地铁盾构下穿基础薄弱房屋沉降控制技术研究

何　列（中铁隧道股份有限公司，广东 广州 510000）

地铁盾构下穿基础薄弱房屋沉降控制技术研究

何列
（中铁隧道股份有限公司，广东 广州 510000）

摘要：本文对地铁盾构施工下穿基础薄弱房屋问题，首先对盾构下穿基础薄弱房屋风险进行分析，进而以深圳某地铁下穿基础薄弱房屋为例，详细介绍了下穿前、下穿时及下穿后的相关技术控制措施，可以为相关工程施工作业提供合理的技术方案支持。

关键词：盾构施工；基础薄弱；沉降控制

在地铁施工中，经常下穿建构筑物，建筑物沉降控制是重中之重，若沉降控制到位将会导致房屋开裂、倒塌影响公众生命及财产安全。为确保盾构下穿建筑物安全，本文结合深圳某地铁下穿基础薄弱房屋为例，提出下穿控制措施。

1　统球家电家私广场基本情况介绍

1.1左、右线隧道与房屋平面位置关系

左线隧道在661环时刀盘进入统球家电家私广场A区，穿越长度为131m。右线隧道在482环时刀盘进入统球家电家私广场A区，穿越长度140m，在出A区后通过A、B区间中心广场后在590环刀盘进入B区，穿越长度为45m。统球家电家私广场与隧道平面位置关系如图1所示。

1.2房屋资料调查情况

经现场观察及走访，在2014年6月7日至6月10日在房屋相应位置进行房屋基础挖探，了解到在广场东北角存在两栋框架结构房屋，南北向长为27.4m，东西向长为60m，两栋房屋之间存在4.5m宽过道，房屋外墙利用24砖嵌填，基础为1.2m×1.5m×0.3m扩大砼礅。

除东北角原房屋外，其他位置为桁架结构，南北断面呈M型布置，南北向间距最大为10.5m，最小间距为6m，东西向桁架间距最大为8m，最小间距约为3m，上部结构横纵向均采用桁架焊接。桁架结构周边为改建前墙体，墙为12墙，柱子及墙基础为0.2m砼。

2　统球家电家私广场钻孔及揭露地质情况

为进一步摸排地质状况，在家居广场内共布置10孔，根据地质钻孔结合以往详勘、补勘地质状况显示，该位置隧道埋深约10m~11m，自上而下依次为填土（层厚1.5m~6m），中粗砂（层厚1m~5m），淤泥（层厚1m~6m），砾质粘性土（层厚6.3m~9.6m），左线隧道范围内均为砾质粘性土，右线局部砂层侵入隧道，地质状况较差。

3　试掘进段情况

合理掌握掘进参数，为盾构下穿统球家电广场参数制定提供指导，在（430 环~460环）下穿板房时调整掘进参数，使地表处于微隆状态，保证盾构通过后地表安全。沉降统计分析情况如图2所示。

图2兰线为刀盘到达该位置时间，红线为盾尾到达该点位置的时间，可看出刀盘到达时地表隆起，通过时由于停机沉降，在盾尾到达该位置后注浆隆起，最大隆起量为3.5mm，其他监测点情况与本测点基本一致。

根据试验段情况可知土仓压力值及注浆压力值对地表沉降影响较大，试验段土仓压力控制在比埋深高 约0.2bar~0.3bar，注浆压力值为4.0bar~4.5bar，注浆量可达到6.5方以上。因此，根据监测情况合理调整掘进参数可以使地表处于微隆状态。

图1　统球家电家私广场与隧道位置关系平面图

4　下穿统球家电家私广场施工方案

4.1下穿前施工准备

（1）在施工前，对下穿段范围内房屋结构现状进行详细调查，对其安全性进行论证，并委托有关部门对该段区间进行第三方鉴定，评估其安全状态。

（2）在盾构穿越施工前，召开专家会，编制切实可行的方案，并由设计、施工等单位盾构方面专家对施工方案进行论证评审，保证方案科学性及可实施性。

图2　Y49号监测点沉降情况分析

（3）盾构机在穿越前检查并更换刀具，对盾构设备的维修与保养，确保推进系统完好、注浆系统（4路管路必须畅通，保证注浆量）、盾尾密封等完好，并备足常用备件，确保盾构机能以良好的状态进行穿越段施工。

