盾構(gòu)機(jī)穿越廖家巷建筑物群施工技術(shù)方案

1、文章編號(hào)：1004 -5716 (2006) 04 0153 -02中圖分類(lèi)號(hào):u455143文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:b盾構(gòu)機(jī)穿越廖家巷建筑物群施工技術(shù)方案于安柱（南京地鐵運(yùn)營(yíng)分公司，江蘇南京210012）摘 要:廖家巷建筑物群建成年代比較久遠(yuǎn),介紹盾構(gòu)機(jī)穿越該建筑群吋，采馭的施工技術(shù)措施及監(jiān)控量測(cè)方法。 矣鍵詞:同步注漿;管片選型;推進(jìn)速度;盾構(gòu)機(jī)姿態(tài);監(jiān)測(cè)1情況簡(jiǎn)介南京地鐵l線新模范馬路站 卡京站區(qū)間隧道采用土壓呼 衡式盾構(gòu)法施工,盾構(gòu)機(jī)外徑為6.38m，管片的外徑為6.20m，管 片厚度為350mm，管片寬度為1盾構(gòu)機(jī)從新模范馬路站止 站后以半徑r = 400m的曲線向東穿越廖家巷建筑群再以半餐 r

2、 = 400m的反向曲線向北穿越古城墻和玄武湖至南京站。隧進(jìn) 埋深在8.0148m之間。盾構(gòu)機(jī)行駛至地鐵里程k12 + 89（ 處，刀盤(pán)將進(jìn)入擺家巷建筑物群，總計(jì)將穿越10棟建筑物o這些 建筑物大部分建成的年代都比較久遠(yuǎn)，基礎(chǔ)大都為條形基礎(chǔ)島 分房屋己冇數(shù)條裂紋。根據(jù)新 t區(qū)間的設(shè)計(jì)線路，盾構(gòu)機(jī)并彳 是在這些建筑物的正下方通過(guò)，而是從建筑物的角部或側(cè)部穿 過(guò)o這樣盾構(gòu)機(jī)通過(guò)勢(shì)必將對(duì)這些建筑物造成不同程度的不萇 勻沉降，對(duì)房屋造成不同程度的危害。如何能將沉降控制在規(guī)定 范圍z內(nèi)，確保建筑物與居民的安全，是必須慎重考慮的問(wèn)題。2施工技術(shù)措施2.1 土圧的建立盾構(gòu)機(jī)穿越建筑物群時(shí)所經(jīng)過(guò)的地層多為粉砂

3、夾細(xì)砂（蝕 和、松散t肖密），該種地層特點(diǎn)為:含水量豐富、透水性強(qiáng)、極易 產(chǎn)生涌水、涌沙、開(kāi)挖面不穩(wěn)等現(xiàn)象?？紤]到地層的因索，所以土 壓的設(shè)定采用水土分算的辦法，該段隧道埋深12m左右，經(jīng)過(guò)計(jì) 算得出，最小土壓（頂部）為2. 3bar，最大土壓（底部）為3.0bar。2.2同步注漿從盾構(gòu)機(jī)在砂層中掘進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，盾尾拖過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)后，諺 點(diǎn)都會(huì)產(chǎn)生較人的沉降,通常在10 mm左右，也就是說(shuō)盾尾注漿 的質(zhì)戢是影響沉降的一個(gè)關(guān)鍵的因素。因此釆用的配合比每 0.6nf砂漿放水泥100kg 粉煤灰240kg 細(xì)砂340 kg 膨潤(rùn)土 20kg、水180kg，調(diào)整后的漿液初凝時(shí)間由原來(lái)的1416h縮短 至8

