地鐵盾構下穿基礎薄弱房屋沉降控制技術研究

何　列（中鐵隧道股份有限公司，廣東 廣州 510000）

地鐵盾構下穿基礎薄弱房屋沉降控制技術研究

何列
（中鐵隧道股份有限公司，廣東 廣州 510000）

摘要：本文對地鐵盾構施工下穿基礎薄弱房屋問題，首先對盾構下穿基礎薄弱房屋風險進行分析，進而以深圳某地鐵下穿基礎薄弱房屋為例，詳細介紹了下穿前、下穿時及下穿后的相關技術控制措施，可以為相關工程施工作業提供合理的技術方案支持。

關鍵詞：盾構施工；基礎薄弱；沉降控制

在地鐵施工中，經常下穿建構筑物，建筑物沉降控制是重中之重，若沉降控制到位將會導致房屋開裂、倒塌影響公眾生命及財產安全。為確保盾構下穿建筑物安全，本文結合深圳某地鐵下穿基礎薄弱房屋為例，提出下穿控制措施。

1　統球家電家私廣場基本情況介紹

1.1左、右線隧道與房屋平面位置關系

左線隧道在661環時刀盤進入統球家電家私廣場A區，穿越長度為131m。右線隧道在482環時刀盤進入統球家電家私廣場A區，穿越長度140m，在出A區后通過A、B區間中心廣場后在590環刀盤進入B區，穿越長度為45m。統球家電家私廣場與隧道平面位置關系如圖1所示。

1.2房屋資料調查情況

經現場觀察及走訪，在2014年6月7日至6月10日在房屋相應位置進行房屋基礎挖探，了解到在廣場東北角存在兩棟框架結構房屋，南北向長為27.4m，東西向長為60m，兩棟房屋之間存在4.5m寬過道，房屋外墻利用24磚嵌填，基礎為1.2m×1.5m×0.3m擴大砼礅。

除東北角原房屋外，其他位置為桁架結構，南北斷面呈M型布置，南北向間距最大為10.5m，最小間距為6m，東西向桁架間距最大為8m，最小間距約為3m，上部結構橫縱向均采用桁架焊接。桁架結構周邊為改建前墻體，墻為12墻，柱子及墻基礎為0.2m砼。

2　統球家電家私廣場鉆孔及揭露地質情況

為進一步摸排地質狀況，在家居廣場內共布置10孔，根據地質鉆孔結合以往詳勘、補勘地質狀況顯示，該位置隧道埋深約10m~11m，自上而下依次為填土（層厚1.5m~6m），中粗砂（層厚1m~5m），淤泥（層厚1m~6m），礫質粘性土（層厚6.3m~9.6m），左線隧道范圍內均為礫質粘性土，右線局部砂層侵入隧道，地質狀況較差。

3　試掘進段情況

合理掌握掘進參數，為盾構下穿統球家電廣場參數制定提供指導，在（430 環~460環）下穿板房時調整掘進參數，使地表處于微隆狀態，保證盾構通過后地表安全。沉降統計分析情況如圖2所示。

圖2蘭線為刀盤到達該位置時間，紅線為盾尾到達該點位置的時間，可看出刀盤到達時地表隆起，通過時由于停機沉降，在盾尾到達該位置后注漿隆起，最大隆起量為3.5mm，其他監測點情況與本測點基本一致。

根據試驗段情況可知土倉壓力值及注漿壓力值對地表沉降影響較大，試驗段土倉壓力控制在比埋深高 約0.2bar~0.3bar，注漿壓力值為4.0bar~4.5bar，注漿量可達到6.5方以上。因此，根據監測情況合理調整掘進參數可以使地表處于微隆狀態。

圖1　統球家電家私廣場與隧道位置關系平面圖

4　下穿統球家電家私廣場施工方案

4.1下穿前施工準備

（1）在施工前，對下穿段范圍內房屋結構現狀進行詳細調查，對其安全性進行論證，并委托有關部門對該段區間進行第三方鑒定，評估其安全狀態。

（2）在盾構穿越施工前，召開專家會，編制切實可行的方案，并由設計、施工等單位盾構方面專家對施工方案進行論證評審，保證方案科學性及可實施性。

圖2　Y49號監測點沉降情況分析

（3）盾構機在穿越前檢查并更換刀具，對盾構設備的維修與保養，確保推進系統完好、注漿系統（4路管路必須暢通，保證注漿量）、盾尾密封等完好，并備足常用備件，確保盾構機能以良好的狀態進行穿越段施工。

