盾構下穿建筑物施工控制技術重點分析

南慶

（中國鐵建大橋工程局集團有限公司 天津 610000）

1 工程概況

在成都地鐵5號線一、二期工程土建06-A合同段中，北站西二路站至西北橋站區間盾構起止里程分別為YDK18+068.13（ZDK18+015.076）-YDK19+185.084（ZDK19+185.079）。11#和12#盾構機從北站西二路站開始沿北站西二路向前掘進，在YDK18+315～YDK18+775/ZDK18+425～ZDK18+745的位置下穿鐵路局家屬院的房屋建筑群，然后進入一環路北一段并向西掘進，等到通過府河和西北橋后進入右線和左線的重疊區段，最后到達西北橋站。北站西二路站至西北橋站區間右線全長為1116.954m，左線全長為1196.836m。區間深度在12.69～26.3m不等，最大縱坡度為29.01‰，最小縱坡度為2‰，最小曲線半徑400m。

2 盾構下穿建筑物施工方案

2.1 下穿前準備工作

（1）詳細勘察小樓周邊的水文和地質情況，必要時可尋求專家、學者的幫助，要對小樓周邊的基礎土層結構、地形地貌特征、地下水特點以及各土層土體的性質等進行明確，還需對周邊已經建好的房屋進行詳細調查，最終將各項數據形成一篇完整的調查報告并上報[1]。

（2）加裝的注漿球閥必須與管片吊裝孔配套，在進行注漿球閥的加工時，可選取現有管片上的吊裝孔，這樣可提升配套的概率，也能在很大程度上利于在盾構下穿的過程中將雙液漿環箍設置在管片背側和圍巖之間，也便于二次補注漿。

（3）在施工開始前，一定要對臨遷房屋外側完成圍擋并進行封閉，嚴禁非施工人員進入施工區域。

2.2 設定盾構下穿施工的主要參數

表1是12～100環左線盾構試驗段中盾構施工的各項掘進參數值。

表1 試驗段掘進參數平均值

2.3 盾構下穿后施工

2.3.1 同步注漿

平均每環的漿液注入量為7.7m3，4～100環注漿量為719m3。按照正常的速度進行隧道掘進且注漿壓力保持正常的狀況下，盾構上部和下部的壓力分別需要控制在0.9～1.5bar和1.5～2.5bar，每環的注漿量在達到正常的情況下需多出5～6方，多出渣后，需對盾尾上部的漿液量進行補充，補充量以上部壓力≤1.8bar為標準。但在準備穿過家屬院前，要完成包括下料口、連接尾盾的軟管、連接橋上的硬管在內的所有注漿管路的拆除，并需對其進行徹底清理。

2.3.2 二次注漿

為了對已完成施工段地層的密實情況以及彌補同步注漿填充量不足的危害，同時減小沉降量，在盾構傳閱風險源時將注漿孔增設在管片上，同時依據當前區域實際的地質情況和盾構機器的實際掘進情況，進行跟進的二次注漿。一般情況下，二次注漿的時機為脫出盾尾后3～5環位置，根據此區間的實際施工情況，鐵路局家屬院（YDK18+385-770/ZDK18+420-750）、鐵路局機關住宅區（ZDK18+180-300）和西北橋東街1號（YDK18+315-385）斷面范圍以盾構為核心的上半斷面外輪廓外3m位置均屬于加固范圍。

P.O42.5級的普通硅酸鹽水泥是此工程中選取的注漿材料，但需以現場的實際情況和周圍的環境對注漿量、注漿壓力、注漿孔布置、漿液配比以及擴散半徑等各項參數進行試驗并確定。因為施工量比較大，所以分不同的掘進班組，而在穿越家屬院的過程中盾構機的埋深相對較大，此時會存在豐富的地下水，這就容易導致管片出現上浮，為了防止和減少因管片上浮造成的管片錯臺和漏水，在施工進行過程中需要為每個掘進班組配備一個注漿班，及時將雙液漿注入管片背后并進行封環作業，在完成注漿后，還要對注漿孔進行密封，確保其不漏水滲水。

在盾構穿越家屬院期間，需對每環的二次注漿量和壓力進行嚴格控制，壓力盡量控制在0.4～0.5MPa。注漿使用的器具為雙液注漿管和注漿泵，以及注漿混合器。在完成注漿之后要對注漿管和注漿泵立即用水清洗干凈，且須將清洗的水排入渣斗中。在進行家屬院下層區域的注漿時，需對三通、球閥、注漿泵進行維護和保養，保證數量和使用性能。

3 施工監測方案

3.1 監測量測報警值

為了確保地下通過盾構機時房屋結構的安全，需要對房屋的裂縫、傾斜、沉降等數據作為監測的重點，還要對隧道上方地表的沉降進行實時的監測。表2是具體的監測項目。

表2 監測量測報警值

3.2 觀測頻率及數據處理

（1）觀測頻率

穩定好沉降觀測點后即開始首次觀測。首次觀測分為兩個測回，在符合精度要求后須填寫記錄表。盾構從開始下穿到掘進至建筑物下方時，需每4h觀測并對數據進行記錄，待盾構掘進完全穿過小區且各項數值均保持穩定后可適當將頻率調整為2次/d。若連續一個月的數據無明顯變化，則可調整監測頻率按照規范進行監測[2]。

（2）數據處理

在完成各項監測數據和資料的收集后，要及時進行處理，對操作過程中儀器和讀數產生的失誤進行排除，對各種偶然、粗大以及系統產生的誤差進行識別和剔除，盡量避免錯誤測量和漏測，在最大程度上確保監測數據和信息的完整性及可靠性，借助計算機完成測量數據和信息的整理及初步分析定性。在對監測數據進行整理、分析及反饋的過程中，涉及的內容和方法主要包括監測資料和數據的收集、整理、分析、反饋以及評估決策等多個方面。

4 結束語

綜上所述，通過對成都地鐵5號線進行分析可以看出：在成都地區進行地鐵施工，盾構需要下穿建筑物時，可以適當采取控制地下接近參數、地面跟蹤注漿等方式，這些都能對成都地區以及卵石地層中的地鐵施工提供很好的借鑒和實際應用價值。

[1]趙長慶.盾構下穿既有建筑物樁基托換的風險管理研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2017.

[2]李茂文.下穿復雜建筑物盾構法隧道施工技術研究[D].成都：西南交通大學，2011.