盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系及其應(yīng)用

王 瑋

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系及其應(yīng)用

王 瑋

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001)

盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系由三個部分組成，即施工前查勘預(yù)測和抉擇、施工中監(jiān)控量測與控制；施工后長期預(yù)測，可有效減少盾構(gòu)隧道施工對周邊地區(qū)的干擾，保障隧道施工的安全性。

盾構(gòu)隧道；微擾動；施工控制技術(shù)；應(yīng)用

1 盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系

1.1 施工前勘察和選擇

(1)勘察施工現(xiàn)場。在盾構(gòu)隧道施工前，建筑工程單位必須詳細(xì)勘察隧道工程涉及范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境狀況，包括水文、地層、建筑物狀態(tài)等，同時需要對政府相關(guān)文件要求、施工涉及的法律條文進(jìn)行分析和明確。在工程施工過程中，仔細(xì)調(diào)查周邊地區(qū)處于階段建筑物的基礎(chǔ)及施工所產(chǎn)生的擾動程度，加強對盾構(gòu)隧道穿越區(qū)域的勘察力度，應(yīng)用多種方式相結(jié)合，提高勘察的準(zhǔn)確性及勘察相關(guān)資料的完整性。

(2)確定微擾動指標(biāo)。一般情況下，多采用室內(nèi)試驗方式確定微擾動指標(biāo)，針對不同應(yīng)力路徑之下的微擾動指標(biāo)，需做出詳細(xì)分析和研究。在研究過程中，將施工土體剪切模量、孔隙水壓力等作為微擾動指標(biāo)，并從力學(xué)角度做出解釋說明。但是在實際施工中，監(jiān)測土體剪切模量、孔隙水壓力難度非常大，甚至難以實現(xiàn)。盾構(gòu)隧道施工主要擾動表現(xiàn)為地表變形，由于建筑物存在輕微沉降的情況，在確定微擾動指標(biāo)時，需完善盾構(gòu)施工變形增量的指標(biāo)，并制定出控制標(biāo)準(zhǔn)外的解決措施，若超出控制標(biāo)準(zhǔn)，必須綜合考慮實際情況，采取科學(xué)合理的處理方案，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的工程事故，保障施工的安全性。

1.2 施工過程中監(jiān)測和反饋

(1)施工監(jiān)測。盾構(gòu)法對周邊建筑物所造成的影響，往往具有不可預(yù)見性。在盾構(gòu)隧道施工過程中，常規(guī)性人工監(jiān)測方法難以保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實時性和完整性。那么盾構(gòu)隧道施工現(xiàn)場，需要通過全自動與人工聯(lián)合監(jiān)測方式，實時監(jiān)測建筑物出現(xiàn)沉降變形情況。在布置監(jiān)測點時，應(yīng)綜合考慮相關(guān)因素，如隧道工程各個環(huán)節(jié)的施工順序、盾構(gòu)隧道相對位置、對保護(hù)對象的要求等。在盾構(gòu)隧道工程不斷開展的背景下，監(jiān)測方式也越來越多，其中Peck提出的監(jiān)控量測法，在地下動態(tài)項目施工中廣泛應(yīng)用，監(jiān)控量測法是通過分析監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息，及時修正土體參數(shù)，并及時反饋，科學(xué)調(diào)整施工參數(shù)，保障盾構(gòu)隧道施工順利進(jìn)行。相關(guān)人員必須密切監(jiān)測施工情況，針對所獲得的數(shù)據(jù)信息，仔細(xì)判斷隧道工程影響范圍內(nèi)建筑物的服務(wù)狀態(tài)，若施工擾動超出預(yù)定控制標(biāo)準(zhǔn)，對服務(wù)狀態(tài)造成了影響，需停止施工，并進(jìn)行加固措施，合理控制施工擾動，根據(jù)工程施工進(jìn)度、擾動程度，科學(xué)調(diào)整設(shè)計參數(shù)后，做好測試工作，測試合格后，方可應(yīng)用于工程項目施工中。

(2)反饋與控制。在對隧道工程實施反饋控制時，制定和完善切實可行的控制措施尤為重要，需要從工程施工控制入手，減少施工出現(xiàn)的擾動。開挖面平衡、盾構(gòu)穿越是盾構(gòu)隧道工程實施控制的重點。在開挖平衡的控制方面，施工推進(jìn)時，需保障密艙內(nèi)壓力為特定數(shù)值，故需要增加艙內(nèi)泥漿的流動性和充實度，確保艙內(nèi)壓力均勻分布，一旦遇到較大程度的沉降或地形結(jié)構(gòu)隆起，可及時調(diào)整開挖面的平衡力，減少施工帶來的擾動。在盾構(gòu)穿越控制方面，穿越姿勢、速度直接關(guān)系到擾動的程度。那么在控制盾構(gòu)穿越時，需采取恰當(dāng)?shù)姆绞秸{(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，若出現(xiàn)較大擾動，需調(diào)整盾構(gòu)推進(jìn)速度，使沉降程度處于可控范圍中。

