[摘要]南京機場高速公路是一條南京市區通往祿口機場的重要交通線路，南京地鐵 5 號線區間盾構隧道施工下穿機場高速公路，側穿高速公路橋樁基礎。主要介紹了盾構施工穿越前通過數值模擬分析，針對施工參數、盾構同步注漿系統等采取了適應性優化; 穿越期間通過對盾構推力、土壓力和橋墩變形的實時監測與調控，確保了盾構穿越過程中機場高速路橋的正常運營。

　　[關鍵詞]地鐵; 盾構; 橋梁; 數值模擬; 施工控制

　　1 工程概況

　　南京機場高速公路是一條南京市區通往祿口機場的重要交通線路，于 1997 年 6 月建成通車，有 “省門第一路”之稱。2014 年 6 月，南京機場高速公路改擴建完工，由雙向 4 車道擴建為雙向 8 車道。南京機場高速公路橋為吉印大道分離式立體交叉主線上跨拼寬橋，分為老橋和拓寬 2 部分。老橋部分上部結構以折代曲，采用預應力混凝土空心板，下部采用柱式墩臺、鉆孔樁基礎; 拓寬部分上部結構采用裝配式先張法預應力混凝土簡支空心板，下部基礎與老橋一樣采用柱式墩臺、鉆孔樁基礎。

　　2 盾構穿越工況數值分析

　　盾構穿越施工前采用大型有限元數值模擬分析軟件 MIDAS GTS-NX 分析地鐵盾構掘進施工對機場高速公路橋結構變形的影響。以兩線相交區域中心位置為原點，建立包括既有機場高速公路橋梁、地鐵 5 號線盾構段及下穿節點結構有限元網格，如圖 2 所 示。根 據 工 程 經 驗，所取土體范圍為 165m×125m×31m( 長×寬×高) ，通過激活和鈍化開挖區的土體單元、結構單元模擬盾構掘進施工過程。

　　3 穿越過程施工控制技術

　　盾構掘進穿越機場高速公路橋施工分穿越前、穿越中、穿越后 3 個階段。盾構始發后至盾構切口所能影響的最初高速公路橋斷面前( 約 140m) 作為盾構穿越試推進階段，把盾構切口進入所能影響的最初高速公路橋斷面處至盾尾離開所能影響的最終高速公路橋斷面范圍定為穿越階段，把盾尾脫出所能影響的最終高速公路橋斷面處后 50m 定為穿越后階段。同時，考慮到本次穿越實際工況左線穿越位于機場高速公路橋錐坡下，為降低盾構穿越對錐坡的穩定隱患，現場盾構先由右線施工，通過穿越前階段的施工參數優化及第 1 次穿越的寶貴經驗，再左線穿越，把穿越風險降到最低。

　　4 盾構穿越施工效果分析

　　南京地鐵 5 號線盾構掘進右線于 2018 年 8 月 28 日推進 138 環，開始下穿機場高速公路橋; 2018 年 9 月 2 日推進 170 環，完成下穿機場高速公路橋。左線 2018 年 10 月 28 日推進 139 環，開始下穿機場高速公路橋; 2018 年 11 月 13 日推進 178 環，完成下穿機場高速公路橋。

　　5 機場高速公路橋變形分析

　　盾構雙線下穿機場高速公路期間，通過對高速公路橋水平位移和沉降分別進行監測，實時掌握盾構施工對高速公路的影響。機場高速公路橋受盾構穿越施工影響較大的樁基水平位移分析曲線如圖 7 所示，其中“-”表示向西偏移，“+”表示向東偏移，從圖中可看出受雙線盾構疊加效應影響，左線穿越期間機場高速公路橋樁基水平位移較右線穿越期間明顯增大，且不同位置處樁基位移變化不一。受盾構穿越施工影響較大的橋梁樁基沉降和左側錐坡位置的豎向變形如圖 8 所示，“-”為下沉， “+”為隆起，從圖中可看出，盾構雙線穿越期間橋梁樁基的豎向沉降較小，而橋梁錐坡位置變形較大。這是由于機場高速公路橋樁基基本都是橋臺樁基均位于中風化安山巖中，根據施工圖設計說明并結合地質情況分析拓寬橋橋墩及橋臺樁基均為端承樁，穿越過程中對樁基影響較小。

　　6 結語

　　南京地鐵 5 號線盾構穿越機場高速公路橋盾構施工，通過施工前數值模擬計算和施工過程中適應性的參數控制，保證了機場高速公路橋運營安全。本文結合 5 號線盾構穿越機場高速公路橋實際施工控制措施和施工監測數據分析得出以下施工經驗。

　　1) 盾構穿越前針對現場條件和地質情況進行數值分析，對盾構機、盾構管片、注漿系統等進行適應性優化改制，通過穿越試推進段模擬設定合適的推進參數。

　　2) 施工參數的確定是土壓平衡盾構機向前掘進的重要步驟，保持和及時調節壓力值是施工中的關鍵，其中推力、掘進速度和挖土量三者之間的關系主導盾構掘進軸線和地表沉降。

　　3) 盾構隧道掘進過程中應據不同地質條件、覆土厚度、高架橋情況且同時結合監測結果及時調整施工參數，保證既有機場高速公路運營安全。

　　參考文獻:

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　　《地鐵盾構穿越高速路橋施工控制與影響分析》來源：《施工技術》，作者：馬西峰 ，周 游 ，史 劍 ，陳海麗。