盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术
地铁盾构下穿既有铁路可行性分析及应对措施
境和施工条件 ， 施工过程 中穿越 障碍物或近距 离通过既有建 （ ） 质黏土夹粉土。 构 筑物的情况越来越多 。下 面针 对某 地铁 区间穿越 既有 铁路股 道 ２ 轨 道 交通 区间盾构 施 工对既 有铁 路影 响分析 的可行性进行分 析 ， 给 出具体 的应对 措施 ， 区 间的后续施 工 并 对 对 于盾构 隧道施工 引起地 面沉 降预测 ， 克 （ ｅｋ １ ６ ） 派 Ｐ ｅ ，９ ９年 具有借 鉴意义。 提 出了地层损失 的概念 和估 算方 法。此后 经过 大量工程 实践及 修正完善 ， 该方法成 为最常用 的估算盾构 正常施工 引起 地面沉 降 １ 工程概 况
＝ ｅ
（ －
标 高埋 深约 ２ 隧道结构顶与铁路站 场地 面垂 直距 离约 １ １ｍ， ６ｍ。
其 中， 为地面到盾构中心处埋深 为 ｚ的断面上 ， 距离 隧道 既有铁路为 Ｉ 国铁 线路 ， 正线 ， 轨道 ， 级 双线 有碴 速度 目 值 标 中心线 ｚ处 的沉降量 ； 为地层损失量 ； 为沉降槽宽度系数 ， ｉ 是 为 １０ ｍ ｈ ０ ｎ ａ ６ ／ ～２０ ａ （ ｋ ｋ Ａ 线路开行动车， 最高时速 ２０ｋ ， ０ ｍ）铁路 土壤条件 、 隧道半 径 、 隧道 中心埋深 的函数 。 站场为 ４ １ 线 ， 中到发线 ７ （ 台 ０ 其 条 含正线兼 到发线 ２ ）基 本 条 ， 站台宽 １ ２ｍ。 隧道穿越 区域土层 自上而下分别为 ： 杂填土 ， 黏土 ， ①１ ③ ③２
２ ０ １０ 年 ５ 月
第 ３ 卷 第 １ 期 ６ ４
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ Ｈｎ ． Ｅ 兀 瓜 Ｅ
Ｖｌ． ６Ｎｏ １ ０ ３ １ ．４ Ｍａ ． ２ ０ ｙ ０１
文０ —８５ ２ １ ）４０ ９ —２
地铁隧道下穿既有建筑物施工方案
目录一、编制依据及原则 01、编制说明 02、编制依据 (1)3、编制原则 (1)二、工程概述 (2)1、工程概况 (2)2、工程地质及水文地质 (3)3、暗挖隧道施工方法介绍 (3)三、下穿既有建筑情况 (6)四、下穿既有建筑处理办法及措施 (6)1、区间隧道下穿既有建筑注意事项 (6)2、区间隧道下穿既有建筑处理措施 (7)3、地表沉降设计控制标准 (8)五、下穿既有建筑物施工工艺 (8)1、超前地质预报 (8)2、超前小导管 (10)3、超前大管棚 (12)4、洞内全断面和半断面深孔注浆 (14)六、应急预案 (15)1、应急领导机构 (15)2、应急处理措施 (15)3、应急预案注意事项 (17)GZH-7标下穿既有建筑物安全施工专项技术方案一、编制依据及原则1、编制说明莞惠城际轨道交通GZH—7标区间暗挖隧道上方有较多既有建筑物，为保证在隧道施工过程中对既有建筑物实施有效保护措施，特制定本施工方案.2、编制依据1）《客运专线铁路隧道工程施工指南》（TZ204—2008)；2）《客运专线铁路隧道工程施工质量验收标准》（铁建设[2005]160号);3)《地下防水工程施工质量验收规范》(GB50208—2002)；4）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）；5）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086—2001）；6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；7）《铁路混凝土施工技术指南》(TZ210-2005）；8）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18—2003);9)《工程测量规范》（GB50026—2007）；10）莞惠城际轨道GZH—7标施工设计图；11）《爆破安全规程》（GB6722-2003）；12）《地铁设计规范》(GB50157-2003）；13)《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204—2008)。
