盾構隧道微擾動施工控制技術體系及其應用

王 瑋

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

盾構隧道微擾動施工控制技術體系及其應用

王 瑋

(貴州高速公路集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

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

盾構隧道；微擾動；施工控制技術；應用

1 盾構隧道微擾動施工控制技術體系

1.1 施工前勘察和選擇

(1)勘察施工現場。在盾構隧道施工前，建筑工程單位必須詳細勘察隧道工程涉及范圍內的地質環境狀況，包括水文、地層、建筑物狀態等，同時需要對政府相關文件要求、施工涉及的法律條文進行分析和明確。在工程施工過程中，仔細調查周邊地區處于階段建筑物的基礎及施工所產生的擾動程度，加強對盾構隧道穿越區域的勘察力度，應用多種方式相結合，提高勘察的準確性及勘察相關資料的完整性。

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

1.2 施工過程中監測和反饋

(1)施工監測。盾構法對周邊建筑物所造成的影響，往往具有不可預見性。在盾構隧道施工過程中，常規性人工監測方法難以保障監測數據的準確性、實時性和完整性。那么盾構隧道施工現場，需要通過全自動與人工聯合監測方式，實時監測建筑物出現沉降變形情況。在布置監測點時，應綜合考慮相關因素，如隧道工程各個環節的施工順序、盾構隧道相對位置、對保護對象的要求等。在盾構隧道工程不斷開展的背景下，監測方式也越來越多，其中Peck提出的監控量測法，在地下動態項目施工中廣泛應用，監控量測法是通過分析監測到的數據信息，及時修正土體參數，并及時反饋，科學調整施工參數，保障盾構隧道施工順利進行。相關人員必須密切監測施工情況，針對所獲得的數據信息，仔細判斷隧道工程影響范圍內建筑物的服務狀態，若施工擾動超出預定控制標準，對服務狀態造成了影響，需停止施工，并進行加固措施，合理控制施工擾動，根據工程施工進度、擾動程度，科學調整設計參數后，做好測試工作，測試合格后，方可應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，減少施工出現的擾動。開挖面平衡、盾構穿越是盾構隧道工程實施控制的重點。在開挖平衡的控制方面，施工推進時，需保障密艙內壓力為特定數值，故需要增加艙內泥漿的流動性和充實度，確保艙內壓力均勻分布，一旦遇到較大程度的沉降或地形結構隆起，可及時調整開挖面的平衡力，減少施工帶來的擾動。在盾構穿越控制方面，穿越姿勢、速度直接關系到擾動的程度。那么在控制盾構穿越時，需采取恰當的方式調整盾構姿態，若出現較大擾動，需調整盾構推進速度，使沉降程度處于可控范圍中。

1.3 施工后的預測和控制

相關室內試驗結果證實，土體孔隙水壓力與施工擾動程度密切相關，也是評估擾動程度的重要指標，其中孔隙水壓力的消散與時間存在一定關系，尤其是軟土地區。相關學者認為，通常情況下，隧道長期沉降總量比例為30%～90%，在軟土地區比例更高。那么做好施工后變形發展預測，制定相關技術措施控制長期變形帶來的危害至關重要。盾構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生的常見因素。因此需要對施工后隧道工程進行長期預測和控制。在預測時，依據監測數據，及時調整預測模型，并分析差異出現的原因，針對性采取控制措施，保障工程的安全性。另外，若監測數據提示地表陳建增加時，需仔細勘察對盾構隧道周邊區域情況，如果是因為場地變化導致二次沉降，必須將影響源立即隔斷；若陳建出現是由于結構漏水，應加固漏水部位。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 盾構隧道微擾動施工控制技術體系的實踐應用

2.1 工程概況

在此盾構隧道工程施工中，需要在一棟建筑物側面穿過，該建筑物樁基一半位于圖層內，土層靈敏性較高，盾構結構穿過時，下行線盾構和樁基相距13.12～15.30m，上行線盾構和樁基水平相距3.93～6.08m，穿越環數225～250。

2.2 微擾動施工控制技術應用

經建筑物側面時，此工程項目需要設置相應的關鍵性監測點，對土體沉降曲線進行繪制，在盾構結構穿越時，確保各個監測點所得沉降數值處于穩定狀態，避免大幅度沉降。及時反饋沉降數值工作，有效控制沉降數值，嚴格控制盾構施工推進速度，控制在50mm/min范圍內，保障施工的安全性。同時，施工單位需要對建筑物進行長期的監測和控制，針對出現的問題，及時采取修補措施，使建筑物保持在正常狀態。

3 總 結

隨著我國城市建設不斷進步，盾構法在修建地鐵、隧道中廣泛應用，在盾構隧道施工過程中，會對周邊建筑物造成一定的影響，建立盾構隧道微擾動施工控制技術體系，通過施工前、施工中、施工后監測、反饋及控制，減少盾構隧道中出現的擾動，保障盾構隧道施工的安全性，提高施工質量，促進盾構隧道施工順利進行。

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

[2] 何川,封坤,方勇等.盾構法修建地鐵隧道的技術現狀與展望[J].西南交通大學學報,2015,50(1):97-109.

[3] 李國圣.盾構隧道微擾動施工控制技術體系及其實踐運用[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 。

U

C

1008-3383(2017)02-0134-02