盾構(gòu)多次下穿淺基礎(chǔ)磚混房屋建筑群施工技術(shù)

姜 春 陽

(中鐵三局集團(tuán)華東建設(shè)有限公司，江蘇 南京 211106)

盾構(gòu)多次下穿淺基礎(chǔ)磚混房屋建筑群施工技術(shù)

姜 春 陽

(中鐵三局集團(tuán)華東建設(shè)有限公司，江蘇 南京 211106)

結(jié)合工程實例，闡述了盾構(gòu)下穿淺基礎(chǔ)磚混房屋建筑群的施工技術(shù)，并從盾構(gòu)推進(jìn)速度、土倉壓力、刀盤轉(zhuǎn)速、注漿量等方面，介紹了施工質(zhì)量控制要點，對同類工程施工具有一定參考意義。

磚混房屋，盾構(gòu)機，土倉壓力，注漿量

盾構(gòu)機因其開挖速度快、對周圍環(huán)境影響小，在城市地鐵建設(shè)中被廣泛采用。盾構(gòu)機通過建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)、地下管線時，施工控制不當(dāng)易引起建筑物傾斜、不均勻沉降，導(dǎo)致房屋開裂，管線斷裂。如果穿越的房屋為老式淺基礎(chǔ)房屋，無疑增加了施工難度和風(fēng)險，因此為消除施工隱患，確保施工安全，施工期間應(yīng)采用信息化管理，嚴(yán)格控制盾構(gòu)推進(jìn)速度和土倉壓力、刀盤轉(zhuǎn)速、出土量、壓漿量及壓漿壓力等參數(shù)，有效控制土體變形、減少對鄰近建筑物和構(gòu)筑物的影響。

1 工程概況

1.1 穿越建筑物概況

常州地鐵1號線新—森盾構(gòu)區(qū)間位于規(guī)劃道路下面，沿長江北路西側(cè)呈南北向布置，該區(qū)間下穿65棟建于20世紀(jì)80年代的1層～2層淺基礎(chǔ)磚混房屋，這些房屋均屬住宅性民房。

1.2 線路概況

1)穿越段分布。該盾構(gòu)區(qū)間穿越民房區(qū)域主要分為兩段，按照房屋編號，第一段為2號～35號民房、第二段為37號～56號民房，其余為零散分布。區(qū)間左線于165環(huán)～290環(huán)下穿第一段民房，于600環(huán)～680環(huán)下穿第二段民房；區(qū)間右線于170環(huán)～280環(huán)下穿第一段民房，于610環(huán)～675環(huán)下穿第二段民房。

2)穿越段隧道線型。a.區(qū)間左線。平面線路：隧道平面線路至166環(huán)為左轉(zhuǎn)緩和曲線，隨后進(jìn)入直線段，直線段起止里程為XK37+865.050～XK38+742.767，直線段總長878.127 m，約為167環(huán)～896環(huán)?？v向線路：第一段穿越段盾構(gòu)機處于24‰下坡段，下坡段起止里程為XK37+749.000～XK38+038.920，長289.92 m，約為70環(huán)～310環(huán)，向森林公園站方向漸低。第二段穿越段盾構(gòu)機處于7.568‰下坡變24‰上坡拋物線段，拋物線段長157.84 m，約為529環(huán)～659環(huán)；之后進(jìn)入24‰上坡段，上坡段長342.49 m，約為660環(huán)～944環(huán)，向森林公園站方向漸高。b.區(qū)間右線。平面線路：隧道平面線路至896環(huán)為直線，直線段長1 077.136 m，約為1環(huán)～896環(huán)?？v向線路：第一段穿越段盾構(gòu)機處于24‰下坡段，下坡段長289.84 m，約為70環(huán)～310環(huán)，向森林公園站方向漸低。第二段穿越段盾構(gòu)機處于由7.568‰下坡變24‰上坡段，R=5 000拋物線，變坡段長157.67 m，約為530環(huán)～660環(huán)；而后處于24‰上坡段，上坡段長342.16 m，約為661環(huán)～945環(huán)。向森林公園站方向漸高。

