盾构多次下穿浅基础砖混房屋建筑群施工技术

姜 春 阳

(中铁三局集团华东建设有限公司，江苏 南京 211106)

盾构多次下穿浅基础砖混房屋建筑群施工技术

姜 春 阳

(中铁三局集团华东建设有限公司，江苏 南京 211106)

结合工程实例，阐述了盾构下穿浅基础砖混房屋建筑群的施工技术，并从盾构推进速度、土仓压力、刀盘转速、注浆量等方面，介绍了施工质量控制要点，对同类工程施工具有一定参考意义。

砖混房屋，盾构机，土仓压力，注浆量

盾构机因其开挖速度快、对周围环境影响小，在城市地铁建设中被广泛采用。盾构机通过建(构)筑物基础、地下管线时，施工控制不当易引起建筑物倾斜、不均匀沉降，导致房屋开裂，管线断裂。如果穿越的房屋为老式浅基础房屋，无疑增加了施工难度和风险，因此为消除施工隐患，确保施工安全，施工期间应采用信息化管理，严格控制盾构推进速度和土仓压力、刀盘转速、出土量、压浆量及压浆压力等参数，有效控制土体变形、减少对邻近建筑物和构筑物的影响。

1 工程概况

1.1 穿越建筑物概况

常州地铁1号线新—森盾构区间位于规划道路下面，沿长江北路西侧呈南北向布置，该区间下穿65栋建于20世纪80年代的1层～2层浅基础砖混房屋，这些房屋均属住宅性民房。

1.2 线路概况

1)穿越段分布。该盾构区间穿越民房区域主要分为两段，按照房屋编号，第一段为2号～35号民房、第二段为37号～56号民房，其余为零散分布。区间左线于165环～290环下穿第一段民房，于600环～680环下穿第二段民房；区间右线于170环～280环下穿第一段民房，于610环～675环下穿第二段民房。

2)穿越段隧道线型。a.区间左线。平面线路：隧道平面线路至166环为左转缓和曲线，随后进入直线段，直线段起止里程为XK37+865.050～XK38+742.767，直线段总长878.127 m，约为167环～896环。纵向线路：第一段穿越段盾构机处于24‰下坡段，下坡段起止里程为XK37+749.000～XK38+038.920，长289.92 m，约为70环～310环，向森林公园站方向渐低。第二段穿越段盾构机处于7.568‰下坡变24‰上坡抛物线段，抛物线段长157.84 m，约为529环～659环；之后进入24‰上坡段，上坡段长342.49 m，约为660环～944环，向森林公园站方向渐高。b.区间右线。平面线路：隧道平面线路至896环为直线，直线段长1 077.136 m，约为1环～896环。纵向线路：第一段穿越段盾构机处于24‰下坡段，下坡段长289.84 m，约为70环～310环，向森林公园站方向渐低。第二段穿越段盾构机处于由7.568‰下坡变24‰上坡段，R=5 000抛物线，变坡段长157.67 m，约为530环～660环；而后处于24‰上坡段，上坡段长342.16 m，约为661环～945环。向森林公园站方向渐高。

1.3 穿越段地质概况

1)第一段穿越段。该穿越段隧道所在地层主要为⑤2粉砂、⑥2粉质粘土层，局部区段穿越⑥4-1粉质粘土。隧道拱顶覆土依次为①3耕植土、③1粘土、③2粉质粘土、⑤1-1粉土、⑤1-2粉砂夹粉土。隧道埋深约12 m～16.2 m。

2)第二段穿越段。该穿越段隧道所在地层主要为⑤2粉砂、⑥2粉质粘土层，局部区段穿越⑥4-1粉质粘土。隧道拱顶覆土依次为①3耕植土、③1粘土、③2粉质粘土、⑤1-1粉土、⑤1-2粉砂夹粉土。隧道埋深约17.2 m～18.7 m。

2 工程难点

1)建筑群整体老化，已有多处结构裂缝，盾构下穿时若施工控制不当，对地面建筑物及住户安全影响较大。

2)盾构区间基本位于粉土粉砂层中，在稳定性极差的富水软弱地层中大面积、长距离、连续穿越建筑群在常州极为少见的，施工环境复杂，工程安全风险控制难度大，给该标段施工提出了全新挑战。

3 施工控制

3.1 建筑物排查

1)隧道施工前，组织调查小组对工程沿线建筑物及构筑物现有情况进行详细调查，清楚地了解沿线每座建筑物的位置、现状和地下基础情况。

2)对设计单位给出的建筑物资料进行分析并加以确认。

3)制订并填写每栋建筑物的调查表，对每栋房屋裂缝等缺陷和破损要进行详细记录和拍摄，重要照片要加示意图及标注建筑物位置。对各种缺陷如裂缝、抹面脱落和其他损坏进行登记，已有裂缝测量长度和宽度并做好记录(以7号房屋为例，见图1)，房屋调查统计表见表1。