4、10h。注漿量不小于3.5m3，注漿壓力為3.0baro每循環(huán)笊 注漿山注漿量和注漿壓力雙重控制，即兩項(xiàng)任意一項(xiàng)沒(méi)有滿足 要求就不能停止注漿。2.3管片選型在穿越廖家巷建筑物群時(shí)，線路正處于40（） m的小半徑圓臟 線上。按理論計(jì)算,400m的右轉(zhuǎn)彎惻曲線，拼裝管片的規(guī)律是抄 一環(huán)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)就要拼裝一環(huán)右轉(zhuǎn)彎環(huán)，而且右轉(zhuǎn)彎環(huán)的k塊位胃 必須與油缸相對(duì)應(yīng)（取最大楔形®） o但在實(shí)際掘進(jìn)過(guò)程中勿 根據(jù)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài).盾尾間隙、推進(jìn)油缸行程以及狡接油缸行程進(jìn) 行正確的管片選型，使得上下左右四個(gè)方向的盾尾間隙都在 30 mm以上（理論上盾尾間隙為45mm）。確保盾尾與管片不發(fā) 生干涉，第一可以保證管

5、片的拼裝質(zhì)最，第二可以減少盾尾密封 與鐵接密封泄漏的可能性，冇利于房屋的安全。2.4掘進(jìn)速度木著安全連續(xù)快速通過(guò)的原則，每天的進(jìn)度不應(yīng)小于8環(huán) 每次掘進(jìn)的速度應(yīng)控制在4050mm/ min。再快的話由于受注 漿泵的速度影響，注漿質(zhì)杲就不易保證。2.5出磴量在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中，出磴量是衡量土壓設(shè)定正確與否和 控制地表沉降的要素之一。在這種砂層中，砂土的松散系數(shù)兒乎 等于1，我們理論的砂土量為38m3，那么每循壞的砂土量不應(yīng)大 于40m3 »如有超出,則應(yīng)立即增大土壓。2.6盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)盾構(gòu)機(jī)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)線路進(jìn)行掘進(jìn)，盡量避免盾構(gòu)機(jī)發(fā) 生偏離，盾構(gòu)機(jī)毎循環(huán)在水平方向不能偏離8 mm以上，

6、在垂直 方向上不能偏離5mm以上，即使盾構(gòu)機(jī)發(fā)生偏離，糾偏吋也不 要過(guò)急，也應(yīng)按照上述技術(shù)耍求執(zhí)行。考慮到在砂層中，管片般 出盾尾后冇12cm的上浮，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)在垂直方向上應(yīng)控制在 1020 mm z間。2.7管片拼裝管片拼裝應(yīng)保證質(zhì)最操作上做到輕拿輕放。拼裝k塊時(shí) 一定要在k塊與b塊兩側(cè)的止水條上涂抹潤(rùn)滑劑。對(duì)于密封曆 部位損壞的管片，一定要更換后重新拼裝，以保證密封質(zhì)量。防 止砂層失水后造成地表沉降。2.8較接油缸在掘進(jìn)的過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)鐵接油缸的油壓較大，通常是夫 于loobar時(shí)，就應(yīng)對(duì)餃接油缸進(jìn)行收放處理。每班對(duì)餃接密翌 處注次黃油，保證較接密封處于良好可控的狀態(tài)o 一旦狡接遵 封發(fā)

7、生滲漏，應(yīng)立即打開(kāi)較接處的充氣密封進(jìn)行封堵，然后分析 原因后進(jìn)行下一步的處理。如果是盾尾與管片發(fā)生干涉，則應(yīng)說(shuō) 整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，但在掘進(jìn)之/前必須將充氣密封關(guān)閉。如果是較擬 油缸本身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)泄漏，則應(yīng)調(diào)整較接油缸的壓板，使狡接密去 處于良好的狀態(tài)z后，關(guān)掉充氣密封,開(kāi)始繼續(xù)掘進(jìn)。29 盾尾密封盾尾密封在掘進(jìn)與拼裝管片的過(guò)程中應(yīng)保持良好的狀態(tài)，西部探礦工程154apr. 2006no. 4圖1沉陷槽橫向分布示意圖盾尾油脂應(yīng)使用condat的進(jìn)口油脂，每-循環(huán)的掘進(jìn)不宜過(guò) 長(zhǎng)，以能夠插入封頂塊為準(zhǔn)。盾尾一旦發(fā)生泄漏，則應(yīng)立即朝相 應(yīng)的位置注入盾尾油脂進(jìn)行封堵。2.10設(shè)備整修盾構(gòu)機(jī)在通過(guò)廖家巷建筑物