（4）在430環~460環將下穿深圳建工臨時板房，在該段掘進是合理調整掘進參數，使地表隆起約3mm，通過后總結該掘進參數，為穿越時掘進參數提供參考。

4.2盾構下穿期間施工方案

（1）根據盾構在下穿深圳建工房屋時的掘進情況，優化盾構下穿廣場段掘進參數，盾構推進并采取土壓平衡模式掘進。掘進參數如下：

下穿段采取土壓平衡模式，初步將土倉壓力設為：1號傳感器1.3bar（掘進時），1號傳感器1.4bar~1.5bar（掘進完成時），總推力≤1500T，刀盤扭矩45bar~60bar，刀盤轉速：1.5rpm~1.6rpm；出碴土量：67m3（4.3車以內）。掘進時根據監測數據及地表狀況實時進行調整。

（2）在盾構掘進施工過程中應充分發揮土木值班工程師與主司機的作用，兩者應密切配合。要求主司機做好好盾構的掘進控制，值班工程師應密切關注盾構掘進狀態，密切關注注漿狀況及出渣量。

（3）盾構推進遵循全程監控、勻速推進以及壓力控制“寧正勿負”的原則。考慮到盾構通過該段位于R=400m的小半徑曲線上，要求掘進速度不得超過50mm/min。盾構主司機和現場值班工程師需密切關注掘進狀態、碴土狀況。

（4）加強碴土改良，適當增加泡沫及水的用量避免堵倉、糊刀盤現象發生。本階段泡沫用量：50L~60L 。加大盾尾油脂注入量，確保盾尾密封效果。

（5）保證同步注漿量和注漿壓力。本區間每環理論注漿量為4.05m3，基于對房屋的保護，確保地表微隆起，同時結合下穿段具體地質情況，注漿量不得少于6.5m3。注漿過程中必須保證四管同時注漿，上部注漿管壓力為≤0.40MPa，下部注漿管壓力為≤0.45MPa。該段同步注漿配比為：水泥： 160粉煤灰：250膨潤土：50細砂：600水：420（單位：kg）。在地下水豐富地段，調整水泥用量至200kg，加快水泥砂漿凝結時間。

（6）在通過家電廣場期間，加強地表監測，施工監測單位安排經驗豐富的監測人員對廣場房屋的柱子、墻體、內部店面地表沉降情況進行24h的監測和觀察，如有異常現象，需及時向值班領導匯報。

4.3下穿廣場房屋后的補強注漿

盾構機盾尾完全脫離房屋以后后，立即對位于房屋下方的區間隧道進行補強注漿，確保管片背襯注漿飽滿，控制地表沉降。注漿采用水泥-水玻璃雙液注漿。水泥漿液與水玻璃體積配合比為1：1。注漿壓力控制在0.3MPa~0.4MPa，注漿時密切關注管片及地表狀況，若有異常，立即進行處理。

5　實時監測

為保證盾構下穿廣場房屋段安全，將監測數據更迅速反饋到主司機等操作人員，及時調整掘進參數，真正做到信息化施工。根據本盾構區間實際情況，在下穿期間進加大監測頻率，每兩小時一次向相關人員通報監測數據，現場值班人員根據成績數據及時調整土倉壓力及注漿參數，確保沉降在允許范圍內。

結語

通過以上下穿基礎薄弱房屋時采用的施工技術控制，房屋最大沉降值為-3mm，最大隆起3mm，均在允許范圍以內。因此，在檢測數據及時的情況下，通過調節土倉壓力及增加同步注漿量是能夠有效控制地表沉降的。

參考文獻

[1]趙權威．盾構下穿京廣線鄭州站的地表沉降預計及控制技術研究[D]．中南大學，2011．

中圖分類號：U45

文獻標識碼：A