刘官林
昆明地铁运营有限公司 云南昆明 650000
摘要：地铁隧道在建设过程中，有时需要穿越上方桥梁的桩基，这对于地铁隧道施工以及桥梁的安全性都有着一定的影响，需要采用托换施工技术，对桥梁的桩基进行加固，形成对桥梁的保护性作用，并促使地铁隧道的安全穿越。本文以某个城市的地铁隧道穿越桥梁桩基的工程为例，对托换施工中的新桩施工、顶升施工、钢托换梁施工、截桩施工等技术进行了论述，以期作为地铁托换施工中的参考。
关键词：地铁隧道；穿越桥梁桩基；托换施工
地铁在城市地下建设，无法避免穿越建筑和桥梁问题，需在施工过程中，使用托换施工技术，以减少地铁隧道建设对上层建筑物的影响。其在地铁隧道穿越桥梁桩基托换施工中的运用，对托换施工技术的要求较高，该项技术的应用情况，影响着桥梁今后投入使用后的安全性和使用寿命。因此，需要引起施工技术人员的高度重视，对每个施工技术使用环节进行精准的掌控，并采取严格的技术管控措施，以确保桩基托换的高质量施工。
1.工程实例
以某城市的地铁工程为例，在工程建设中需要暗挖隧道，并且需要穿越桥梁桩基，该桥梁为混凝土结构，并有多孔连续板，厚度为0.80m，跨径是（14+20+20）m，桥基础孔桩桩长为8m，桩径为1.3m，矩形墩柱是1.4×1.0m，承台为7×3m，孔桩与隧道距离较近，需要对其进行托换施工，以为隧道施工提供便利，并提高桥梁运行的安全性。
2. 桩基托换施工分析
针对托换的承台构建一个新的受力体系，首先在其两侧各设置一根新桩，新桩的桩顶需要扩大头，然后在桩顶上安装钢托换梁，并在两者之间采用千斤顶，将钢托换梁放置在原承台底面，使用千斤顶将钢托换梁顶起，稳定之后，拆除旧桩基，最后进行混凝土浇筑施工，建设一个新的承台，从而完成桩基托换作业。
3.地铁隧道穿越桥梁桩基的托换施工技术分析
3.1临时支撑施工
在托换施工过程中，会影响到穿越桥梁整体的受力结构，所以在托换施工之前，需对桥梁结构进行支撑，防止托换施工引起桥梁变形问题。托换支撑通常需要设置四根桩，支撑在托换桩上，并在四个支撑顶部各放置一台千斤顶，为施工过程中桥梁结构发生沉降后的调整做准备，以保证托换施工的有序进行，当发现沉降时，需立即使用千斤顶顶起桥梁，直至桥梁变形恢复其设计标准。
3.2新桩施工
在穿越桥梁两个桩基的附近，分别施工一个桩长为25m，桩径为1800mm的托换新桩，新桩的桩顶需要适当扩展，也就是施工一个桩基扩大头，整体为钢筋混凝土结构，施工工艺为压浆工艺，部分桩外侧需要进行外包防水施工，以增强新桩的耐用性。新桩施工是在桥底进行，在桩基成孔作业中，大型机械无法使用，需要人工挖孔。
3.3基坑开挖
受到施工场地的影响，新承台在基坑开挖时，无法使用机械开挖，需要人工作业，采用分层开挖方式，分层高度要控制在1.6m以内，一边开挖一边支护，基坑的边坡为1:0.4，与边坡成90°角打设锚杆，最后挂网喷砼，以加固边坡。
3.4桩基扩大头
在扩大头施工之前，需参照设计图纸做好预埋件和预留工作，确定预埋钢板的位置，以及注浆、排气孔的位置等，然后才可进行钢筋绑扎施工。预留钢板作为桩基的连接件，使用钢筋接驳器将其与钢托换梁进行连接，形成对钢托换梁的加固作用。采用的浇筑材料是膨胀率达0.03％的C30微膨胀混凝土，需要一次浇筑成型，中间不可停顿。在完成施工作业后，需对扩大头的施工质量进行检验，采用逐级预压的方法，确定桩基的荷载能力是否达到设计的要求。
3.5粘贴钢板
托换施工中比较关键的一点是，钢托换梁与原承台之间需要保持连接紧固，需在钢托换梁未施工之前，在原承台底部粘贴钢板，以作为两者之间加固的基础。
