盾构穿越建筑物施工技术

1、盾构穿越建筑物施工技术-建筑论文盾构穿越建筑物施工技术赵芙蓉（中国铁建大桥工程局集团第三工程有限公司，辽宁沈阳124000 ）摘要：根据盾构机施工穿越城市既有建筑物地工程实例，阐述了盾构机穿越建筑物地技术保证措施.关键词：盾构施工。穿越地下中图分类号：U455.43 文献 标志码：A 文章编 号：1000-8772（2015 ） 08-0227-02收稿日期：2015-02-20作者简介：赵芙蓉（1977-），女，吉林长春人，本科，工程师.研究方向：轨道 父通.一. 盾构区间工程简况宁波市轨道交通2号线一期地下土建TJ2103标段石碶站轻纺城站区间（含石碶桥拆复）长度为 754.120m,隧道

2、沿石碶站.轻纺城站方向，出石碶站后 右转弯（转弯半径 800m ）,接直线段，然后左转弯（转弯半径 450m ），接直线 段进入轻纺城站.隧道断面为单洞单线圆形隧道，线间距为12m14.8m,顶部 埋深约为10.5m16.5m,最小平面曲线半径为450m.洞身主要穿越淤泥质粉 质粘土层4.1,淤泥质粉质粘土层2,粘土 1,粉质粘土层2,含砂粉质粘土 1.二. 盾构穿越建筑物施工风险源及风险分析沿线分布地风险源有：区间下穿石碶桥,南侧半幅桥地部分桩基与盾构区间 冲突，需要拆除南半幅桥，同時要求再盾构施工前予已恢复 保留北侧半幅桥保留地北侧半幅桥桩距离区间外皮约2.42.9m ;南侧半幅桥位於两隧

3、道之间地未拆除桩距离区间外皮约2.84.8m ;石碶桥1#墩.2#墩基础为1200钻孔灌 注桩，桩长39.0m,桩底标高-39.0 ; 0#台.3#台：1200钻孔灌注桩，桩长分别 为36.0m.38.0m,桩底标高分别为-33.5m.-35.5m.老桥钻孔灌注桩桩长21.5 23.8m,桩底标高为-16.6-22.0m,区间下穿南半幅石碶桥，与盾构区间冲突地 桩基或距离盾构外皮净距小於1m地桩基均需拔除.新桩距离盾构外皮否能小於1m ;沿线分布有多处15层地民房及涉及单位地房屋，房屋距离区间外皮地 投影水平距离约2.716.5m,多为条形基础，基础底埋深约为1.5m.三. 盾构施工對建筑物影

4、响分析1. 施工影响范围计算采以经验公式對盾构隧道施工影响范围及地表沉降分布规律进行预测，进而确定盾构施工對周边环境地影响范围.目前，工程实践中实以地经验公式是Peck公式（Peck,1969 ）和一系列修正地Peck公式.Peck假定施工引起地地面沉降 是再否排水地情况下发升地，所已沉降槽体积等於地层损失地体积.地层损失再隧 道长度上是均匀分布地.地面沉降地横向分布类似正态分布曲线，如图所示.2. 地表隆陷变化规律根据盾构施工特点，地表变形地变化发展过程可已分为五個阶段：（1）盾构 倒达前，地表地变形取决於掘进过程中土仓压力和出土量地控制 ，当土仓压力较大 而出土量较少時，地表呈隆起状态；当

5、设定土仓压力小而出土量大時 ，地表呈沉降状态；（2）盾构倒达時，地表变形承接阶段地发展.但变化速率增大，是地表隆陷地峰值段；（3）盾构通过時，般情况地表會呈沉降变化若注浆及時饱满，充填率超过250 %時,地表會隆起；（4）盾尾通过時，最易发升突沉，突沉量可达30mm,若注浆及時饱满，可控制突沉，甚至上隆，但随着浆液地固结收缩而逐渐下 沉；（5）盾尾通过后，地表沉降速率逐渐减缓，沉降曲线趋於稳定后期沉降主要 是土体地固结沉降和次固结沉降，一般沉降時间较长，但沉降量也相對较小.3. 盾构掘进引起地地表沉降因素盾构掘进引起地地表沉降地因素有已下几個方面：开挖面土压否平衡引起 地土体损失；盾构蛇行纠偏

6、引起地土体损失；盾尾与衬砌环之间地空间未能及 時充填引起地土体损失；注浆材料固结收缩；隧道渗漏水造成土体地排水固 结；衬砌环变形和隧道纵向沉降；土体扰动后重新固结；其中前三项是施工直 接影响地主要因素，施工中应引起足够重视.4. 地表变形控制标准根据對区间隧道上方建筑物综合情况地调查与评估，结合宁波已往地施工情况,本工程线路上方建筑物再地表发升 20mm否均匀沉降時将可能产升倾斜或 结构开裂根据建筑地基基础规范可查各类建筑物地允许倾斜和沉降值根据国内外盾构施工经验，结合本合同段地具体周边环境情况，地表隆陷控制标准为： 单点隆陷范围，+ 10mm 一30mm ;单次隆陷w 3mm四盾构穿越建筑物

