盾構(gòu)近距離穿越建筑物施工技術(shù)

魯琛LU Chen

（中鐵十七局上海軌道交通工程有限公司，上海 200135）

（China Railway 17 Bureau Shanghai Track Traffic Engineering Co.，Ltd.，Shanghai 200135，China）

0 引言

對于地鐵工程施工，大多需要穿越各種建筑物，以保證地鐵工程施工的順利進(jìn)行，因此在一定程度上增加了地鐵工程施工難度。當(dāng)前，盾構(gòu)掘進(jìn)法在地鐵工程穿越建筑物施工中得到廣泛應(yīng)用，對于滿足工程施工需求起到了一定的幫助作用。通過加強(qiáng)盾構(gòu)掘進(jìn)穿越建筑物施工技術(shù)在地鐵工程施工中的應(yīng)用，能夠更好地滿足我國的交通事業(yè)發(fā)展需求。

1 工程概述

上海地鐵真北路站-大渡河路站工程準(zhǔn)備于2011 年3 月施工，截至2011 年11 月完工，該工程需要穿越建筑物以縮短施工時(shí)間，并提升施工效率。

此工程所穿越的建筑物施工區(qū)域，其地層主要由粘土、細(xì)砂等構(gòu)成，其中含有一定量的碎石、塊石，并且還存在少量的腐殖質(zhì)。地下水分為兩種類型，一種是基層的裂隙水，一種是松散土層的孔隙水。地面建筑物屬于磚混結(jié)構(gòu)，房屋建設(shè)時(shí)間較長，存在諸多裂縫，而地鐵隧道主要穿越此建筑物，在此施工階段，需要強(qiáng)化工程施工技術(shù)分析，以避免地面建筑物遭到破壞。

區(qū)間與構(gòu)筑物相互關(guān)系：①金沙江一號橋：砼方樁，450×300，樁長22.30m，樁頂標(biāo)高2.30m，樁底標(biāo)高-20.00m，區(qū)間線路避讓，區(qū)間與橋樁凈距約2m；②煤氣儲氣罐：混凝土沉管灌注樁，沿圓周布置，雙排，樁長24m，線路平面避開，凈距約19m，穿越處隧道埋深約18m；③申漢小區(qū)主樓及裙房：主樓31 層,樁基為預(yù)制樁450×450，樁長35m，樁頂標(biāo)高-2.9m 樁底標(biāo)高-37.9m，區(qū)間線路避讓，區(qū)間與樁基凈距約4m；④華日服裝公司：5 層樓，框架基礎(chǔ)，底埋深2.0m，底標(biāo)高1.0m，區(qū)間從建筑下穿越，覆土約16m。

真～大區(qū)間地質(zhì)條件評價(jià)：①根據(jù)工程地質(zhì)剖面圖，本區(qū)間隧道掘進(jìn)主要在第②3-1 層砂質(zhì)粉土、第④層淤泥質(zhì)粘土、第⑤1-1 層及第⑤1-2 層粉質(zhì)粘土之中。第④層、第⑤1 層土均屬高含水量、高壓縮性、低強(qiáng)度的飽和軟粘性土，具有較高的靈敏度和觸變特性，在動力作用下極易破壞土體結(jié)構(gòu)，使土體強(qiáng)度驟然降低，變形量增加，因此在施工過程中應(yīng)適當(dāng)控制推進(jìn)速度，避免對土體產(chǎn)生過大擾動，減少施工后期沉降。②車站盾構(gòu)出洞區(qū)域掘進(jìn)面位于第②3-1 層砂質(zhì)粉土中，第②3-1 層以砂質(zhì)粉土為主，夾多量粉砂，局部以淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為主，土質(zhì)不均，易產(chǎn)生坍塌、管涌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，應(yīng)加強(qiáng)注漿。③本工程擬建區(qū)間部分位于古河道分布區(qū)域，第⑤層厚度較厚，第⑥層缺失，隧道在正常地層與古河道地層交界區(qū)域，應(yīng)注意土層軟硬變化對隧道沉降的影響。

2 盾構(gòu)掘進(jìn)穿越建筑物施工技術(shù)

采用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行穿越建筑物施工對于地鐵工程施工具有重要的幫助作用，這樣不僅能夠避免地面及地下結(jié)構(gòu)破壞，同時(shí)還能夠提升施工技術(shù)水平，保證工程施工樹立進(jìn)行，提升施工質(zhì)量和效率，減少資源浪費(fèi)。

2.1 合理選擇參數(shù)

盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工過程中，首先應(yīng)當(dāng)確定穿越建筑物施工的試驗(yàn)階段，以保證施工質(zhì)量及效率，在此過程中要明確盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)，同時(shí)結(jié)合地面所穿越建筑物的特點(diǎn)及地面沉降情況適當(dāng)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，以對盾構(gòu)局掘進(jìn)機(jī)的各項(xiàng)功能進(jìn)行調(diào)整，保證掘進(jìn)施工順利進(jìn)行，并盡量減小周圍建筑物及地下結(jié)構(gòu)的破壞。

