盾構(gòu)隧道微擾動(dòng)施工控制技術(shù)體系及其應(yīng)用

王 瑋

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

盾構(gòu)隧道微擾動(dòng)施工控制技術(shù)體系及其應(yīng)用

王 瑋

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001)

盾構(gòu)隧道微擾動(dòng)施工控制技術(shù)體系由三個(gè)部分組成，即施工前查勘預(yù)測(cè)和抉擇、施工中監(jiān)控量測(cè)與控制；施工后長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，可有效減少盾構(gòu)隧道施工對(duì)周邊地區(qū)的干擾，保障隧道施工的安全性。

盾構(gòu)隧道；微擾動(dòng)；施工控制技術(shù)；應(yīng)用

1 盾構(gòu)隧道微擾動(dòng)施工控制技術(shù)體系

1.1 施工前勘察和選擇

(1)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)。在盾構(gòu)隧道施工前，建筑工程單位必須詳細(xì)勘察隧道工程涉及范圍內(nèi)的地質(zhì)環(huán)境狀況，包括水文、地層、建筑物狀態(tài)等，同時(shí)需要對(duì)政府相關(guān)文件要求、施工涉及的法律條文進(jìn)行分析和明確。在工程施工過(guò)程中，仔細(xì)調(diào)查周邊地區(qū)處于階段建筑物的基礎(chǔ)及施工所產(chǎn)生的擾動(dòng)程度，加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)隧道穿越區(qū)域的勘察力度，應(yīng)用多種方式相結(jié)合，提高勘察的準(zhǔn)確性及勘察相關(guān)資料的完整性。

(2)確定微擾動(dòng)指標(biāo)。一般情況下，多采用室內(nèi)試驗(yàn)方式確定微擾動(dòng)指標(biāo)，針對(duì)不同應(yīng)力路徑之下的微擾動(dòng)指標(biāo)，需做出詳細(xì)分析和研究。在研究過(guò)程中，將施工土體剪切模量、孔隙水壓力等作為微擾動(dòng)指標(biāo)，并從力學(xué)角度做出解釋說(shuō)明。但是在實(shí)際施工中，監(jiān)測(cè)土體剪切模量、孔隙水壓力難度非常大，甚至難以實(shí)現(xiàn)。盾構(gòu)隧道施工主要擾動(dòng)表現(xiàn)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(dòng)指標(biāo)時(shí)，需完善盾構(gòu)施工變形增量的指標(biāo)，并制定出控制標(biāo)準(zhǔn)外的解決措施，若超出控制標(biāo)準(zhǔn)，必須綜合考慮實(shí)際情況，采取科學(xué)合理的處理方案，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的工程事故，保障施工的安全性。

1.2 施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)和反饋

(1)施工監(jiān)測(cè)。盾構(gòu)法對(duì)周邊建筑物所造成的影響，往往具有不可預(yù)見(jiàn)性。在盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中，常規(guī)性人工監(jiān)測(cè)方法難以保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和完整性。那么盾構(gòu)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)，需要通過(guò)全自動(dòng)與人工聯(lián)合監(jiān)測(cè)方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)建筑物出現(xiàn)沉降變形情況。在布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)綜合考慮相關(guān)因素，如隧道工程各個(gè)環(huán)節(jié)的施工順序、盾構(gòu)隧道相對(duì)位置、對(duì)保護(hù)對(duì)象的要求等。在盾構(gòu)隧道工程不斷開(kāi)展的背景下，監(jiān)測(cè)方式也越來(lái)越多，其中Peck提出的監(jiān)控量測(cè)法，在地下動(dòng)態(tài)項(xiàng)目施工中廣泛應(yīng)用，監(jiān)控量測(cè)法是通過(guò)分析監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息，及時(shí)修正土體參數(shù)，并及時(shí)反饋，科學(xué)調(diào)整施工參數(shù)，保障盾構(gòu)隧道施工順利進(jìn)行。相關(guān)人員必須密切監(jiān)測(cè)施工情況，針對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)信息，仔細(xì)判斷隧道工程影響范圍內(nèi)建筑物的服務(wù)狀態(tài)，若施工擾動(dòng)超出預(yù)定控制標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)服務(wù)狀態(tài)造成了影響，需停止施工，并進(jìn)行加固措施，合理控制施工擾動(dòng)，根據(jù)工程施工進(jìn)度、擾動(dòng)程度，科學(xué)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)后，做好測(cè)試工作，測(cè)試合格后，方可應(yīng)用于工程項(xiàng)目施工中。

