盾构下穿建筑物施工控制技术重点分析

南庆

（中国铁建大桥工程局集团有限公司 天津 610000）

1 工程概况

在成都地铁5号线一、二期工程土建06-A合同段中，北站西二路站至西北桥站区间盾构起止里程分别为YDK18+068.13（ZDK18+015.076）-YDK19+185.084（ZDK19+185.079）。11#和12#盾构机从北站西二路站开始沿北站西二路向前掘进，在YDK18+315～YDK18+775/ZDK18+425～ZDK18+745的位置下穿铁路局家属院的房屋建筑群，然后进入一环路北一段并向西掘进，等到通过府河和西北桥后进入右线和左线的重叠区段，最后到达西北桥站。北站西二路站至西北桥站区间右线全长为1116.954m，左线全长为1196.836m。区间深度在12.69～26.3m不等，最大纵坡度为29.01‰，最小纵坡度为2‰，最小曲线半径400m。

2 盾构下穿建筑物施工方案

2.1 下穿前准备工作

（1）详细勘察小楼周边的水文和地质情况，必要时可寻求专家、学者的帮助，要对小楼周边的基础土层结构、地形地貌特征、地下水特点以及各土层土体的性质等进行明确，还需对周边已经建好的房屋进行详细调查，最终将各项数据形成一篇完整的调查报告并上报[1]。

（2）加装的注浆球阀必须与管片吊装孔配套，在进行注浆球阀的加工时，可选取现有管片上的吊装孔，这样可提升配套的概率，也能在很大程度上利于在盾构下穿的过程中将双液浆环箍设置在管片背侧和围岩之间，也便于二次补注浆。

（3）在施工开始前，一定要对临迁房屋外侧完成围挡并进行封闭，严禁非施工人员进入施工区域。

2.2 设定盾构下穿施工的主要参数

表1是12～100环左线盾构试验段中盾构施工的各项掘进参数值。

表1 试验段掘进参数平均值

2.3 盾构下穿后施工

2.3.1 同步注浆

平均每环的浆液注入量为7.7m3，4～100环注浆量为719m3。按照正常的速度进行隧道掘进且注浆压力保持正常的状况下，盾构上部和下部的压力分别需要控制在0.9～1.5bar和1.5～2.5bar，每环的注浆量在达到正常的情况下需多出5～6方，多出渣后，需对盾尾上部的浆液量进行补充，补充量以上部压力≤1.8bar为标准。但在准备穿过家属院前，要完成包括下料口、连接尾盾的软管、连接桥上的硬管在内的所有注浆管路的拆除，并需对其进行彻底清理。

2.3.2 二次注浆

为了对已完成施工段地层的密实情况以及弥补同步注浆填充量不足的危害，同时减小沉降量，在盾构传阅风险源时将注浆孔增设在管片上，同时依据当前区域实际的地质情况和盾构机器的实际掘进情况，进行跟进的二次注浆。一般情况下，二次注浆的时机为脱出盾尾后3～5环位置，根据此区间的实际施工情况，铁路局家属院（YDK18+385-770/ZDK18+420-750）、铁路局机关住宅区（ZDK18+180-300）和西北桥东街1号（YDK18+315-385）断面范围以盾构为核心的上半断面外轮廓外3m位置均属于加固范围。

P.O42.5级的普通硅酸盐水泥是此工程中选取的注浆材料，但需以现场的实际情况和周围的环境对注浆量、注浆压力、注浆孔布置、浆液配比以及扩散半径等各项参数进行试验并确定。因为施工量比较大，所以分不同的掘进班组，而在穿越家属院的过程中盾构机的埋深相对较大，此时会存在丰富的地下水，这就容易导致管片出现上浮，为了防止和减少因管片上浮造成的管片错台和漏水，在施工进行过程中需要为每个掘进班组配备一个注浆班，及时将双液浆注入管片背后并进行封环作业，在完成注浆后，还要对注浆孔进行密封，确保其不漏水渗水。

在盾构穿越家属院期间，需对每环的二次注浆量和压力进行严格控制，压力尽量控制在0.4～0.5MPa。注浆使用的器具为双液注浆管和注浆泵，以及注浆混合器。在完成注浆之后要对注浆管和注浆泵立即用水清洗干净，且须将清洗的水排入渣斗中。在进行家属院下层区域的注浆时，需对三通、球阀、注浆泵进行维护和保养，保证数量和使用性能。

3 施工监测方案

3.1 监测量测报警值

为了确保地下通过盾构机时房屋结构的安全，需要对房屋的裂缝、倾斜、沉降等数据作为监测的重点，还要对隧道上方地表的沉降进行实时的监测。表2是具体的监测项目。

表2 监测量测报警值

3.2 观测频率及数据处理

（1）观测频率

稳定好沉降观测点后即开始首次观测。首次观测分为两个测回，在符合精度要求后须填写记录表。盾构从开始下穿到掘进至建筑物下方时，需每4h观测并对数据进行记录，待盾构掘进完全穿过小区且各项数值均保持稳定后可适当将频率调整为2次/d。若连续一个月的数据无明显变化，则可调整监测频率按照规范进行监测[2]。

（2）数据处理

在完成各项监测数据和资料的收集后，要及时进行处理，对操作过程中仪器和读数产生的失误进行排除，对各种偶然、粗大以及系统产生的误差进行识别和剔除，尽量避免错误测量和漏测，在最大程度上确保监测数据和信息的完整性及可靠性，借助计算机完成测量数据和信息的整理及初步分析定性。在对监测数据进行整理、分析及反馈的过程中，涉及的内容和方法主要包括监测资料和数据的收集、整理、分析、反馈以及评估决策等多个方面。

4 结束语

综上所述，通过对成都地铁5号线进行分析可以看出：在成都地区进行地铁施工，盾构需要下穿建筑物时，可以适当采取控制地下接近参数、地面跟踪注浆等方式，这些都能对成都地区以及卵石地层中的地铁施工提供很好的借鉴和实际应用价值。

[1]赵长庆.盾构下穿既有建筑物桩基托换的风险管理研究[D].兰州：兰州交通大学，2017.

[2]李茂文.下穿复杂建筑物盾构法隧道施工技术研究[D].成都：西南交通大学，2011.