8、群前，必須進(jìn)行一次全面的桔 修，特別是對(duì)厲尾密封與錢(qián)接密封狀態(tài)的確認(rèn)。以便厲構(gòu)機(jī)能伕 持良好的狀態(tài)，快速連續(xù)地通過(guò)廖家巷建筑物群o在檢修盾構(gòu)柳 的同時(shí)、必須對(duì)配套設(shè)備也進(jìn)行一次全血的維修保養(yǎng)，其中包捍 門(mén)w、機(jī)車(chē)編組、砂漿攪拌站等配套設(shè)備。2.11防止噴涌在砂層中掘進(jìn)時(shí)必須使用泡沫，以增加硝土的粘性，這樣才 可以更好地建立土圧，防止螺旋輸送機(jī)處產(chǎn)生磴土噴涌。泡沫齊 參數(shù)選取時(shí)應(yīng)將泡沫劑的濃度控制在2 %3 %z間o如果有嗾 涌的現(xiàn)象,泡沫劑的濃度還應(yīng)適當(dāng)加大。3監(jiān)控量測(cè)措施3.1地面沉降預(yù)測(cè)釆用peck法計(jì)算的盾構(gòu)隧道地面沉降量及沉陷槽計(jì)算公式如下式，其沉陷 槽橫向分布見(jiàn)圖1。：=z厲遼(45

9、。號(hào))式中：v 層損失(地表沉降容積)；s叭 一 隧道中心線的最大沉降量；x口隧道中心線的距離；i冗降椚寬度系數(shù)(沉降槽曲線拐點(diǎn));z一遂道中心埋深；<!> 的內(nèi)摩擦角，對(duì)于成層土取加權(quán)平均值。針對(duì)該段情況，計(jì)算得：地表最大沉陷值smax = 26. 936. 8mm ;最大斜率qlim = 0.0017o以上地層損失的取值及地而沉降 量是盾構(gòu)推進(jìn)前的估算值。3.2前期監(jiān)測(cè)分析根據(jù)新甬區(qū)間盾構(gòu)掘進(jìn)信息和監(jiān)測(cè)反饋結(jié)果，盾構(gòu)在ie 常掘進(jìn)條件下，在粉細(xì)砂層中隧道上方地表和房屋沉降基本抄 制在20mm左右，其變形特征為：盾構(gòu)頂部土壓設(shè)置1. 8 2.2bar以下時(shí)，盾構(gòu)前方有沉降，數(shù)值在

10、24mm ,土壓在2.2b: r以上時(shí)，前方隆起1mm大小，盾構(gòu)通過(guò)沉降68mm ,盾尾叵 隙 沉降81() mm，盾尾通過(guò)及后期沉降5mm，之后，很快穩(wěn)定 沉降 主要發(fā)生在厲構(gòu)通過(guò)和厲尾脫出階段，如同步注漿壓力在 3 . 0 ba r以上及注漿量較大時(shí)，相應(yīng)地段的地表和房屋會(huì)產(chǎn)生 2mm的隆起。盾構(gòu)掘進(jìn)橫向影響范國(guó)30m，在隧道軸線兩側(cè)3m范圍為齊 要沉降區(qū)，這一范圍沉降占總沉降的70 %，隧道軸線兩側(cè)36m 范圍為次沉降區(qū)，這一范圍沉降約占總沉降的20 %o山以上監(jiān) 測(cè)分析，盾構(gòu)在正常掘進(jìn)穿越廖家巷建筑群段吋，其上方地表和 房屋沉降控制在20 mm上下是有可能的，根據(jù)前期沉降信息和 廖家巷