3、编制原则1) 全面响应合同文件的原则认真阅读领会合同文件、施工设计技术规定、设计图纸、地质勘查报告,明确工程范围、技术特点、节点工期、安全、质量等要求，全面响应合同文件。
盾构施工下穿既有建筑物沉降变形分析与控制
盾构施工下穿既有建筑物沉降变形分析与控制摘要：盾构施工法在实际应用中优点众多，现如今逐渐成为城市地下隧道修建的首选工法。
但盾构法施工不可避免地会对周围土层产生扰动，改变原地层的状态，引起一定的地层位移和地表沉陷，危及邻近建筑物的安全，对周围的环境造成一定损害。
因此，盾构施工能产生多大的沉降或隆起，会不会影响相邻建筑物的安全，是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。
要在地铁工程施工前对工程可能引起的地面沉降问题有所估计，首先需要了解盾构穿越建筑物的主要施工安全风险及施工引起地地面沉降的一般规律和机理，进而提出相应的控制措施，达到事先防控的目的。
一般情况下，在盾构隧道施工前采用地面地基加固的方法对邻近重要建筑物基础或管线进行地基预加固处理是盾构隧道施工过程中常用和可靠的措施。
但在建筑物群间距小、密集度大，没有地面加固所需空间的情况下，只能从设计和施工本身来解决地层损失，减少对地层的扰动，达到最终控制地面沉降，保护建筑物的目的。
为研究盾构下穿既有建筑物引起的地表和上部建筑物的沉降变形规律，本文依托某地铁隧道盾构下穿街道项目，采取全过程分阶段风险控制措施，并建立三维数值模型，分析沉降规律，将模拟结果与实测结果进行比较，验证数值模拟的可靠性，以便为类似隧道盾构下穿既有建筑物项目的施工提供参考。
关键词：盾构施工；下穿；既有建筑物；沉降变形；控制措施引言地铁盾构施工不可避免会穿越城市建筑物下部结构或其邻近区域，下穿施工扰动了原有土层，使施工近接区的地层、地表及建筑物产生一定的沉降变形，影响既有建筑物的使用寿命，危及人们的生命安全，对城市地铁隧道工程建设产生负面影响，因此，在盾构施工中，近接建筑物防护技术的系统化和完善愈来愈重要。
1盾构施工区既有建筑物的防护为控制盾构下穿施工对施工区域既有建筑物结构沉降的影响，应对该区的既有结构物进行防护。
1.1 调查、评估施工前，应调查近接施工区建筑物的产权单位、建设年代、结构形式、结构层数（包括地上和地下）、基础形式、基础埋深等。
盾构隧道下穿既有城市铁路施工技术
盾构隧道下穿既有城市铁路施工技术作者：姜兴涛来源：《城市建设理论研究》2012年第30期【摘要】随着经济的发展，特别是改革开放的不断深入，我国城市的地铁交通建设取得了土突飞猛进的的发展，城市地铁交通在城市的交通中占据着重要的地位。
同时，伴随着我国城镇化水平不断提高，我国城市的发展速度也在不断的加快，因此对于城市交通的要求就提出了更高的要求，再加上近年来，我国城市地铁交通的施工技术的进步，各个城市更是快速的进行城市地铁建设。
但是我国的城市地铁建设大多要穿越很多的路面、建筑、桥梁和其他的一些地下管道等建筑物，同时，又由于地铁建设或者是城市地下工程建设的特点与城市的地下水文方面的不确定性影响，使得城市的地铁等地下工程建设不可避免的会出现其他类似工程建设的风险和问题。
为了使城市地铁建设减少对现有城市建筑物、构筑物的干扰，保护城市现有建筑物的安全和不被影响，降低城市地铁建设的风险是十分紧迫的问题。
本文主要研究盾构隧道下穿既有城市铁路施工技术，以其对该领域有所发展。