(2)反饋與控制。在對(duì)隧道工程實(shí)施反饋控制時(shí)，制定和完善切實(shí)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(xiàn)的擾動(dòng)。開(kāi)挖面平衡、盾構(gòu)穿越是盾構(gòu)隧道工程實(shí)施控制的重點(diǎn)。在開(kāi)挖平衡的控制方面，施工推進(jìn)時(shí)，需保障密艙內(nèi)壓力為特定數(shù)值，故需要增加艙內(nèi)泥漿的流動(dòng)性和充實(shí)度，確保艙內(nèi)壓力均勻分布，一旦遇到較大程度的沉降或地形結(jié)構(gòu)隆起，可及時(shí)調(diào)整開(kāi)挖面的平衡力，減少施工帶來(lái)的擾動(dòng)。在盾構(gòu)穿越控制方面，穿越姿勢(shì)、速度直接關(guān)系到擾動(dòng)的程度。那么在控制盾構(gòu)穿越時(shí)，需采取恰當(dāng)?shù)姆绞秸{(diào)整盾構(gòu)姿態(tài)，若出現(xiàn)較大擾動(dòng)，需調(diào)整盾構(gòu)推進(jìn)速度，使沉降程度處于可控范圍中。

1.3 施工后的預(yù)測(cè)和控制

相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，土體孔隙水壓力與施工擾動(dòng)程度密切相關(guān)，也是評(píng)估擾動(dòng)程度的重要指標(biāo)，其中孔隙水壓力的消散與時(shí)間存在一定關(guān)系，尤其是軟土地區(qū)。相關(guān)學(xué)者認(rèn)為，通常情況下，隧道長(zhǎng)期沉降總量比例為30%～90%，在軟土地區(qū)比例更高。那么做好施工后變形發(fā)展預(yù)測(cè)，制定相關(guān)技術(shù)措施控制長(zhǎng)期變形帶來(lái)的危害至關(guān)重要。盾構(gòu)隧道施工帶來(lái)的擾動(dòng)具有不確定性，地表堆載、二次施工等是擾動(dòng)產(chǎn)生的常見(jiàn)因素。因此需要對(duì)施工后隧道工程進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)和控制。在預(yù)測(cè)時(shí)，依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整預(yù)測(cè)模型，并分析差異出現(xiàn)的原因，針對(duì)性采取控制措施，保障工程的安全性。另外，若監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提示地表陳建增加時(shí)，需仔細(xì)勘察對(duì)盾構(gòu)隧道周邊區(qū)域情況，如果是因?yàn)閳?chǎng)地變化導(dǎo)致二次沉降，必須將影響源立即隔斷；若陳建出現(xiàn)是由于結(jié)構(gòu)漏水，應(yīng)加固漏水部位。總之針對(duì)不同狀況，采取不同措施，可提高隧道工程的安全性。

2 盾構(gòu)隧道微擾動(dòng)施工控制技術(shù)體系的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 工程概況

在此盾構(gòu)隧道工程施工中，需要在一棟建筑物側(cè)面穿過(guò)，該建筑物樁基一半位于圖層內(nèi)，土層靈敏性較高，盾構(gòu)結(jié)構(gòu)穿過(guò)時(shí)，下行線盾構(gòu)和樁基相距13.12～15.30m，上行線盾構(gòu)和樁基水平相距3.93～6.08m，穿越環(huán)數(shù)225～250。

2.2 微擾動(dòng)施工控制技術(shù)應(yīng)用

經(jīng)建筑物側(cè)面時(shí)，此工程項(xiàng)目需要設(shè)置相應(yīng)的關(guān)鍵性監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)土體沉降曲線進(jìn)行繪制，在盾構(gòu)結(jié)構(gòu)穿越時(shí)，確保各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)所得沉降數(shù)值處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免大幅度沉降。及時(shí)反饋沉降數(shù)值工作，有效控制沉降數(shù)值，嚴(yán)格控制盾構(gòu)施工推進(jìn)速度，控制在50mm/min范圍內(nèi)，保障施工的安全性。同時(shí)，施工單位需要對(duì)建筑物進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)和控制，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)采取修補(bǔ)措施，使建筑物保持在正常狀態(tài)。

3 總 結(jié)

隨著我國(guó)城市建設(shè)不斷進(jìn)步，盾構(gòu)法在修建地鐵、隧道中廣泛應(yīng)用，在盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中，會(huì)對(duì)周邊建筑物造成一定的影響，建立盾構(gòu)隧道微擾動(dòng)施工控制技術(shù)體系，通過(guò)施工前、施工中、施工后監(jiān)測(cè)、反饋及控制，減少盾構(gòu)隧道中出現(xiàn)的擾動(dòng)，保障盾構(gòu)隧道施工的安全性，提高施工質(zhì)量，促進(jìn)盾構(gòu)隧道施工順利進(jìn)行。

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[3] 李國(guó)圣.盾構(gòu)隧道微擾動(dòng)施工控制技術(shù)體系及其實(shí)踐運(yùn)用[J].中國(guó)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 。

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1008-3383(2017)02-0134-02