11、建筑群實(shí)際狀況，在沉降達(dá)20 mm時(shí)，部分年代久遠(yuǎn)結(jié)構(gòu) 較差的房屋可能會(huì)出現(xiàn)一些小的開(kāi)裂，但對(duì)英安全使用影響較 小。3.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目盾構(gòu)穿越廖家巷建筑群段監(jiān)測(cè)項(xiàng)h主要有地表、地面房屋、 隧道管片隆沉及管片結(jié)構(gòu)凈空水平變位監(jiān)測(cè)。(1) 地表隆沉。監(jiān)測(cè)儀器：蘇光dsz- 2型精密水準(zhǔn)儀、鋼鋼 尺;監(jiān)測(cè)頻率:23次/夭;監(jiān)測(cè)目的:實(shí)時(shí)監(jiān)控施工過(guò)程中地表 變形規(guī)律。(2) 地層房屋隆沉。監(jiān)測(cè)儀器:蘇光dsz- 2型精密水準(zhǔn)儀、 鋼鋼尺;監(jiān)測(cè)頻率：23次/天;監(jiān)測(cè)忖的:實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)掘進(jìn)吋 房屋變形借況。(3) 隧道管片隆沉。監(jiān)測(cè)儀器:蘇光dsz2型精密水準(zhǔn)儀、 鋼鋼尺;監(jiān)測(cè)頻率：23次/天;監(jiān)測(cè)目的：掌握

12、隧道管片結(jié)構(gòu)變 位規(guī)律。(4) 隧道凈空變位。監(jiān)測(cè)儀器:數(shù)最式收斂計(jì)；監(jiān)測(cè)頻率:2 3次/天;監(jiān)測(cè)h的:掌握隧道管片結(jié)構(gòu)變位規(guī)律。(5) 施工狀態(tài)觀測(cè)。對(duì)己施工的區(qū)段內(nèi)地農(nóng)、建筑、管線等每 天至少觀察-次，發(fā)現(xiàn)地表、建筑開(kāi)裂、突出等并常時(shí)及時(shí)反饋并 采取應(yīng)對(duì)措施。3.4測(cè)點(diǎn)布設(shè)監(jiān)測(cè)布置時(shí)堅(jiān)持重點(diǎn)與一般結(jié)合、局部與整體結(jié)合的原則， 形成一個(gè)能控制整個(gè)工程各關(guān)鍵部位的監(jiān)測(cè)體系。地表隆沉測(cè) 點(diǎn)沿盾構(gòu)隧道軸線縱向地表按20m間距布設(shè)(有房屋地段在空 地處布設(shè))。地表橫向沉陷槽測(cè)點(diǎn)每隔50-80m布設(shè)一組。對(duì) 于盾構(gòu)隧道沿線施工影響范圍內(nèi)地血建筑物多而密，無(wú)法按耍 求布設(shè)測(cè)點(diǎn)時(shí)，則根據(jù)具體情況選擇巷道或建筑物空地盡可能 的布點(diǎn)。地面建筑物隆沉及傾斜測(cè)點(diǎn)在盾構(gòu)隧道兩側(cè)掘進(jìn)影響范圍 內(nèi)的房屋四角及其構(gòu)筑物周?chē)A(chǔ)上布設(shè)。隧道管片隆沉和凈 空水平變位測(cè)點(diǎn)按40環(huán)管片間距布設(shè)一組。3.5控制基準(zhǔn)根據(jù)冇關(guān)規(guī)范和以往施工經(jīng)驗(yàn)，監(jiān)測(cè)建議控制基準(zhǔn)如下：(1) 地表及房屋允許隆沉+ 10mm/30mm。(2) 管片允許水平相對(duì)位移為盾構(gòu)隧道直徑的()1 %。3.6監(jiān)測(cè)資料的處理和信息反饋對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，預(yù)測(cè)最終位移值，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)物的 安全性，確定工程技術(shù)措施。因此，對(duì)每一測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果要根 據(jù)管理基準(zhǔn)利位移變化速率(mm/ d)等綜合判斷結(jié)構(gòu)和建筑物 的安全狀況及時(shí)反饋，由工程部技術(shù)小組調(diào)