【关键字】盾构隧道，下穿，城市铁路，施工技术，探讨中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：一．前言城市地铁建设中，盾构隧道下穿的地铁施工技术是一项新兴的技术，是随着近年来我国城市地铁建设的增多，以及地铁建设对于城市已有建筑物或者是构筑物的的影响因素而逐渐发展起来的。
该项技术的产生适应了我国城市地铁建设发展的需要，对城市更加科学的建设地铁线路提供了技术支撑。
我们知道在城市地铁建设中，难度是很大的，需要考虑的因素有很多，怎样使城市地铁建设不至于影响到现有建筑物和构筑物的安全，是我们城市铁路建设所需要解决的一大问题。
现在，盾构隧道下穿的地铁施工技术已经在我国城市地铁建设中广泛运用，且日益发挥着重要作用。
本文主要是通过一个具体的城市地铁建设工程，来具体讲解盾构隧道下穿的地铁施工技术，通过这个案例，我们就可以了解盾构隧道下穿的地铁施工技术的各个要领，为在以后的城市地铁施工建设中提供宝贵的经验。
盾构隧道近距离下穿既有运营隧道的施工技术
铁
道
建
筑
工 表 明 ， 拼装管 片 的过 程 中 ， 构 机有 微 量 的后 退 ， 在 盾 前仓 土压力 变小 。据 统 计 ， 拼装 管片 前 后 的 土压 力 变 化值 可达 ０ １ＭＰ 。因此 ， ． ａ 在穿越 施 工拼 装 时 ， 土压 力
少 ， 注浆性 差 。但 考 虑到本 区段地 质变 化大 ， 可 建构 筑
的 自稳 性 、 工工 艺 、 道 埋 深 、 面荷 载 等 一 系列 制 施 隧 地
２ 工 程 地 质 描 述
下穿段 地层 自地 表 而 下 ， 至 盾 构 区 间顶 板 分 别 直
约 因素 ， 何 避 免 较 大 的扰 动 ， 为 需 优 先 考 虑 的 问 如 成
题。
２ 下 穿段 为典 型 的上 软 下硬 地 层 ， 进过 程 中容 ） 掘 易 出现堵 仓 、 刀 盘 、 糊 刀具 异 常 损 坏 等诸 多 问题 ， 成 造 施工 无法 正常 进行 。 ３ 拼装 管 片时 ， ） 前仓 的土 压力 产 生 波 动 。实 际施
物保 护要求 高 ， 合盾 构施工 特点 ， 结 采取 钢花管 注浆 加 固地 层 ， 支护盾 构上 方土体 ， 并 以达到盾 构进洞 要求 。
在隧道 内采 用地 质 钻 机进 行 钻 孔后 ， 带 泄 浆 孔 将 的钢 花管 下入地 层 ， 闭孑 口， 取 静 压 注浆 措 施 ， 封 Ｌ 采 使 水 泥浆液 在压力 条件 下 ， 均匀 地渗入地 层 ， 而 提高 较 从
地基 承载 力 ， 低 地 层 的渗 透 能 力 ， 证 盾 构 进 洞 安 降 保 全 。该方 法在 裂 隙发育 地 层 条件 下 ， 注浆 可 取得 加 固
粉质黏 土呈 硬塑 状 ， 土 呈 密 实状 。各 地 层 具体 力 学 粉
盾构机穿越建、构筑物施工方法浅析
（ 接 第 １ １页 ） 上 ８
物 化劳 动和 活劳 动 的消耗 ， 接或 间接地 影 响成本 的增大 整 、 直 准确 、 实 ， 真 符合 要 求。对 施工 单位 送 审的竣 工 资料一 或减 少 ， 过来 讲 ， 入 的 多少 也直 接 或 间接 影 响 产 品 的 定 要严格 把 关 ， 反 投 为项 目资料 的全部移 交做 好基础 工作 。 质 量、 工期 、 安全 等管理 内容。 也可 以这样 说 ， 工项 目管 施 ② 竣工图的内容应尽量做到全面、 准确 ， 对于一些修 理 的一切 活动 实际 是成 本活动。 改 的内容 ， 要注 明修 改依据 ， 并加盖 图纸修 改章 ， 时把施 及 成 本管理 的核 心是 合约管理 下 的预 决 算管理 。 算是 工 中设计 变更补充 上去。 预 项 目管理 的命脉 ， 是搞 好 项 目核 算 的基 础 ， 保 证企 业 收 是 ⑧ 积极 同业 主档 案人 员联 系 ， 弄清 业主 具体 有什 么要 入及 控 制支 出 的依 据 ， 它对加 强和促 进 施工 单位 的各 项管 求 。 ． 理 有着 重要 意义 ， 我们 要从 以下 几个 方面着 手 ： ④ 熟悉 工程档 案 的进 馆 要求及 有关规 定。