2.2 注漿

在應(yīng)用盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)施工的過程中，會出現(xiàn)管片脫離盾尾的情況，這樣就會使得管片與土體之間出現(xiàn)環(huán)形的空隙，如果不能及時(shí)填補(bǔ)空隙，勢必會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)倒塌的情況，制約工程施工的順利進(jìn)行，對此，采取有效措施來填補(bǔ)空隙至關(guān)重要。施工企業(yè)可以通過注漿的方法填充空隙，以促使管片能夠支撐地面，以免地表沉降，造成施工事故。注漿可以采取盾尾壁后注漿的方法，同時(shí)要做到掘進(jìn)與注漿同時(shí)進(jìn)行，如果不掘進(jìn)，則不需要注漿，如果不注漿，則不能夠掘進(jìn)。在注漿過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)注漿壓力及注漿量控制，即注漿壓力須控制在0.25MPa 左右范圍內(nèi)，每環(huán)的注漿量則控制在7m3范圍內(nèi)，同時(shí)通過上述兩重標(biāo)準(zhǔn)對注漿時(shí)間進(jìn)行明確規(guī)定。此外，對于注漿參數(shù)的確定，應(yīng)當(dāng)對地面的沉降情況進(jìn)行測定，并根據(jù)地面建筑物情況及沉降情況確定是否進(jìn)行二次注漿，從而保證注漿質(zhì)量，對于注漿的配比，則包括水泥、水與水玻璃，三者比例為1:0.7:0.2。漿液配比計(jì)算公式如下：

由于工程地質(zhì)中含有一定量的碎石、塊石，并且還存在少量的腐殖質(zhì)，因此，對于注漿漿液的選擇應(yīng)當(dāng)充分考慮漿液的成分，如水泥加水及水玻璃等，而針對不同的地質(zhì)特點(diǎn)，也可以加入相應(yīng)的掘進(jìn)材料，以節(jié)約資源，并提升注漿效率。

2.3 控制出渣量

在采用盾構(gòu)掘進(jìn)法進(jìn)行穿越建筑物施工的過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)出渣量控制，以防止出現(xiàn)隧道超挖及地面沉降的情況。對于出渣量的控制，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)根據(jù)地層出渣量情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出相應(yīng)的規(guī)律性變化，并計(jì)算出出渣量的范圍，即每環(huán)在45-50m3范圍內(nèi)。在穿越建筑物的施工過程中發(fā)現(xiàn)，掘進(jìn)過程中的切口環(huán)附近地面沉降在2-3mm 范圍內(nèi)，這樣則表明出渣量及挖倉壓力處于合理范圍，沒有出現(xiàn)過量掘進(jìn)或超挖的情況，從而保證地表建筑物的穩(wěn)定性，并促進(jìn)穿越建筑物施工技術(shù)水平的提升及工程施工進(jìn)度加快。

2.4 強(qiáng)化施工監(jiān)測

盾構(gòu)掘進(jìn)法是穿越建筑物施工的一種重要措施，對于減少地面建筑物破壞，并提升工程施工效率和質(zhì)量具有重要意義，但由于穿越建筑物施工具有一定的難度，加強(qiáng)施工監(jiān)測則是保證工程施工失誤減少，并提升施工水平的重要方法。在采用盾構(gòu)掘進(jìn)法施工的過程中，應(yīng)當(dāng)確保盾構(gòu)機(jī)能夠安全通過建筑物，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中應(yīng)當(dāng)實(shí)施全天候動態(tài)監(jiān)測方法進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)及時(shí)將監(jiān)測結(jié)果及時(shí)反饋到施工企業(yè)的技術(shù)部門，根據(jù)反饋結(jié)果對盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整，以提升盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)水平，減少建筑物破壞。

3 盾構(gòu)掘進(jìn)穿越建筑物施工技術(shù)注意事項(xiàng)

首先，開挖控制，通過加強(qiáng)開挖控制，能夠確保開挖面的穩(wěn)定性和平整性。開挖控制主要包括土壓式控制及塑流化改良控制，從而保證掘進(jìn)開挖的順利進(jìn)行。

其次，排土量控制，對于盾構(gòu)掘進(jìn)環(huán)開挖土量的控制應(yīng)當(dāng)遵循相應(yīng)的公式模型，對開挖土的體積量進(jìn)行計(jì)算。對于盾構(gòu)掘進(jìn)排出的土方，應(yīng)當(dāng)在其他施工環(huán)節(jié)循環(huán)再利用，以減少資源浪費(fèi)。

最后，管片拼裝控制，在此控制環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)注重拼裝方法的選擇，包括拼裝成環(huán)方式、順序及盾構(gòu)千斤頂?shù)牟僮鞯龋瑫r(shí)還要正確安裝管片，從而提升拼裝控制水平，滿足盾構(gòu)掘進(jìn)需求。此外，盾構(gòu)穿越會造成地面沉降或者鼓包，由此影響到地面建筑物的穩(wěn)定性，對此，在采用盾構(gòu)掘進(jìn)法穿越建筑物施工的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)，如果出現(xiàn)漏漿的情況，則要及時(shí)采用海綿條進(jìn)行堵塞處理，盾構(gòu)糾偏應(yīng)當(dāng)緩慢進(jìn)行，同時(shí)加強(qiáng)測量糾偏工作，以保證掘進(jìn)機(jī)的順利施工。

4 結(jié)束語

隨著交通事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，盾構(gòu)掘進(jìn)法已經(jīng)成為解決穿越建筑物施工難題的重要手段，因此，在未來的發(fā)展過程中，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)對盾構(gòu)掘進(jìn)法進(jìn)行詳細(xì)研究，并結(jié)合地面穿越建筑物的實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)亩軜?gòu)掘進(jìn)方法，提升施工技術(shù)水平，同時(shí)做好施工控制及管理工作，為地鐵工程施工提供動力支持，從而推動地鐵交通事業(yè)發(fā)展，為我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)提供更有效的幫助。

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