砂卵石地层盾构穿越建筑物施工技术措施

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1、砂卵石地层盾构穿越建筑物施工技术措施 【摘要】在城市地下进行盾构隧道掘进施工，有时盾构将不可避免的穿越建构筑物或地下管线，采取何种施工措施控制其变形，是地铁或其他地下工程盾构施工中不可回避的问题。本文针对成都地铁盾构在砂卵石地层穿越不同结构、基础和建设年代建筑物时所采用的技术措施进行了简单描述，希望能够对相同或接近地层的盾构施工起到借鉴作用。关键词：盾构建构筑物加固施工1．前言：地铁工程建设所选择线路主要区段均在城市的主城区，因规划和历史原因，地铁隧道线路或将不可避免的在既有建构筑物或地下重要管线的下方穿过。但受盾构施工机理和地质

2、情况的限制，掘进时将引起地面隆起和沉降。如沉降或隆起超过建构筑物或管线允许的变形控制极限，造成地面建构筑物和管线的变形、开裂，甚至建筑物倒塌，可能带来的纠纷对施工产生不可忽视的影响，不但影响施工进度和施工安全，并且会造成严重的社会不良影响。特别是成都砂卵石地层、含水量丰富且有粉细砂透镜体，在扰动状态下掌子面不稳定，地面沉降量和沉降速率均较大，采取何种施工措施控制建构筑物的变形是盾构施工的难点。2．成都地铁地质情况描述：盾构隧道从<2-8>、<3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67

3、％，中间夹杂大漂石。砂卵石具有分选性差，强度高的特点（地质情况见图1、图2所示）。隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22.6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。图1、基坑开挖时渣土状态图2、刀盘前掌子面土体3．盾构施工中引起沉降的情形分析：（1）、盾构掘削面前的地层变形：盾构推力过大和出土率小而引起的挤压隆起和前移；盾构推力过小和出土率大而引起的塌陷。（2）、盾构通过时引起的地面变形：盾构盾体与土体摩擦引起的隆起和前移；刀盘超挖、盾构蛇形扰动

4、引起的地面沉陷。（3）盾尾脱出后的地层变形：盾尾空隙不能及时填充注浆引起沉陷，因过大的注浆量和注浆压力而引起的隆起。盾尾漏水或隧道衬砌漏水引起地下水下降而发生大范围下降，盾构在软弱粘土地层扰动引起的长期固结沉降。因地层变形，邻近的地面或地下建构筑物的外在条件，支撑状态将会发生变化，建构筑物受到不同程度的影响而发生隆起、沉降、倾斜，甚至结构破坏。影响程度的大小取决于建构筑物与盾构隧道的相互关系（距盾构的位置距离、线型、施工段长度）、建构筑物结构条件、刚度、地层的特性等。4．盾构下穿见构筑物施工的基本技术措施：1）、盾构下穿建构筑物的

5、技术准备工作（1）、在施工前对建构筑物、管线进行充分调查。收集有关资料，包括建构筑物的设计图纸、竣工图进行研究分析，并对建构筑物进行实地调查分析，必要时实施探槽调查的方法。（2）、经过调查后应明确建构筑物的位置、结构形式及尺寸、何种基础、建筑年代、老化程度、使用状态、产权归属、与盾构隧道的距离及相对位置关系等；对地下管线通过调查应明确管线的功能性质、材质、接口形式、管道输送介质、老化程度、埋深以及产权归属、与盾构隧道的距离及相对位置关系等基本情况。（3）、为避免盾构通过后不必要的纠纷，在盾构通过前根据建构筑物的产权情况、重要性、盾

6、构施工对其的影响程度，对部分建构筑物应选择有资格的鉴定单位对建构筑物进行鉴定，在通过后建议对建构筑物重新进行鉴定。（4）、根据地质勘察情况或根据盾构推进过程中的地质变化情况，对建构筑物周边地质进行补充详细勘察，明确地形情况、基础土层结构、各土层土体性质、地下水情况等。（5）、根据调查情况，分析建构筑物或管线的变形和应力允许值。（6）、根据建构筑物、管线以及地质补勘的结果，结合盾构的形式、盾构隧道与建构筑物的距离以及相对位置关系和施工技术能力以及项目的应急能力制订详细周密的施工方案。为保证施工方案的合理性应邀请有关专家对方案进行讨论

7、审查；为确保其可行性和得到贯彻落实，应邀请建构筑物的所有者或管理者、主要施工作业人员参加方案讨论，根据讨论结果修改盾构下穿或旁通穿过建构筑物、管线的施工方案。（7）、与其他地层相比，在砂卵石地层中，刀具普遍磨损严重，初步判断，一盘滚刀能掘进约100～150m。隧道穿越的地层主要为＜2-8＞、＜3-7＞卵石土地层。盾构机连续掘进、出碴量正常地层不会出现问题。但盾构机一旦停机，在恢复推进或开仓清碴刀盘转动时，地层损失控制困难。因此在盾构即将通过建构筑物前应对刀具进行全部更换并对设备进行全面检修，选定同步注浆浆液的配比和凝固时间，以保证

8、盾构机连续、快速通过，且使盾尾空隙得到及时有效的填充。（8）、加强施工过程中建构筑物和土体监测。其中建构筑物监测项目包括沉降监测、倾斜监测和裂缝监测，土体监测项目包括土体变形监测、水位监测等。监测点应提前布置，稳定后在盾构达到一周前开始实施监测工作