墙 北部 为含 两层 地 下室 的钢 筋砼框 架 结构 ， 基础 采 用静压
深 约 ３７ 地 下 室 底 板 下双 排 静压 桩 ， 长 １ ＿ｍ， 构 ．ｍ， 桩 ４４ 盾
盾构隧道下穿既有铁路路基的加固措施
盾构隧道下穿既有铁路路基的加固措施摘要：以洛阳市城市轨道交通 2 号线刘富村出入线区间近距离下穿洛宜、焦柳铁路为工程背景，综合考虑工程的经济性、安全性以及工期，提出相应的铁路钢轨、路基和接触网立柱加固保护方案；采用现场监测证实了该方案的优势及可行性，解决了既有铁路钢轨、路基以及接触网变形控制的施工难题。
关键词：地铁施工；盾构隧道下穿；铁路路基；加固措施一、前言近年来，我国城市配套的轨道交通重大工程开始了大规模建设，地铁、高铁、公路线路纵横交错，这就极易出现一些新建设地铁隧道近距离下穿既有建筑物问题，尤其当盾构隧道与铁路基础间距较近时，不仅对铁路轨道结构的安全性、平整性等提出了严标准，也对施工队伍的技术水平提出了高要求。
目前，国内针对盾构隧道下穿公路、铁路施工的研究方法主要有理论分析、数值计算及现场测试。
本文依托洛阳市轨道交通 2 号线刘富村出入线区间盾构隧道，近距离穿越铁路填方路基及接触网，经由专家、设计、供电段、业主、施工单位等多方共同商讨，结合现场施工条件，提出对既有铁路填方路基及接触网的加固措施，大大缩短了工程的成本及工期。
通过对该工程施工实践的分析，以期为类似近距离下穿既有路基工程项目提供借鉴。
二、工程概况洛阳市城市轨道交通 2 号线刘富村出入线区间采用盾构法施工，盾构管片外径 6.20 m，隧道下穿洛宜、焦柳铁路路基，下穿段长约 68.00m。
区间与铁路的夹角约36°～49°。
下穿段坡度为 3.1 ‰，左右线间距为 12.50～13.20 m。
其中，焦柳铁路为双线电气化铁路线，主要为客、货两运铁路（客车每天 52 列，货车每天 123 列），区间右线主要从接触网立柱#125处下穿，区间中线距#125接触网立柱最小水平距离为0.89m，左线从接触网立柱#126处下穿，区间中线距#126 接触网线杆最小水平距离为 1.13m；接触网立柱地下埋深3.50m，地上高12.00m，电压27.5 kV，盾构隧道结构距接触网立柱最小竖向距离为 8.48m。
盾构隧道穿越既有建筑物施工技术
盾构隧道穿越既有建筑物施工技术摘要:近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,研究和制订相应的施工技术和应对措施十分必要。
针对盾构隧道穿越下沉式广场、下穿既有下立交以及下穿高架桥墩工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的施工技术措施。
关键词:地铁隧道盾构穿越施工技术1 工程概况五角场站~江湾体育场站区间上行线起于SK27+ 775.181,止于SK27 + 334.143,在里程SK27 +500.200处设泵站一座;下行线起于XK27+333.876,止于XK27+756.179,在里程XK27+504.900处设泵站一座。
隧道最大覆土厚度约为14.44 m,纵坡成“V”字形,最大纵坡为28.08‰。
1.1 地理位置及地质情况区间隧道位于淞沪路五角场中心、四平路、淞沪路下,掘进时土层主要为②3-2灰色砂质粉土、④灰色淤泥质黏土、⑤1-1灰色黏土、局部⑤1-2灰色粉质黏土,隧道的中心高程在-9.302~-13.907 m。
1.2 周边环境区间隧道将穿越五角场,该区域重要建筑物众多。
隧道沿线东侧有百联又一城,区间距离地基水平距离仅6.4 m;西侧有中环线和万达广场,尤其距离中环线桥墩钻孔灌注桩仅1.7 m左右,上部是五角场下沉式广场。
该区间下行线还将穿越淞沪路—黄兴路下立交桥抗拔桩区域,桩离盾构边缘的最近距离仅60 cm。