施工工序为，第一，处理混凝土表面，包括了凿毛、打磨；第二，测量确定孔位，然后钻孔、清孔；第三，安装钢板之后，进行封缝、灌胶，最后是养护。其中选择使用的是A级钢板结构胶，以保证粘贴钢板的质量。
3.6钢托换梁施工
3.6.1制作
钢托换梁使用的制作材料是Q345D钢板，单箱双室结构，一般是从钢梁厂进行采购，当钢托换梁运输至施工现场后，首先进行喷砂除锈，然后热喷铝涂层进行防腐处理，厚度大约为90um左右，经质量验收合格后，方可进行实际的施工作业。
3.6.2安装
承台基坑铺设轨道后，在吊车、千斤顶、手抓葫芦的辅助下，将钢托换梁吊至承台顶，大致就位后，应用仪器检测其就位情况，精确调整钢托换梁的位置，确保其与承台贴合，使用千斤顶调整桥梁沉降量之后，将钢托换梁与承台进行锚固。
3.7顶升施工技术
3.7.1千斤顶设置
在钢梁安装后，开始进行千斤顶的设置，选择使用的是200T千斤顶，一个桩顶对称布置2台，两个桩顶可以顶起800T的重量。在顶升过程中，为了保证顶升的安全性，千斤顶每顶升一次，必须螺旋锁死一次。在完成顶升后，需对千斤顶进行加固，在其两侧设置工字钢，由两者共同承受桥梁荷载力，以保证钢梁的安装质量。
3.7.2顶升施工方法
顶升施工中采用了液压同步升降系统，针对每级顶升操作进行力和位移的实时控制，逐级顶升，最后完成总位移。第一次顶升使用的顶力为500KN，每增加一级，便增加500KN，以此类推，直至钢梁不出现变形。在实际的顶升过程中，如果顶力出现了损失，需要及时补偿，如果千斤顶出现位移，并且位移超出了5mm，需立即停止顶升施工，并将情况上报给设计单位，由其进行专业的检测后，制定解决方案，施工单位应依据解决方案进行顶升施工，以确保施工的质量和顶升的安全性。此外，在每级顶升时，顶力预加结束后，需立即在空隙位置安装钢垫块，以达到稳固钢梁的目的。
3.8截桩施工
3.8.1施工原则
顶升施工经质量检验合格后，在承台稳定的情况下，需要去除桥梁原有的两根桩基，一般先去除距离地铁隧道远的桩基，按照1/4桩、1/2桩、1/3桩的比例，逐级截除全部的桩基。
3.8.2施工方法
在正式截桩前，需要先确定顶升的施工质量，并进行钢托换梁的进一步加固，通过监测确定钢托换梁无任何问题后，才可开始进行截桩施工。在施工中需借助金钢链切割机截断桩基，采用的是分级截断，每截断一级桩基，都需使用钢垫片楔牢，并在截断过程中，时刻关注钢梁的变化，根据钢梁变形情况，调整千斤顶的顶力，避免截桩过程中钢梁发生位移，以及防止桥梁整体结构出现过大的变形。
3.8.3新承台施工
桩基截断之后，桥梁的墩顶标高会发生变化，需要尽快恢复施工之前的桥梁状态，在确定桥梁稳定的情况下，需要锁死千斤顶，并焊死壳体。等到原承台施工结束后，根据桩基托换施工设计的要求，开始新承台的施工，首先是绑扎好钢筋，在扩大头中设置预埋件，以及预留好施工所需的孔洞后，连接钢梁与新承台，确定钢筋绑扎无问题后，安装好模板，最后进行混凝土浇筑施工，需要做到分层一次性浇筑成型，进而完成新承台施工的所有操作。
结语：在地铁隧道穿越桥梁桩基托换施工中，比较关键的施工工序是顶升施工，其决定着钢梁托换的最终质量，并影响着整个桥梁的安全性，需要在施工各个环节准确运用施工技术，注重施工细节上的质量控制，并在截桩施工中，实时监测好钢梁的变化，准确调整千斤顶的顶力，以形成对桥梁沉降量的控制，防止其变形过大，形成安全隐患，不利于地铁隧道施工的安全通过。
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