盾构穿越建筑物施工技术

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1、盾构穿越建筑物施工技术赵芙蓉（中国铁建大桥工程局集团第三工程有限公司，辽宁沈阳124000）摘　要：根据盾构机施工穿越城市既有建筑物的工程实例,阐述了盾构机穿越建筑物的技术保证措施。.jyqk，隧道沿石碶站、轻纺城站方向，出石碶站后右转弯（转弯半径800m），接直线段，然后左转弯（转弯半径450m），接直线段进入轻纺城站。隧道断面为单洞单线圆形隧道，线间距为12m～14.8m，顶部埋深约为10.5m～16.5m，最小平面曲线半径为450m。洞身主要穿越淤泥质粉质粘土层4、1，淤泥质粉质粘土层2，粘土1，粉质粘土层2，含砂粉质粘土1。二、盾构穿越建筑物

2、施工风险源及风险分析沿线分布的风险源有：区间下穿石碶桥，南侧半幅桥的部分桩基与盾构区间冲突，需要拆除南半幅桥，同时要求在盾构施工前予以恢复，保留北侧半幅桥。保留的北侧半幅桥桩距离区间外皮约2.42.9m；南侧半幅桥位于两隧道之间的未拆除桩距离区间外皮约2.8～4.8m；石碶桥1#墩、2#墩基础为φ1200钻孔灌注桩，桩长39.0m，桩底标高-39.0；0#台、3#台：φ1200钻孔灌注桩，桩长分别为36.0m、38.0m，桩底标高分别为-33.5m、-35.5m。老桥钻孔灌注桩桩长21.5～23.8m，桩底标高为-16.6～-22.0m，区间下穿南半

3、幅石碶桥，与盾构区间冲突的桩基或距离盾构外皮净距小于1m的桩基均需拔除。新桩距离盾构外皮不能小于1m；沿线分布有多处1～5层的民房及涉及单位的房屋，房屋距离区间外皮的投影水平距离约2.7～16.5m，多为条形基础，基础底埋深约为1.5m。三、盾构施工对建筑物影响分析1.施工影响范围计算采用经验公式对盾构隧道施工影响范围及地表沉降分布规律进行预测，进而确定盾构施工对周边环境的影响范围。目前，工程实践中实用的经验公式是Peck公式（Peck，1969）和一系列修正的Peck公式。Peck假定施工引起的地面沉降是在不排水的情况下发生的，所以沉降槽体积等于地

4、层损失的体积。地层损失在隧道长度上是均匀分布的。地面沉降的横向分布类似正态分布曲线，如图所示。2.地表隆陷变化规律根据盾构施工特点，地表变形的变化发展过程可以分为五个阶段：（1）盾构到达前，地表的变形取决于掘进过程中土仓压力和出土量的控制，当土仓压力较大而出土量较少时，地表呈隆起状态；当设定土仓压力小而出土量大时，地表呈沉降状态；（2）盾构到达时，地表变形承接阶段的发展。但变化速率增大，是地表隆陷的峰值段；（3）盾构通过时，一般情况地表会呈沉降变化。若注浆及时饱满，充填率超过250％时，地表会隆起；（4）盾尾通过时，最易发生突沉，突沉量可达30mm，

5、若注浆及时饱满，可控制突沉，甚至上隆，但随着浆液的固结收缩而逐渐下沉；（5）盾尾通过后，地表沉降速率逐渐减缓，沉降曲线趋于稳定。后期沉降主要是土体的固结沉降和次固结沉降，一般沉降时间较长，但沉降量也相对较小。3.盾构掘进引起的地表沉降因素盾构掘进引起的地表沉降的因素有以下几个方面：开挖面土压不平衡引起的土体损失；盾构蛇行纠偏引起的土体损失；盾尾与衬砌环之间的空间未能及时充填引起的土体损失；注浆材料固结收缩；隧道渗漏水造成土体的排水固结；衬砌环变形和隧道纵向沉降；土体扰动后重新固结；其中前三项是施工直接影响的主要因素，施工中应引起足够重视。4.地表变形

6、控制标准根据对区间隧道上方建筑物综合情况的调查与评估，结合宁波以往的施工情况，本工程线路上方建筑物在地表发生20mm不均匀沉降时将可能产生倾斜或结构开裂。根据《建筑地基基础规范》可查各类建筑物的允许倾斜和沉降值。根据国内外盾构施工经验，结合本合同段的具体周边环境情况，地表隆陷控制标准为：单点隆陷范围，＋10mm～－30mm；单次隆陷≤3mm。四、盾构穿越建筑物施工1.严格控制盾构正面土压力土仓中心土压力值根据埋深及土层情况设定，压力波动控制在±0.02Mpa，在施工过程中根据地表监测结果，结合模拟段施工时总结的最佳参数来确定盾构穿越建筑的土压值。安装

7、在土仓内的土压传感器可以适时将刀盘前部的土压值显示在控制室屏幕上，盾构主司机根据地面监测信息的反馈及时更改、设定土压力。施工中土压力与出土量紧密联系，及时总结最合理的土压力及出土量，减小对土体的扰动，使土体位移量最小。2.推进速度控制盾构推进通过对土压传感器的数据来控制千斤顶的推进速度，推进速度控制在2～4cm/min，并保持推进速度、刀盘转速、出土速度和注浆速度相匹配；在推进过程中保持稳定，每日推进8环左右。3.出土量控制出土量与土压力值一样，也是影响地面沉降的重要因素。盾构机的开挖断面为31.55㎡，每环的理论出土量为31.55×1.2×1=37

8、.86m3，在盾构机穿建筑物时，将出土量控制在理论出值的98%，即37.86×98%=37.1m3左右，保证