据设计说明以及物探报告说明,盾构通过区域内存在2根锚杆桩。
2 穿越既有建筑物施工技术2.1 穿越下沉式广场施工技术区间隧道上部是五角场下沉式广场,盾构施工过程中,上行线将贯穿下沉式广场约90 m,下行线与下沉式广场相切约55 m。
五角场下沉式广场为L形重力式挡墙结构,中间地坪高程为0.2 m,区间隧道距下沉式广场挡墙墙趾最小距离约为8.1 m。
重力式挡墙施工时围护为Φ650 mm水泥土搅拌桩,近挡墙1.1 m范围内深18 m,桩底高程-13.73 m,外侧3.15 m范围内深10.5 m,桩底高程-6.23 m。
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盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术文章摘要：盾构隧道穿越既有建筑物施工应对技术摘要：随着近几年地下工程建设的不断发展,盾构施工技术已越来越成熟,特别是在城市轨道交通建设中更显示出其优越性。
但是,对于盾构施工过程中穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的施工还缺少相应的工程实例,经验相对也较少。
近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,因此研究和制定相应的施工技术和应对措施十分必要。
文章针对盾构施工穿越城市内河、下穿既有隧道以及湖底施工、下穿古城墙等工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的应对技术措施。
1 引言随着国民经济的发展和城镇化建设的加速,国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。
在轨道交通建设中,盾构工法由于其优越性在国内的应用越来越多。
为了使轨道交通尽快形成网络达到预期的规模效应,轨道交通的建设也在加速。
随着初期单条线的建成,后续线路建设的难度会越来越大。
同时,伴随城市规划建设,特别是通常伴随地铁建设的沿线开发的增多,工程建设所面临的是越来越复杂的周边环境,穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。
工程施工时既需要对既有建(构)筑物进行保护,又要确保工程本身的安全性和进展顺利,因此对不同的情况采用相应的应对技术十分必要。
本文以南京地铁施工中已成功完成的盾构施工穿越障碍物的几个实例为基础,研究分析相应的应对技术。
2 下穿既有河流2.1 工程实例金川河宽10.4m,河堤深4m,水深1.3m,为污水河。
盾构隧道与该河近正交下穿通过,盾构机与河床底净间距6.2m。
该段地质情况自上而下分别是:②-1d3-4粉细砂(3.5m)、②-2c2-3粉土(约6.0m)、②-2b4淤泥质粉质粘土(约3m)、③-2-1b2粉质粘土(4m)、③-3-1(a+b)1-2粉质粘土(约 4.7m)。
隧道主要在②-2c2-3粉土、②-2b4淤泥质粉质粘土(上部)和③-2-1b2粉质粘土(下部)地层中穿过(图1)。
该工程盾构机于2002年5月9日~2002年5月10日和2002年12月28日~2002年12月29日分别在下行线和上行线顺利通过金川河,沉降监测结果良好,没有采用应急预案。
但是在下行线掘进过程中,由于刚拆除负环,掘进过程中泡沫剂添加量较大,从玄武湖河床底冒出气泡,在减少泡沫添加剂和刀盘内气体压力后该现象消失。
2.2 主要风险该段覆土主要为透水性好的粉细砂层和具有流塑特性的淤泥质粉质粘土,施工中可能引起涌砂、突水现象,严重时可能引起“冒顶”事故;另一方面,由于该段覆土较薄,地下水丰富,盾构通过的地层上软下硬,施工中易引起盾构机抬头。
2.3 应对技术(1)盾构推进通过时合理组织施工,争取连续、快速地通过金川河。
