浅埋大跨隧道穿越建筑物地表控制沉降技术探讨.doc

浅埋大跨隧道穿越建筑物地表控制沉降技术探讨摘要：厦门市成功大道梧村山隧道下穿34号楼，隧道浅埋大跨、上履层地质条件差、34号楼基础条件差，致使对该建筑物保护难度大。为此，需从洞内施工措施、地表施工措施两方面入手，缺一不可。关键词：浅埋大跨穿越建筑物地表控制沉降阶段abstract: xiamen success cunshan tunnel under cross avenue in building no. 34, shallow buried large-span tunnel on geological conditions, shoe layer poor, 34, a poor condition of building foundation, which is difficult to protect the building. therefore, it is necessary to start from inside hole surface construction measures, the two aspects of construction measures, be short of one cannot.keywords: shallow buried big buildings across the surface subsidence stage through control中图分类号：p642.26文献标识码：a 文章编号：一、引言随着城市交通压力的增加和地下空间的深度开发，城市浅埋大跨隧道的修建工程日益增多，而对隧道上方建筑物的保护工作也逐渐增加。当采用矿山法修建浅埋大跨隧道、穿越地表建筑物时，洞内一般采用超前支护、全断面注浆、分部开挖、加强支护、补充注浆等施工方法，地表采用动态跟踪注浆方法，以内外兼修的理念保证建筑物的安全。本文旨在从地表控制沉降的实施入手，对动态跟踪注浆的工艺、时机、目的、效果进行探讨，从而总结出地表控制建筑物沉降的实用技术。二、工程概况2.1 工程位置厦门市成功大道梧村山隧道设计为双洞六车道，穿越多栋建筑物，其中34号楼位于yk+651.0yk7+670.0（zk7+636zk7+655）段。该隧道斜穿34号楼，穿越宽度约为40m，楼房的3/4长度被隧道穿越，穿越段隧道拱顶距地表平均为16.0m。2.2 建筑物概况34号楼始建于1994年，为砖混结构住宅楼，其基础是浆砌整条毛石基础，埋深1.5m。该楼7层，总高度为20.1米，平面形状呈矩形，长56米，宽10.5m。首层为储物间，高2.1米，其余各层层高为3.0m。现场踏勘发现该楼屋顶楼板钢筋锈蚀严重，混凝土保护层严重脱落，可以明显看见钢筋外露。图134号楼与线路相对位置示意图2.3地质及水文概况本段围岩地表以下04m范围内为填筑土；410m范围内为泥质粗砂，呈松散-松软状，流动性较强；10m以下为全风化岩，稳定性很差，遇水很容易流失、塌陷。本段水文地质单元主要为第四系松散类孔隙水分布区，洞顶以上无隔水层，地下水属潜水类型，地下水位-0.51m，大气降水为地下水的主要补给源。2.4 设计概况本段隧道采用初支连拱、衬砌分离形式，单洞开挖高12.07m，双洞开挖跨度33.56m。开挖前，对掌子面前方30m、开挖轮廓线外6m范围内实施全断面帷幕注浆，在拱顶100范围内施作108、30m长大管棚；开挖采用crd法，左洞先行通过（从小里程向大里程方向开挖），左洞二次衬砌完成后再开挖右洞、部；各部开挖后及时支护，并设监控量测点，洞内变形稳定后施作二次衬砌。隧道断面及分部形式见图2，支护及衬砌参数见表1。图2连拱隧道crd法施工分部图表1yk7+655yk7+685（zk7+640zk7+670）段支护参数表分 项 工 程支护参数永久支护锚杆中空注浆锚杆2510080,l=3.5m钢筋网6.5单层，网格1515cm第一层喷射混凝土22b工钢拱架，间距60cmc20喷射混凝土28cm厚第二层喷射混凝土格栅钢架（主筋25），间距60cmc20喷射混凝土22cm厚临时支护（中隔墙）喷射混凝土20b工钢拱架，间距60cm，c20喷射混凝土20cm厚锚杆砂浆锚杆22 10080，l=2.0m（侧壁）二次衬砌钢筋砼厚60cmc30s10钢筋混凝土，主筋25三、地表控制建筑物沉降方案为了提高34号楼下地层的承载力，需对其进行注浆预加固。首先施作止浆墙形成封闭区域，防止对基础下地层注浆时浆液四溢。