1.3 穿越段地質(zhì)概況

1)第一段穿越段。該穿越段隧道所在地層主要為⑤2粉砂、⑥2粉質(zhì)粘土層，局部區(qū)段穿越⑥4-1粉質(zhì)粘土。隧道拱頂覆土依次為①3耕植土、③1粘土、③2粉質(zhì)粘土、⑤1-1粉土、⑤1-2粉砂夾粉土。隧道埋深約12 m～16.2 m。

2)第二段穿越段。該穿越段隧道所在地層主要為⑤2粉砂、⑥2粉質(zhì)粘土層，局部區(qū)段穿越⑥4-1粉質(zhì)粘土。隧道拱頂覆土依次為①3耕植土、③1粘土、③2粉質(zhì)粘土、⑤1-1粉土、⑤1-2粉砂夾粉土。隧道埋深約17.2 m～18.7 m。

2 工程難點

1)建筑群整體老化，已有多處結(jié)構(gòu)裂縫，盾構(gòu)下穿時若施工控制不當(dāng)，對地面建筑物及住戶安全影響較大。

2)盾構(gòu)區(qū)間基本位于粉土粉砂層中，在穩(wěn)定性極差的富水軟弱地層中大面積、長距離、連續(xù)穿越建筑群在常州極為少見的，施工環(huán)境復(fù)雜，工程安全風(fēng)險控制難度大，給該標(biāo)段施工提出了全新挑戰(zhàn)。

3 施工控制

3.1 建筑物排查

1)隧道施工前，組織調(diào)查小組對工程沿線建筑物及構(gòu)筑物現(xiàn)有情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，清楚地了解沿線每座建筑物的位置、現(xiàn)狀和地下基礎(chǔ)情況。

2)對設(shè)計單位給出的建筑物資料進(jìn)行分析并加以確認(rèn)。

3)制訂并填寫每棟建筑物的調(diào)查表，對每棟房屋裂縫等缺陷和破損要進(jìn)行詳細(xì)記錄和拍攝，重要照片要加示意圖及標(biāo)注建筑物位置。對各種缺陷如裂縫、抹面脫落和其他損壞進(jìn)行登記，已有裂縫測量長度和寬度并做好記錄(以7號房屋為例，見圖1)，房屋調(diào)查統(tǒng)計表見表1。

3.2 監(jiān)測點布設(shè)

在建筑物周邊設(shè)置地面監(jiān)測橫斷面和建筑物監(jiān)測點，以便獲得更多的監(jiān)測數(shù)據(jù)，這不僅可用來分析單點地面沉降值還可以用來分析同斷面的不均勻沉降因素，為以后盾構(gòu)穿越建筑物施工時做好鋪墊。同時，建立完善的變位監(jiān)測系統(tǒng)，對建筑物和地面進(jìn)行系統(tǒng)、全面的跟蹤測量，實行信息化反饋施工。

表1 7號房屋調(diào)查統(tǒng)計表

建筑物編號里程環(huán)號建筑類型建筑年代基礎(chǔ)形式結(jié)構(gòu)類型建筑物與車站/隧道關(guān)系現(xiàn)狀描述聯(lián)系人及電話7CK37+871新—森區(qū)間右線845環(huán)2層建筑1984淺基礎(chǔ)磚混新—森區(qū)間下穿民房，有人居住章某1518978

3.3 穿越前盾構(gòu)機驗收

盾構(gòu)機在穿越建筑群前進(jìn)行檢查驗收，驗收盾構(gòu)機各項性能及參數(shù)指標(biāo)是否滿足要求，主要檢查:推進(jìn)系統(tǒng)、管片拼裝系統(tǒng)、排土出渣、油脂注入、泡沫、同步注漿、二次注漿、電氣、盾尾刷、盾尾油脂、添加劑、盾構(gòu)姿態(tài)。

