃双液浆起到了加固地层、增强桥桩摩阻力及桩端承载力的作用,地层注浆加固后28天无侧限抗压强度应达到0.5～0.8MPa，渗透系数不大于1×10-6/cm/s，采取深孔注浆将两线间进行填充注浆加固措施，对桥桩沉降起到了很好的控制效果，解决了暗挖区间穿越桥桩稳定性难题。
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作者简介：张金亮，男，工程师，主要从事地铁工程建设安全质量管理工作。