(2)严格碴土管理,做好理论碴土量与实际碴土量的记录,保证出碴量与掘进速度的一致,避免“冒顶”突发事故的发生。
(3)严格控制盾构机操作,调整好盾构千斤顶的压力差,避免盾构机上飘。
(4)在土仓中和刀盘前注入泡沫或膨润土,改善碴土性能,防止涌砂、突水现象发生。
(5)作好盾尾、铰接油缸的密封,防止地层泥水和壁后注浆液进入盾壳内。
2.4应急预案当发生“冒顶”事故时,为保证盾构施工安全,需采取如下措施:(1)停止盾构机的掘进施工,做好螺旋输送机、铰接油缸和盾尾密封处的防水。
(2)利用盾构机配备的洞内超前注浆设备对隧道通过段周边地段进行加固,以保证加固后的土体质量满足盾构安全通过的要求。
(3)在进行加固施工的同时对发生事故地段进行土方回填,以增加覆土厚度,从而防止盾构掘进时上漂。
由于金川河河床底至盾构隧道顶的距离基本上为一倍洞径,根据计算及设计情况,施工过程中没有在其上部采取加载的方式。
3 下穿既有隧道3.1 工程实例南京地铁1号线与玄武湖公路隧道在新模范马路与中央路的丁字路口立体交叉。
先期建成的玄武湖隧道在该段采用明挖顺做法施工,围护结构为SMW桩,主体结构在与地铁隧道相交段为钢筋混凝土框架结构,主体结构底板为900mm厚钢筋混凝土, 垫层为200mm厚素混凝土。
地铁盾构隧道与玄武湖隧道基本上正交(两条线路的交角为94°24′54″),两条隧道间的相互关系如图2、图3、图4所示。
玄武湖隧道底下覆土依次为:②-2b4淤泥质粉质粘土(约4.4m)、③-2-1b2粉质粘土(3.5~4.0m)、③-3-1(a+b)1-2粉质粘土(约4.0~4.5m)。
地铁盾构隧道主要从淤泥质粉质粘土(上部) 和粉质粘土(下部)穿过。
盾构机下、上行线分别于2002年5月14日~5月19日和2002年12月20日~12月24日顺利通过玄武湖隧道,最终玄武湖隧道的最大沉降为1.7mm,保证了施工期间两条隧道的安全。
3.2 风险分析盾构隧道与玄武湖隧道间的最小净距为1.0m,玄武湖隧道对盾构隧道的影响长度近28m,这种情况在国内盾构施工中还是首次;其次,玄武湖隧道施工结束时间与地铁隧道穿越时间相隔不到一个月,玄武湖隧道还未进入稳定期;施工过程中可能对玄武湖隧道造成破坏,带来运营隐患,甚至可能引起结构安全问题。
3.3 应对技术(1)将玄武湖隧道抗拔桩的间距调大,并避开盾构隧道;另外,为了保证玄武湖隧道的抗浮要求及盾构隧道的受力要求,将抗拔桩在盾构隧道方向加密。
(2)由于盾构施工不可避免地会引起地面的沉降,为了保证玄武湖隧道的安全,将该段的底板加厚100mm。
(3)玄武湖隧道底的地质条件为流塑性的淤泥质粉质粘土和粉质粘土,盾构隧道上半部为淤泥质粉质粘土,下半部为粉质粘土,为了减少地层损失,将通过段盾构隧道进行全断面加固处理。
(4)盾构机通过玄武湖隧道前将玄武湖隧道回填至地面标高。
(5)为了盾构机通过时玄武湖隧道不造成太大的沉降与隆起,盾构土压设定略大于盾构正面土压。
在玄武湖隧道底埋设土压力盒(图5),在盾构掘进时对压力盒进行实时监测,用以指导盾构掘进控制。
(6)玄武湖隧道的抗拔桩与主体结构形成门架式结构;在盾构机通过玄武湖隧道时掘进速度不宜太快,一般控制在30~40mm/min,使盾构机平稳地穿过玄武湖隧道。
(7)因为盾构隧道断面经过加固处理后,土体强度明显加大,掘进时加大泡沫剂的使用量,以改良碴土的性能和减少刀具的磨损。
(8)严格控制盾构机操作,避免盾构机抬头。
(9)加强盾构机及其配套设备的维护和保养,尽量避免非正常停机,力求做到连续安全地通过玄武湖隧道。
(10)掘进时采用同步注浆方式,及时填充管片与开挖面的间隙,通过对注浆量和注浆压力“双控”控制注浆效果,以减少地层损失,从而降低地表沉降,避免玄武湖隧道开裂。
(11)盾构机通过后根据量测数据对地层进行二次补强注浆,补强注浆压力(出口压力)控制在0.03~0.05MPa。
