地铁盾构隧道旁高架桥桩基施工技术研究

引言：地铁盾构隧道旁建设高架桥需重点考虑隧道稳定性以及地铁盾构掘进过程中对高架桥梁桩基产生的影响，高架桥桩基施工可能破坏地下水层，导致区域水土压力失衡，不利于高架桥梁工程及地铁盾构隧道工程的安全稳定性。要始终坚持因地制宜原则，结合地铁盾构隧道周边地质条件以及高架桥桩基施工等情况，维护复杂地质条件下高架桥基坑支护与桩基的稳定性，控制周边地面沉降和地下水位，保障地铁盾构隧道及高架桥项目的安全。

1 地铁盾构隧道旁高架桥桩基施工难点

地铁盾构隧道旁实施高架桥桩基施工需综合考量地质条件、结构安全和施工扰动等多重影响因素。高架桥桩基施工期间钻孔、打桩等施工流程可能对周围土体的稳定性和应力分布造成改变，进而引发盾构隧道、周边土体松动，易发生沉降或侧向位移情况，影响地质土层结构的稳定性，且桩基施工过程中可能破坏原有地下水层导致隧道周围水土压力失衡，诱发渗漏或管片上浮的情况。如地铁盾构隧道以及高架桥桩基施工涉及溶洞、淤泥层等不良地质条件，桩基施工会加剧地层变形，威胁隧道安全[1]。高架桥桩基与隧道的不均匀沉降有可能引发轨道变形，影响地铁运营安全。盾构隧道对变形极为敏感，桩基施工引发的土体位移需控制在 10mm 以内，如二者间距过近、施工振动和集土效应均会增加盾构隧道结构安全风险和变形风险。高架桥桩基施工中要全面分析盾构隧道的变形规律及应力情况，最大限度控制桥梁水平位移，如采取同步注浆施工办法，强化掘进注浆同步，通过精细化设计与严格监测实现安全平衡，有效化解地铁盾构隧道旁桩基施工的“最小化扰动”核心矛盾，保障高架桥桩基施工顺利开展。

2 地铁盾构隧道旁高架桥桩基施工技术分析

某地城市快速路改扩建工程，采取高架桥与地面结合的道路形式，工程全长 1720m ，主线桥梁总长为 670m ，应用预应力混凝土连续箱梁建设模式，跨线桥最大中跨为 35m ，标准桥宽为 24.5m ，以落地梁形式落地。该工程与城市轨道交通项目相交，主线桥梁与盾构边距离过近，桩基施工可能影响地铁线路以及盾构隧道稳定性。

2.1 技术方案选型

由于该桥梁部分桩基靠近地铁线路，需进行全面化地质勘探，工程隧道周边存在沙土、素填土、粉质黏土等，属于软土地层，且该场地地下水为浅水埋深为-1.5m 左右，如直接进行高架桥桩基开挖钻孔和灌注施工可能对周边土体造成较大扰动，影响隧道安全，软弱地层易诱发坍塌风险。基于此，该工程选用钻孔灌注桩工程形式，此种桩基施工办法有低振动、适应性强的特点。方案比选重点考量桩基施工对隧道的影响，如振动挤土效应、地下水扰动以及地质适应性、施工效率、环保指标与施工成本空间限制等，全面论证了钻孔灌注桩的成孔方式，包括冲击、旋挖、冲抓钻进成孔等方案可行性。其中，旋挖成孔灌注桩成孔速度快，工期短，地铁盾构隧道的扰动小，环保性高，更加适用于土层稳定、无承压水的项目[2]；全套管全回转钻机施工办法应用套管跟进护壁，无塌孔风险，适用于极软弱地层，但是设备庞大需要较大操作空间，施工成本高，钻进效率低；旋喷搅拌加固成孔技术可针对桩周土体进行高压旋喷或搅拌加固，再应用常规旋挖成孔，有利于增强孔壁稳定性，减少塌孔对隧道的扰动，同步加固隧道周边土体流程工具复杂，工期较长。鉴于此，该工程选用旋挖成孔技术联合钢护筒和泥浆护壁手段，提升钻孔灌注桩成孔稳定性。