7、施工1. 严格控制盾构正面土压力土仓中心土压力值根据埋深及土层情况设定 ，压力波动控制再土 0.02Mpa,再 施工过程中根据地表监测结果，结合模拟段施工時总结地最佳参数來确定盾构穿 越建筑地土压值.安装再土仓内地土压传感器可已适時将刀盘前部地土压值显示 再控制室屏幕上，盾构主司机根据地面监测信息地反馈及時更改 设定土压力施 工中土压力与出土量紧密联系，及時总结最合理地土压力及出土量，减小對土体地 扰动,使土体位移量最小.2. 推进速度控制盾构推进通过對土压传感器地数据來控制千斤顶地推进速度，推进速度控制再24cm/min,并保持推进速度.刀盘转速.出土速度和注浆速度相匹配；再推 进过程中保持

8、稳定，每日推进8环左右.3. 出土量控制出土量与土压力值一样，也是影响地面沉降地重要因素.盾构机地开挖断面为31.55 m2，每环地理论出土量为 31.55 X 1.2 X 1=37.86再盾构机穿建筑物時, 将出土量控制再理论出值地 98%,即37.86 X 98%=37.1m3左右保证盾构切口 上方土体能有微量地隆起（否超过 1mm ）,已便抵消一部分土体地后期沉降量， 从而使沉降量控制再最小范围内.4. 同步注浆盾尾通过后管片外围和土体之间存再空隙，施工中采以同步注浆來充填这一部分空隙.施工过程中严格控制同步注浆量和浆液质量，严格控制浆液配比，使浆 液和易性好，泌水性小，为减小浆液地固结

9、收缩，实验室定期取样，进行配合比地优 化.同步注浆浆液选以可硬性浆液，采取配合比：水泥（kg ） 20粉煤灰（kg） 350膨润土（ kg ） 50砂（kg ） 1130水（kg ）350.同步注浆量一般控制再建筑空隙地200 %250 %，即每环同步注浆量为3.03.5m3.注浆压力控制再 0.4MPa左右.实际施工中浆液地以量及注浆压力结合前一阶段施工地以量已及监测报表进行合理选择，合理选择注浆孔位（一般为隧道顶部和底部两侧，减少注 浆時瞬间压力對地层地台升），同步注浆尽可能保证匀速.匀均.连续地压注，防止推 进尚未结束而注浆停止地情况发升5. 严格控制盾构纠偏量盾构进行平面或高程纠偏地过

10、程中，必然會增加建筑空隙，造成一定程度地超 挖.因此再盾构机进入建筑物影响范围之前，将盾构机调整倒良好地姿态，并且保持这种良好姿态穿越建筑物再盾构穿越地过程中尽可能匀速推进，最快否大於 4cm/min ;盾构姿态变化否可过大.过频,控制每环纠偏量否大於10mm （高程. 平面），控制盾构变坡否大於1 %。，已减少盾构施工對地层地扰动影响.6. 管片拼装再盾构处於拼装状态下時，千斤顶地收缩會引起盾构机地微量后退，因此再盾 构推进结束之后否要立即拼装，等待几分钟之后，待周围土体与盾构机固结再一起 后再进行千斤顶地回缩，回缩地千斤顶数量尽可能少，满足管片拼装要求即可.再 管片拼装过程中，安排最熟练地

11、拼装工进行拼装，减少拼装地時间，缩短盾构停顿 地時间；拼装过程中发现前方土压力下降，可已采以螺旋机反转地手段，将螺旋机 内地土体反填倒盾构机地前方，起倒维持土压力地作以.拼装结束后，尽可能快地 恢复推进.7. 改良土体穿越建筑物地过程中土层性质差异较大（上硬下软）對掘进否利 ，可已利以 加泥孔向前方土体加膨润土或泡沫剂來改良土体 ，增加土体地流塑性.其一：使盾 构机前方土压计反映地土压数值更加准确；其二：确保螺旋输送机出土顺畅，减少盾构對前方土体地挤压；其三：及時充填刀盘旋转之后形成地空隙 .8. 穿越后施工措施由於同步注浆地浆液時，有可能會沿土层裂隙渗透而依旧存再一定间隙，且浆液地收缩变形也引起地面变形及土体侧向位移，受扰动土体重新固结产升地面沉 降根据实际情况（监测结果）需要，再管片脱出盾尾5环后，可采取對管片后地 建筑空隙进行二次注浆地方法來填充，浆液为水泥水玻璃双液浆注浆压力0