探索盾構隧道微擾動施工控制技術體系及其應用

蓋春輝山東省交通工程監理咨詢公司

探索盾構隧道微擾動施工控制技術體系及其應用

蓋春輝
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伴隨著社會經濟的飛速發展和進步，地下建筑的發展也較為理想，但是地下施工時的振動尤其會對周圍的建筑產生非常大的影響，因此為了降低振動幅度，保證施工場地周圍的建筑能夠一直處于不受影響的狀態，盾構隧道微擾動施工控制技術孕育而生。本文將從施工前的準備、施工中的控制、施工后的預測三個階段闡述盾構隧道微擾動施工控制技術的體系，最后在具體分析其應用。

盾構隧道；微擾動施工；體系；應用

引言

在目前城市化進程加快的情況下，大多數的城市都有進行盾構隧道穿越建筑物的工程。這類工程存在的難題是當進行盾構隧道施工時，會導致場地周圍的土地不斷振動，進而使周圍的建筑物會受到不同的力的作用，進而遭到破壞，這樣會引起安全事故的發生。所以，為了解決這個難題，只能從提高技術水平的方向去發展，而盾構隧道微擾動施工控制技術能夠很好的解決這一難題。

一、盾構隧道微擾動施工控制技術的體系

1.施工前的準備

（1）勘查施工環境

在進行盾構隧道施工之前，一定要對允許施工的范圍進行勘查，勘查內容需要包括：場地的地質情況，即底層的狀態、地下水的性質、周邊建筑物的現狀等；環境的情況，即政府對于環境保護的標準、周圍受保護的對象等。施工單位一定要結合有關的法律文件對周邊的環境仔細的檢查，重點檢查受穿越部分的詳細情況，同時不能拘泥于一種勘查方式，利用多種方式使檢測出的資料具有精確性。

（2）對微擾動定下標準

因為盾構隧道施工會使周圍的建筑物受到傷害，因此，我們需要對受到上海的臨界值，即對微擾動定下一個標準。許多的專業人士通過調查、研究、分析再結合各個方面給建筑物受力變形給出了相關的數據以及評判標準。但是許多的標準都是根據施工對建筑物的影響而判斷建筑物的狀態，這就導致了建筑物因為其他因素也受力，但是沒有表現出來，進而也無法判斷的缺陷，所以，在盾構隧道微擾動施工控制技術下，需要對個方面進行考慮：①因為通常來說，建筑物因為受到盾構隧道施工的力的影響進而變形的改變時很小的，不會有特別明顯的變化，因此就需要設置一個增量的控制標準。②設置一個建筑物總體變量的標準，建筑物已有的變形量與因施工導致的變形量不可以超過總和量。③如果出現了建筑物已有的變形量與因施工導致的變形量超過了總和量，需要立刻采取應對措施。

（3）對施工產生的擾動進行預估

盾構隧道微擾動施工控制技術中有兩種方式對施工產生的擾動進行預估，一種方式是建立經驗模型，這種方式雖然應用簡單，但是過程太過簡化，無法準確的顯示施工過程中的變化情況。因此，準確、能夠被廣泛應用的數值模擬方式被更被人們所接受。

2.施工中的監測和控制

（1）監測措施

因為盾構雖然施工對建筑物的影響單憑肉眼是無法分辨的，同時員工不能夠全天的進行監測工作，人工的監測手段也沒有辦法到到相關要求，所以，就需要人工同機械設備相結合的監測。監測項目會涉及到多個方面，重點對容易受到影響的部分進行監測。

（2）控制措施

控制措施根據不同的情況進行合理的控制：①對于盾構施工需要重視三個方面：首先是開挖面的平衡，接著是盾構穿越的施工把控，最后是盾尾的注漿把控。②對于建筑物的保護控制需要從兩個方面進行控制：首先是主動保護，即直接在技術上克服傷害建筑的難點；被動保護則是對建筑物的周圍、或者是建筑物的本身進行保護。

3.竣工的把控和預測

如果在竣工結束就放棄對盾構隧道施工擾動危害的把控，那么也就無法保證其在今后投入使用階段是否會出現問題。因此，在竣工后，還要繼續一定的把控工作，同時對以后的狀況進行一定的預估。采用數學模型對建筑物的土層恩的沉降情況進行長期的推算。同時，還需要定期對其進行相應的監測。

二、具體應用

文章選取了上海的一個軌道交通建設工程，對盾構隧道微擾動施工控制技術在具體應用上進一步分析。軌道交通的概況是需要穿越大量的建筑物，所穿越的屋體大概有200處，涉及的面積非常的大。

1.微擾動把控的關鍵點

（1）對于土地所受壓力的限定

依據土壓平衡盾構的理論，土層中所受到的壓力一定要和開挖面的正面所受的土地的壓力、水的壓力相互平衡。進而保證開挖面整體的穩定，進而降低對土層的振動。

（2）對于工程推進速度的限定

如果工程的推進速度非常的快，但是出土量非常的少的話就會導致土層所受到的壓力非常的大，這樣一來，就會地面凸起。如果速度較慢的話，就會使土層所受到的壓力變得特別少，進而導致地面下沉。

在這一工程中，盾構的推進速度一定要限定在每分鐘20mm，同時根據實際情況進行調整。在進行穿越施工時，盡量要確保推進的速度是穩定的，如果速度飄忽不定，則很容易產生振動，進而對周圍的土體結構產生破壞，影響其穩定性。

（3）出土量的把控

一般來說，出土量同土層所受到的損害的量是相連的。同時出土量的把控要根據挖掘的速度進行把控。

（4）其他方面的控制

將盾構隧道微擾動施工控制技術應用到該軌道建設中還需要控制一下幾方面：盾構的形態控制；還有同步注漿的把控，確保漿液到標準、確保漿液可以覆蓋每一個間隙；保證注漿時的壓力；微擾動下的注漿把控，要對注漿孔的位置進行嚴格的設計，調制好漿液的調配比例，維持好漿液的壓力以及流量的限定。

2.實施的效果

通過相應的實際實施以及最后的測定，發現盾構穿越之后的指標達到相關的標準，因此，盾構隧道微擾動施工控制技術起到了非常顯著的效果。

三、結束語

在路面土地資源緊缺的情況下，人們開始越來越重視地下環境的應用。但是地下施工一定會對周圍的土體、建筑產生非常大的影響，因此盾構隧道微擾動施工控制技術的應用至關重要。文章通過對盾構隧道微擾動施工控制技術的體系進行詳細的剖析，以及應用到具體事例中，希望相關的工作人員能夠重視該技術的應用進而更好的推動建筑行業的發展，從而更好的服務人民。

［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，（11）.

［2］劉樹佳，張孟喜，吳惠明等.新建盾構隧道上穿對既有隧道的變形影響分析［C］.//第十三屆全國巖石動力學學術會議論文集.2013:399-405.

［3］劉樹佳，張孟喜，吳惠明等.新建盾構隧道上穿對既有隧道的變形影響分析［J］.巖土力學，2013，34（z1）.