（4）在430环~460环将下穿深圳建工临时板房，在该段掘进是合理调整掘进参数，使地表隆起约3mm，通过后总结该掘进参数，为穿越时掘进参数提供参考。

4.2盾构下穿期间施工方案

（1）根据盾构在下穿深圳建工房屋时的掘进情况，优化盾构下穿广场段掘进参数，盾构推进并采取土压平衡模式掘进。掘进参数如下：

下穿段采取土压平衡模式，初步将土仓压力设为：1号传感器1.3bar（掘进时），1号传感器1.4bar~1.5bar（掘进完成时），总推力≤1500T，刀盘扭矩45bar~60bar，刀盘转速：1.5rpm~1.6rpm；出碴土量：67m3（4.3车以内）。掘进时根据监测数据及地表状况实时进行调整。

（2）在盾构掘进施工过程中应充分发挥土木值班工程师与主司机的作用，两者应密切配合。要求主司机做好好盾构的掘进控制，值班工程师应密切关注盾构掘进状态，密切关注注浆状况及出渣量。

（3）盾构推进遵循全程监控、匀速推进以及压力控制“宁正勿负”的原则。考虑到盾构通过该段位于R=400m的小半径曲线上，要求掘进速度不得超过50mm/min。盾构主司机和现场值班工程师需密切关注掘进状态、碴土状况。

（4）加强碴土改良，适当增加泡沫及水的用量避免堵仓、糊刀盘现象发生。本阶段泡沫用量：50L~60L 。加大盾尾油脂注入量，确保盾尾密封效果。

（5）保证同步注浆量和注浆压力。本区间每环理论注浆量为4.05m3，基于对房屋的保护，确保地表微隆起，同时结合下穿段具体地质情况，注浆量不得少于6.5m3。注浆过程中必须保证四管同时注浆，上部注浆管压力为≤0.40MPa，下部注浆管压力为≤0.45MPa。该段同步注浆配比为：水泥： 160粉煤灰：250膨润土：50细砂：600水：420（单位：kg）。在地下水丰富地段，调整水泥用量至200kg，加快水泥砂浆凝结时间。

（6）在通过家电广场期间，加强地表监测，施工监测单位安排经验丰富的监测人员对广场房屋的柱子、墙体、内部店面地表沉降情况进行24h的监测和观察，如有异常现象，需及时向值班领导汇报。

4.3下穿广场房屋后的补强注浆

盾构机盾尾完全脱离房屋以后后，立即对位于房屋下方的区间隧道进行补强注浆，确保管片背衬注浆饱满，控制地表沉降。注浆采用水泥-水玻璃双液注浆。水泥浆液与水玻璃体积配合比为1：1。注浆压力控制在0.3MPa~0.4MPa，注浆时密切关注管片及地表状况，若有异常，立即进行处理。

5　实时监测

为保证盾构下穿广场房屋段安全，将监测数据更迅速反馈到主司机等操作人员，及时调整掘进参数，真正做到信息化施工。根据本盾构区间实际情况，在下穿期间进加大监测频率，每两小时一次向相关人员通报监测数据，现场值班人员根据成绩数据及时调整土仓压力及注浆参数，确保沉降在允许范围内。

结语

通过以上下穿基础薄弱房屋时采用的施工技术控制，房屋最大沉降值为-3mm，最大隆起3mm，均在允许范围以内。因此，在检测数据及时的情况下，通过调节土仓压力及增加同步注浆量是能够有效控制地表沉降的。

参考文献

[1]赵权威．盾构下穿京广线郑州站的地表沉降预计及控制技术研究[D]．中南大学，2011．

中图分类号：U45

文献标识码：A