止浆墙采用无收缩二重管和高压旋喷施工工艺施工，待止浆墙施工完毕并达到一定强度后，开始对房屋下地层进行注浆，使基底形成类阀板基础。动态跟踪注浆应根据监测情况适时进行，当房屋沉降速率达到0.7mm/d或累计沉降量超过10mm时，应对房屋进行跟踪注浆及时抵消房屋的沉降量，使房屋的沉降量和差异沉降始终在可控范围内，同时单次最大抬升值控制在3mm以内。3.1 注浆钻孔布置地表注浆孔分为止浆帷幕注浆孔、房屋基底预加固注浆孔、动态跟踪注浆孔。34号楼前后和左侧需施作止浆帷幕注浆孔。小里程一侧采用旋喷咬合桩作为止浆帷幕，分别距房屋边缘4.5m和5.3m处施作2排，桩深12.31 m，止浆帷幕长47.19 m。大里程一侧采用垂直注浆作为止浆帷幕，分别距离房屋边缘4 m、4.5 m、5 m和5.5 m，共4排注浆孔，孔深12.3m，止浆帷幕长42 m。房屋左侧设置两排垂直注浆孔作为止浆帷幕，位于隧道开挖轮廓线外3.5 m和4 m处，孔深12.3m。房屋左侧止浆墙与房屋前后止浆墙相连形成封闭区。在34号楼房前后两侧和房屋左侧施作三排注浆孔对房屋基底进行注浆加固，房屋前后三排注浆孔距房屋边缘分别为3m、3.5m、4m，房屋左侧三排注浆孔在隧道开挖轮廓线外2m、2.5m、3m处，孔间距1.5m，三排注浆呈梅花形布置，为了使房屋基底地层得到充分加固，三排注浆孔分别采取不同的角度和深度。三排注浆孔由内到外与水平面的夹角分别为30、45、60，孔深分别为11m、13m、15m。动态注浆孔与基底预加固注浆孔相间布置。第一排动态跟踪注浆孔与水平面的夹角为30，深11m；第二排动态跟踪注浆孔与水平面的夹角为45，深13m，；第三排动态跟踪注浆孔分为2序，序跟踪注浆孔与水平面的夹角为60，深15m，序跟踪浆孔与水平面的夹角为80，深13m。动态跟踪注浆孔采用袖阀管施工。基底预加固注浆孔和动态注浆孔的布置如图3所示，地表注浆加固的剖面如图4所示。图3基底预加固注浆孔和动态注浆孔平面布置示意图图4地表注浆加固剖面图3.2 注浆施工工艺34号楼小里程一侧的止浆墙采用高压旋喷钻机施作旋喷桩，施工工艺为：测量放线钻孔下管旋喷提升钻机移位回灌浆液。34号楼大里程一侧和左侧止浆墙、房屋基底预加固注浆采用wss二重管无收缩双液、后退分段式注浆的方法，分段长度为40cm，施工工艺为：测量放线钻机定位钻孔后退分段注浆注浆结束。钻孔采用日本矿岩c-150钻注一体化钻机。动态跟踪注浆采用袖阀管后退式注浆，注浆分段长度为40cm。施工工艺为：测量放线钻机定位钻孔下管动态跟踪注浆。3.3 注浆材料、配比与注浆参数动态跟踪注浆采用普通水泥水玻璃双液浆。原材料：普通硅酸盐水泥，35be以上水玻璃。浆液配比：a液：水玻璃浆液波美度35 be。b液：水泥浆水灰比w:c=0.8:11:1。a液：b液=1:1。补偿注浆时注浆压力控制在0.51.5mpa，抬升注浆时注浆压力控制在2.5mpa以下。3.4 注浆结束标准动态跟踪注浆结束标准为：以房屋监测值为控制标准，注浆抬升量应能抵消房屋的沉降量，使房屋的沉降量围绕稳定值小幅度波动，使房屋的沉降量和差异沉降始终在可控范围之内，同时单次最大抬升值达到23mm即应停止注浆。3.5 全程监控沉降当注浆施工时，应加强对布置在建筑物上的监控测点的观测，及时提供准确的监测数据，对注浆过程进行精确控制，为制定注浆计划提供依据，避免随意注浆造成局部注浆量过大，而引起房屋沉降差异过大，导致房屋开裂，影响建筑物美观危及建筑物安全。34号楼监测点布置如图5所示。图5 34号楼监测点布置图四、实施时机、目的及效果4.1 几个时间段的说明时间段（2008年）事件房屋最大沉降值监测点/沉降值(mm)3-45-1地表加固注浆14#/6.865-25-27部距34号楼距离由13.3m推进至7.9m14#/13.86-117-30部全断面注浆、施作大管棚21#/13.158-18-25部开挖至34号楼正下方19#/19.418-2610-22部穿出34号楼14#/30.4510-2311-27、部依次穿出34号楼11#/49.32地表跟踪注浆开始后房屋的历时沉降曲线如图6所示。图6地表跟踪注浆开始后房屋的历时沉降曲线五、结论1.房屋基础预加固是十分必要的。它可以对其下方的地层进行加固改良，使其形成类筏板基础，并对房屋产生一定的预抬升量。这对累计沉降要求较高的建筑物来讲是十分有益的。但当基础形式较差时，预抬升量宜控制在10mm左右。2.跟踪注浆开