(12)施工过程中加强监控量测和信息反馈,当盾构通过后对玄武湖隧道进行跟踪测量,直到玄武湖隧道的沉降稳定为止。
4 穿越废弃桩基群4.1 工程实例该桩基群是南京市公交总公司在1986年拟建的十四层调度大楼时所施作的桩基基础,由于当时管理以及模范马路拓宽规划等原因,在施作部分桩基后就被终止。
盾构隧道与该桩基群相交位置如图6、图7所示。
总计有7根桩,该桩直径为80cm,仅在上部配有钢筋,但有约1m左右的钢筋长度在盾构掘进轮廓以内。
2002年5月19日~2002年5月21日,盾构机掘进通过该段。
掘进总体进展较顺利,其中出现两次螺旋输送机卡死现象,第一次较为严重,脱困用了40min。
碴土中混凝土碎块明显,其中较大块混凝土有4块,最大的碎块约为490mm×380mm×30mm(长×宽×高)。
另外,从螺旋输送机中输出了两截被拧断的钢管状杂物及少量扭曲短钢筋(Ф2mm)。
4.2 风险分析由于施工中采用的是Ф6400mm的土压平衡盾构机,刀具除中心扩挖刀外全部为刮刀。
施工中如果处理不当可能会引起盾构机掘进无法继续,需采用其它处理办法。
4.3 应对技术实际上通过该废弃桩基群是被动的过程,但在通过该废弃桩基群过程中,没有蛮干,最终基本顺利通过,也最大程度上保护了盾构机。
采用的应对措施:(1)首先在思想上高度重视、认真对待,从保护盾构机的角度出发制定施工措施,在掘进过程中通过观察、倾听、仪表数据显示等方式判断盾构机所处的状态及切削障碍物的情况。
(2)盾构机遇到障碍物后掘进速度放慢,尽量以较低速度转动刀盘。
(3)在刀盘扭矩较大时,尽可能多地加入泡沫剂,但添加时要减少泡沫掺入量,即注入量较大,其中水含量较多,泡沫相对正常掘进时加入的比例要小。
(4)出现刀盘被卡住的情况时,通过正反转的方式慢慢解决;刀盘正、反转的启动过程中转动调速按钮的速度应慢,使刀盘尽量“软启动”;正、反转的过程中应有耐心,不得急燥。
(5)在判断障碍物切削完成后,不能转动螺旋输送机以防止螺旋输送机卡住,而是在停止推进的情况下转动刀盘,以使切削下来的障碍物在刀盘土仓内被“搅拌臂”破碎。
(6)如果螺旋输送机被卡住,由于螺旋输送机的转动及脱困能力有限,可通过直接在螺旋输送机中添加泡沫剂的方式进行润滑,通过正、反转的方式脱困,原则是尽量采用反转的方式将障碍物转回刀盘土仓内,必要时也可采用螺旋输送机伸缩的方式。
(7)如果刀盘转动困难,正反转时间很长仍无法脱困,可以将推进油缸松掉一半再进行正、反试转;如果松掉推进油缸一半仍无法解决,可以将管片底部用方木条垫好后,将推进油缸全部松掉后再反复正、反转,这时由于盾构机没有推进力且有后退的空间,刀盘是可以转起来的。
总结的应对技术在上海轨道交通2号线西延伸工程Ⅱ标施工过程中发挥了作用,在该工程中这台盾构机下穿江南春农贸公司废弃桩基群,成功地通过了117根的桩群(桩的断面尺寸为20cm×20cm,钢筋为Ф22mm,侵入隧道轮廓范围最长为3.3m)。
5 下穿古城墙5.1 工程实例古城墙为重点保护文物,城墙高7.8m,宽36~38m,在该段隧道埋深16m左右(不包括城墙高),古城墙基础为木排桩。
该段覆土自上而下为:①-2b2-3素填土、②-1b2-3粉质粘土、②-1c2-3粉土、②-1d3-4粉砂夹细砂、②-2d2-3粉砂夹细砂、②-3d2-3粉细砂,盾构隧道从②-2d2-3粉砂夹细砂、②-3d2-3粉细砂层中通过。
如图8、图9所示。
盾构隧道上、下行线分别于2003年1月和3月顺利通过古城墙段。
此段最大沉降为6.7mm,对城墙未造成裂缝或其它破坏。
5.2 应对技术(1)在施工中分段计算隧道开挖处的土体压力,把古城墙看作作用在地面上的条形荷载。
在进入古城墙影响范围时(盾构机到达前15m)逐渐加大土仓压力,出古城墙影响范围时,逐渐降低土仓压力;避免由于盾构推力的不均衡而引起大的地表隆起和沉降。
(2)掘进时要稳、缓,尽量减少刀盘切削木桩基时对墙体的扰动。