盾構(gòu)法隧道施工引起的地面房屋變形控制措施

尹濤

摘要：下文以長沙市軌道交通5號線項目為依據(jù)，對其開展盾構(gòu)施工期間，西湖樓群建筑造成的沉降以及傾斜這兩個變形現(xiàn)象如何進(jìn)行控制展開了詳細(xì)論述，希望能夠為類似項目的建設(shè)施工提供一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)法；隧道施工；地面房屋變形；控制措施

下文以具體實例為基礎(chǔ)，對地面區(qū)域房屋建筑出現(xiàn)沉降以及傾斜問題的檢測情況進(jìn)行收集、分析。借此方式得到使用盾構(gòu)掘進(jìn)方式開展具體施工時，地面區(qū)域出現(xiàn)的變形問題造成的影響程度，同時給出了對應(yīng)的控制方法。

一、項目簡介

在對長沙市軌道交通5號線一期項目開展施工時，在其中的三一大道站～萬家麗北路站這一區(qū)間當(dāng)中選擇盾構(gòu)法開展具體的施建設(shè)工，這一區(qū)間當(dāng)中左線部位的盾構(gòu)從西湖樓群的側(cè)方向穿過，該區(qū)間當(dāng)中右線部位的盾構(gòu)機從三一大道路這一站出去后，在11.6m以后的位置上從西湖樓群當(dāng)中下穿而過，這部分長度尺寸在110m左右。

該樓群的修筑時間是2004年，基礎(chǔ)部分的形狀為條形，其結(jié)構(gòu)為1～3層磚混類型的結(jié)構(gòu)，其中房屋相對較為老舊，墻體部分出現(xiàn)顯著的裂紋現(xiàn)象，使用人工方式開展監(jiān)測工作相對困難，消耗的時間相對偏長，不可以在第一時間呈現(xiàn)出現(xiàn)場開展施工建設(shè)時，對樓群內(nèi)部房屋結(jié)構(gòu)造成的形變方面的影響；使用自動化開展監(jiān)測工作的這一系統(tǒng)，可以改善、健全由人工開展監(jiān)測工作期間存在的問題，在第一時間內(nèi)對西湖樓當(dāng)中房屋出現(xiàn)的變形問題進(jìn)行反饋，保證施工過程中的安全問題。

二、控制對策介紹

（一）監(jiān)測內(nèi)容和其項目

根據(jù)施工設(shè)計文件當(dāng)中提出的相關(guān)要求，對于從西湖樓樓群當(dāng)中下穿而過的盾構(gòu)機實施監(jiān)測工作時，借助于自動化操作。由于該樓群當(dāng)中的房屋建筑相對較為老舊，另外，其樁基礎(chǔ)部分普遍偏淺。因此對于其開展自動化監(jiān)測工作時，使用的方式有兩個：第一個是借助于傾角形式的靜力水準(zhǔn)儀開展檢測工作；第二個是借助于傾角形式的測斜儀開展檢測工作，該項目的詳細(xì)布點情況如下表1所示[1]。

表1 西湖樓樓群布點情況表

（二）自動化監(jiān)測裝置進(jìn)行布置的方式布設(shè)方法

1.布置傾角形式的靜力水準(zhǔn)儀。①以西湖樓群當(dāng)中的具體情況為依據(jù)，其整體建筑群能夠劃分成大約4個部分，選擇這一建筑群當(dāng)中的四角位置和其中的承重墻作為布置監(jiān)測點的區(qū)域。②為了保證傳感器的變化量在要求的區(qū)間之中，借助于人工形式的水準(zhǔn)儀，對于靜力水準(zhǔn)儀實際開展安裝施工的區(qū)域，在相同的標(biāo)高區(qū)域?qū)嵤┓艠硬僮鳎瑫r把該水準(zhǔn)儀用膨脹螺絲固定在墻體位置上。③將全部儀器借助于液管、信號線以及電源線等材料，使用串聯(lián)的形式組合到一起，同時整理靜液管、電源線和信號線，將其放置在順著墻角部位進(jìn)行布置的塑鋼鋼管以及PVC管，形成固定類型的線槽。④開啟傳感器當(dāng)中的上蓋，隨后對系統(tǒng)進(jìn)行加水操作。對系統(tǒng)開展的注水操作結(jié)束以后，在所有傳感器的液面部位覆蓋一層硅油，將上蓋蓋上之后進(jìn)行擰緊操作[2]。對于水管當(dāng)中有無氣泡出現(xiàn)開展檢測工作，若是存在氣泡，就要將氣泡排放至傳感器中，直到把氣泡全部排完。另外，對于水管以及傳感器這兩個部位有無漏水點存在進(jìn)行檢查。⑤將傳感器連接到采集模塊中，對于通訊裝置以及線路進(jìn)行布置；對相關(guān)數(shù)據(jù)實施測量，必將測量得出的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對于傳感器本身的高度尺寸以及系統(tǒng)當(dāng)中的加水量進(jìn)行調(diào)整，保證所有數(shù)據(jù)不存在異常現(xiàn)象。