2.2 施工前准备

开展高架桥桩基旋挖成孔前，全面开展地质与隧道环境评估，结合该地区历史地质勘察报告，明确重点关注对象，如软弱土层、沙层、地下水等易塌孔地层，开展实地勘探与调查研究，评估桩基与地铁盾构隧道的最小间距，结合地质与隧道环境评估结果确定设备选型和施工流程顺序。其中旋挖成孔钻机选择大扭矩旋挖钻机，确保硬岩钻进能力，钻头选择短螺旋钻头或捞沙斗等，更加适用于黏土、粉土等软弱地层。施工流程工序安排方面，按照测量放样、钻机就位、开孔注浆、钢护筒跟进、持续钻进、成孔质量检测、安设钢筋笼、灌注混凝土等流程进行施工，期间间隔 2～3个桩位成孔，避免连续钻进增加土体应力；采取分序施工办法，先施工远离隧道的桩体再逐步靠近地铁盾构隧道，动态监测隧道变形情况。测量放样阶段，应用全站仪联合 GPS 技术，对照桩位施工设计图纸测量放样桩体具体位置，设置现场标识，监理单位确认后及时设置控制桩。

2.3 钻进与清孔技术

应用大扭矩旋挖钻机钻孔初期要控制钻进速度，保持钻头垂直，到达软弱地层适当提速，及时监测周边地质变化，提高成孔效率，如涉及砂质地层可调整为满转速，增加泥浆比重和黏度。完成钻孔后，及时开展成孔质量检查，核对孔径倾斜度孔深泥浆指标等要素。清孔阶段，应用循环出渣模式，结合清孔后的泥浆主要性能指标评估判断清孔效果，当钻孔深度到达预定深度后，可开展第一次清孔，完成钢筋笼下放后进行二次清孔。

2.4 钢护筒制作与埋设技术

该工程中应用钢护筒和泥浆护壁技术，保障成孔质量，应用机械卷制加工，采取双面坡口焊缝，单节长度 2m 。钢护筒埋设采取同步施工模式，控制护筒顶端高度，及时采取纠偏措施，护筒顶端需高出地面 0.3m 以上。钻机引孔后标记钻孔位置，吊放钢护筒，确定圆心后检查护筒垂直度，使用黏土进行回填，期间如出现护筒中心偏位情况要再次校核钢护筒水平度，开展测量放样，保障平衡进尺；如钢护筒因孤石或护筒内水压过大引发倾斜，可应用高位控吹除土技术，以抓斗移动去除孤石后进行纠偏。

2.5 泥浆制备与混凝土灌注技术

该工程应用泥浆护壁技术，根据黏土、粉土、沙层、砾石层等确定泥浆配比，泥浆池采取三级沉淀池，保障泥浆清洁并实时监测泥浆液面，以免孔内水位下降引发塌孔。成孔后，应用旋挖斗捞渣，将沉渣厚度控制在10cm 以下，随即下放钢筋笼，着重检查钢筋笼质量。混凝土灌注时需保障导管深度，保持灌注的持续性，实时监测孔深和导管埋设深度，避免灌注中途停止等。混凝土初凝 4～6 小时后缓慢拔出钢护筒，避免扰动柱身，涉及易缩孔地层可保留部分护筒不拔除。对照《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106—2014）进行成桩质量检验，配合应用钻芯法、单桩竖向抗压静载试验等检查混凝土成桩质量。

2.6 桩基施工注意事项

高架桥桩基施工过程中需密切监测隧道变形指标，监测重点为竖向及水平位移，竖向位移控制值 ⩽3mm ，水平位移控制值 ⩽2mm ，成孔阶段间隔 2 小时监测一次，混凝土灌注阶段每小时开展一次隧道变形监测[3]。如已发生隧道轻微沉降（ <3mm ）可降低钻进速度，调整泥浆参数，如隧道沉降指标 >3mm ，要立即停止桩基钻进施工，采取袖阀管注浆技术补偿土体损失，考虑在桩体与隧道之间设置微型桩隔离带或高压旋喷加固区等。

3 总结

总而言之，地铁盾构隧道旁高架桥桩基施工难度大，不仅需保障成桩质量，更要密切监测桩基作业对地铁盾构隧道造成的扰动影响。文章着重分析了地铁盾构隧道旁高架桥桩基施工难点，结合某地城市快速路高架桥桩基项目进行案例分析，包括施工前准备、钻进与清孔技术、钢护筒制作与埋设、泥浆制备与混凝土灌注以及桩基施工注意事项等。该工程通过精细化施工管理有效降低了桩基施工对地铁隧道的影响，隧道最大位移 <1.5 mm，满足控制要求。

参考文献：

[1]齐卫国.盾构隧道侧穿高架桥的影响分析和控制措施[J].广东土木与建筑,2025,32(1):113-117.

[2]刘洋.注浆加固施工技术在地铁隧道侧穿桥梁桩基工程的应用探析[J].工程机械与维修,2024(10):155-157.

[3]彭聪颖.复杂地质条件下市政高架桥深基坑支护与桩基协同施工关键技术[J].工程设计与施工,2025,7(5):105-107.