3.4 下穿建筑群技術(shù)措施

1)掘進(jìn)控制。a.推進(jìn)速度：勻速推進(jìn)，推進(jìn)速度控制在40 mm/min～50 mm/min。每班平均推進(jìn)5環(huán)，日進(jìn)度控制在10環(huán)。b.土倉壓力：1號：1.1 bar～1.3 bar，2號、3號：1.5 bar～1.6 bar，4號、5號：1.8 bar～2.0 bar。c.推力、扭矩：推力控制在15 000 kN～18 000 kN即1 500 t～1 800 t，扭矩控制在2 000 kN·m以下。d.刀盤轉(zhuǎn)速：控制在1 rpm～1.2 rpm。e.盾構(gòu)機姿態(tài)：穿越段處于右轉(zhuǎn)曲線上，盾構(gòu)機姿態(tài)水平姿態(tài)+10～+20，水平趨向控制在0～+1，垂直姿態(tài)-20～-30，垂直趨向控制在0～+2。f.管片拼裝：根據(jù)管片排環(huán)表，注意沿線管片分布情況，在穿越段采用注漿環(huán)。g.同步注漿：穿越段采用厚漿，注漿壓力控制在4 bar～5 bar，注漿量保證每環(huán)實際不少于5.3 m3?？筛鶕?jù)盾構(gòu)機運行情況和地表監(jiān)測情況，對注漿參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。h.盾尾油脂：盾尾油脂注漿泵壓力控制在20 bar～22 bar左右，每環(huán)均勻注入，每環(huán)注入量保證不小于40 kg(每桶油脂注入5環(huán)～6環(huán))。i.渣土改良。根據(jù)掘進(jìn)情況，采用泡沫劑改良：泡沫劑原液與水的用量之比為1∶35，發(fā)泡率為5～6，每環(huán)泡沫使用量一般為35 L～40 L。j.加強盾構(gòu)司機、技術(shù)員、拼裝手交流和配合，能更好控制盾構(gòu)姿態(tài)，確保盾尾間隙和管片拼裝質(zhì)量。

2)監(jiān)測控制情況。按照設(shè)計要求及相關(guān)規(guī)范，合理設(shè)置各監(jiān)測對象監(jiān)測點，特別在盾構(gòu)進(jìn)出洞區(qū)域、聯(lián)絡(luò)通道施工階段、地質(zhì)條件較差及周邊環(huán)境較為復(fù)雜區(qū)域必須增設(shè)地表橫斷面監(jiān)測點，從而了解橫向影響范圍及變化情況；監(jiān)測工作還應(yīng)對各項監(jiān)測數(shù)據(jù)的相互關(guān)系進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場巡視情況對隧道結(jié)構(gòu)以及周邊環(huán)境的安全性做出準(zhǔn)確、及時的評價，做到科學(xué)的預(yù)警、報警，盾構(gòu)下穿建筑物期間正常情況每4 h監(jiān)測1次，達(dá)到預(yù)警每2 h監(jiān)測1次。

新—森區(qū)間穿越段監(jiān)測情況如表2所示。

表2 新—森區(qū)間穿越段監(jiān)測表 mm

由表2可知，新—森區(qū)間穿越段地表沉降最大點為XD280-10，沉降量為-18.9 mm，隆起最大點為XD330-10，隆起量為5.0 mm；建筑物沉降最大點為JC140，沉降量為-9.2 mm，隆起最大點為JC213，隆起量為5.1 mm。由監(jiān)測情況可知，左線穿越時，地表沉降量較小，地層較穩(wěn)定；右線穿越時，對地層產(chǎn)生了二次擾動，地表及建筑物沉降增大，整體沉降控制良好。

穿越前對施工過程進(jìn)行針對性的難點分析及詳細(xì)的建筑物調(diào)查，采取了合理的技術(shù)措施和管理措施很好的解決了施工難點，確保了盾構(gòu)機安全順利的穿越建筑群，為今后施工積累了施工經(jīng)驗。

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Construction technologies of shield tunneling variously under-passing shallow-foundation brick-concrete housing group

Jiang Chunyang

(ChinaRailway3rdBureauGroupHuadongConstructionCo.,Ltd,Nanjing211106,China)

Combining with engineering examples, the paper describes the construction technologies of shield tunneling under-passing shallow-foundation brick-concrete housing group, and introduces construction quality control points from aspects of shield tunneling speed, earth-chamber pressure, cutter-disk rotating speed and grouting amount, which has certain guiding meaning for similar engineering construction.

brick-concrete house, shield tunneling machine, earth-chamber pressure, grouting amount

1009-6825(2017)03-0169-02

2016-11-16

姜春陽(1984- )，男，工程師

U455.43

A