1.3 施工后的預(yù)測和控制

相關(guān)室內(nèi)試驗結(jié)果證實，土體孔隙水壓力與施工擾動程度密切相關(guān)，也是評估擾動程度的重要指標(biāo)，其中孔隙水壓力的消散與時間存在一定關(guān)系，尤其是軟土地區(qū)。相關(guān)學(xué)者認(rèn)為，通常情況下，隧道長期沉降總量比例為30%～90%，在軟土地區(qū)比例更高。那么做好施工后變形發(fā)展預(yù)測，制定相關(guān)技術(shù)措施控制長期變形帶來的危害至關(guān)重要。盾構(gòu)隧道施工帶來的擾動具有不確定性，地表堆載、二次施工等是擾動產(chǎn)生的常見因素。因此需要對施工后隧道工程進(jìn)行長期預(yù)測和控制。在預(yù)測時，依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時調(diào)整預(yù)測模型，并分析差異出現(xiàn)的原因，針對性采取控制措施，保障工程的安全性。另外，若監(jiān)測數(shù)據(jù)提示地表陳建增加時，需仔細(xì)勘察對盾構(gòu)隧道周邊區(qū)域情況，如果是因為場地變化導(dǎo)致二次沉降，必須將影響源立即隔斷；若陳建出現(xiàn)是由于結(jié)構(gòu)漏水，應(yīng)加固漏水部位。總之針對不同狀況，采取不同措施，可提高隧道工程的安全性。

2 盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系的實踐應(yīng)用

2.1 工程概況

在此盾構(gòu)隧道工程施工中，需要在一棟建筑物側(cè)面穿過，該建筑物樁基一半位于圖層內(nèi)，土層靈敏性較高，盾構(gòu)結(jié)構(gòu)穿過時，下行線盾構(gòu)和樁基相距13.12～15.30m，上行線盾構(gòu)和樁基水平相距3.93～6.08m，穿越環(huán)數(shù)225～250。

2.2 微擾動施工控制技術(shù)應(yīng)用

經(jīng)建筑物側(cè)面時，此工程項目需要設(shè)置相應(yīng)的關(guān)鍵性監(jiān)測點，對土體沉降曲線進(jìn)行繪制，在盾構(gòu)結(jié)構(gòu)穿越時，確保各個監(jiān)測點所得沉降數(shù)值處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免大幅度沉降。及時反饋沉降數(shù)值工作，有效控制沉降數(shù)值，嚴(yán)格控制盾構(gòu)施工推進(jìn)速度，控制在50mm/min范圍內(nèi)，保障施工的安全性。同時，施工單位需要對建筑物進(jìn)行長期的監(jiān)測和控制，針對出現(xiàn)的問題，及時采取修補措施，使建筑物保持在正常狀態(tài)。

3 總 結(jié)

隨著我國城市建設(shè)不斷進(jìn)步，盾構(gòu)法在修建地鐵、隧道中廣泛應(yīng)用，在盾構(gòu)隧道施工過程中，會對周邊建筑物造成一定的影響，建立盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系，通過施工前、施工中、施工后監(jiān)測、反饋及控制，減少盾構(gòu)隧道中出現(xiàn)的擾動，保障盾構(gòu)隧道施工的安全性，提高施工質(zhì)量，促進(jìn)盾構(gòu)隧道施工順利進(jìn)行。

[1] 朱合華,丁文其,喬亞飛等.盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系及其應(yīng)用[J].巖土工程學(xué)報,2014,13(11):1983-1993.

[2] 何川,封坤,方勇等.盾構(gòu)法修建地鐵隧道的技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].西南交通大學(xué)學(xué)報,2015,50(1):97-109.

[3] 李國圣.盾構(gòu)隧道微擾動施工控制技術(shù)體系及其實踐運用[J].中國科技縱橫,2016,9(11):77-77,79.

2016-10-24

王瑋(1990-)，男，貴州晴隆人，助理工程師，研究方向：公路工程 。

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1008-3383(2017)02-0134-02