3.2 监测点布设

在建筑物周边设置地面监测横断面和建筑物监测点，以便获得更多的监测数据，这不仅可用来分析单点地面沉降值还可以用来分析同断面的不均匀沉降因素，为以后盾构穿越建筑物施工时做好铺垫。同时，建立完善的变位监测系统，对建筑物和地面进行系统、全面的跟踪测量，实行信息化反馈施工。

表1 7号房屋调查统计表

建筑物编号里程环号建筑类型建筑年代基础形式结构类型建筑物与车站/隧道关系现状描述联系人及电话7CK37+871新—森区间右线845环2层建筑1984浅基础砖混新—森区间下穿民房，有人居住章某1518978

3.3 穿越前盾构机验收

盾构机在穿越建筑群前进行检查验收，验收盾构机各项性能及参数指标是否满足要求，主要检查:推进系统、管片拼装系统、排土出渣、油脂注入、泡沫、同步注浆、二次注浆、电气、盾尾刷、盾尾油脂、添加剂、盾构姿态。

3.4 下穿建筑群技术措施

1)掘进控制。a.推进速度：匀速推进，推进速度控制在40 mm/min～50 mm/min。每班平均推进5环，日进度控制在10环。b.土仓压力：1号：1.1 bar～1.3 bar，2号、3号：1.5 bar～1.6 bar，4号、5号：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.刀盘转速：控制在1 rpm～1.2 rpm。e.盾构机姿态：穿越段处于右转曲线上，盾构机姿态水平姿态+10～+20，水平趋向控制在0～+1，垂直姿态-20～-30，垂直趋向控制在0～+2。f.管片拼装：根据管片排环表，注意沿线管片分布情况，在穿越段采用注浆环。g.同步注浆：穿越段采用厚浆，注浆压力控制在4 bar～5 bar，注浆量保证每环实际不少于5.3 m3。可根据盾构机运行情况和地表监测情况，对注浆参数进行调整。h.盾尾油脂：盾尾油脂注浆泵压力控制在20 bar～22 bar左右，每环均匀注入，每环注入量保证不小于40 kg(每桶油脂注入5环～6环)。i.渣土改良。根据掘进情况，采用泡沫剂改良：泡沫剂原液与水的用量之比为1∶35，发泡率为5～6，每环泡沫使用量一般为35 L～40 L。j.加强盾构司机、技术员、拼装手交流和配合，能更好控制盾构姿态，确保盾尾间隙和管片拼装质量。

2)监测控制情况。按照设计要求及相关规范，合理设置各监测对象监测点，特别在盾构进出洞区域、联络通道施工阶段、地质条件较差及周边环境较为复杂区域必须增设地表横断面监测点，从而了解横向影响范围及变化情况；监测工作还应对各项监测数据的相互关系进行分析，结合现场巡视情况对隧道结构以及周边环境的安全性做出准确、及时的评价，做到科学的预警、报警，盾构下穿建筑物期间正常情况每4 h监测1次，达到预警每2 h监测1次。

新—森区间穿越段监测情况如表2所示。

表2 新—森区间穿越段监测表 mm

由表2可知，新—森区间穿越段地表沉降最大点为XD280-10，沉降量为-18.9 mm，隆起最大点为XD330-10，隆起量为5.0 mm；建筑物沉降最大点为JC140，沉降量为-9.2 mm，隆起最大点为JC213，隆起量为5.1 mm。由监测情况可知，左线穿越时，地表沉降量较小，地层较稳定；右线穿越时，对地层产生了二次扰动，地表及建筑物沉降增大，整体沉降控制良好。

穿越前对施工过程进行针对性的难点分析及详细的建筑物调查，采取了合理的技术措施和管理措施很好的解决了施工难点，确保了盾构机安全顺利的穿越建筑群，为今后施工积累了施工经验。

[1] 竺维彬，鞠世健.复合地层中的盾构施工技术[M].北京:中国科学技术出版社，2006.

[2] 周文波.盾构法隧道施工技术及应用[M].北京:中国建筑工业出版社，2009.

[3] 付嵩岩.浅谈盾构下穿密集建筑物群施工措施[J].智慧城市与轨道交通，2016(3)：280-283.

[4] 张雷明，刘 华，王乃谦.地铁隧道施工时盾构下穿危房的施工方法[J].中国新技术新产品,2014(02下)：57.

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

姜春阳(1984- )，男，工程师

U455.43

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