2.布置傾角形式的測斜儀

①西湖樓群當(dāng)中南北兩個方向的墻體高度相對偏大，另外，存在少量裂紋現(xiàn)象，在對傾斜儀具體進(jìn)行布置時，大多數(shù)是在這兩個墻體側(cè)方向的承重墻上。②直接把測斜儀錨固在墻體當(dāng)中的中間區(qū)域，同時借助于電源線以及信號線將其連接到一塊，最后將其連接至采集模塊當(dāng)中，在第一時間對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸操作。

三、控制方法介紹

（一）前倉部分的壓力

在具體開展施工時，前倉部分的壓力數(shù)值對于保證開挖施工面的穩(wěn)定性十分重要。常規(guī)情況下，若是使用盾構(gòu)施工，前倉部分的壓力與之前靜止?fàn)顟B(tài)下的壓力相同，此時，土體部分不會出現(xiàn)過大的擾動現(xiàn)象。另外，其地層部分同樣不會發(fā)生過大的形變問題；若是前倉部分的壓力超過之前靜止?fàn)顟B(tài)下的土壓力，則會導(dǎo)致前方區(qū)域的土體由于遭遇橫向劇烈擠壓，出現(xiàn)朝前方移動的情況。由于垂直方向上出現(xiàn)的泊松效應(yīng)，造成土體部分發(fā)生上移問題，最終導(dǎo)致地面位置發(fā)生隆起，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)的房屋建筑出現(xiàn)傾斜問題；與之相對，開挖施工面部分的土體，因為本身承擔(dān)的支撐力不大導(dǎo)致出現(xiàn)后移現(xiàn)象。如果出土的速度太快，會導(dǎo)致開挖面部分前上方區(qū)域的土體出現(xiàn)塌落問題，最終造成地面部分出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，從而引發(fā)該區(qū)域的房屋建筑發(fā)生沉降問題。

前倉部分的壓力應(yīng)該按照隧道上方區(qū)域覆蓋土層的厚度存在的差異出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，對底層部位出現(xiàn)的損失情況、降低地層部位出現(xiàn)的變形問題進(jìn)行控制時，一項主要的內(nèi)容是對土倉壓力進(jìn)行修正，對土壓平衡進(jìn)行高效設(shè)立。在這一項目建設(shè)施工期間，對于前倉部分的壓力具體取值情況進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)計算。通過監(jiān)測工作得出的結(jié)果能夠了解到，若是對土壓設(shè)置的太小，會導(dǎo)致地表區(qū)域出現(xiàn)的沉降問題偏大。按照對數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬得出的結(jié)果能夠了解到，地面區(qū)域的房屋建筑出現(xiàn)沉降問題有很大概率是由于土壓力導(dǎo)致的，推動土壓力得到顯著提升，能夠?qū)⑵渥詈蟀l(fā)生的沉降現(xiàn)象。還有，若是土壓力太大，會造成沉降問題出現(xiàn)顯著的差異變化[3]。

（二）掘進(jìn)施工的速度

在對掘進(jìn)施工速度方面的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行控制時，主要是讓土體部分最大限度地進(jìn)行切削而不是發(fā)生擠壓現(xiàn)象。若是出現(xiàn)擠壓問題的程度太大，會造成前倉部分的內(nèi)部壓出現(xiàn)差距，加大對地層部位產(chǎn)生的擾動問題。對盾構(gòu)施工進(jìn)行糾偏操作過程中，需要將其施工速度減小。聯(lián)系項目的實際情況，對于盾構(gòu)施工期間的具體推進(jìn)速度進(jìn)行合理、高效的控制，以保證施工順利開展[4]。

四、結(jié)束語

使用盾構(gòu)法開展施工時，若要控制地面區(qū)域房屋建筑出現(xiàn)的形變問題，還能夠通過同步注漿的方式實現(xiàn)，在具體使用時，同樣需要以實際項目為基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何小林，王濤.盾構(gòu)法隧道施工引起的地面沉降機理與控制[J].科技資訊，2012（17）：71-72.

[2]魏綱，姜鑫，張鑫海，等.地面出入式盾構(gòu)法隧道施工引起的土體垂直變形[J].巖土力學(xué)，2018，39（3）.

[3]路雅君，唐振剛.淺析盾構(gòu)隧道施工引起的地面沉降機理與控制措施[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（4）：255-256.

[4]顧俊，鄒定南，唐春剛.隧道盾構(gòu)施工對周邊環(huán)境影響的數(shù)值分析[J].西部探礦工程，2010，22（4）：167-169.

（作者單位：中建隧道建設(shè)有限公司）