埋暗挖区间侧穿古建筑物施工控制技术

【摘要】由于轨道交通多建设在城市的核心区，在建设过程中不可避免地侧穿或旁穿重要的建构物，甚至是国家重点保护建筑物。论文将论证侧穿北京市重要文物保护单位———金帆音乐厅的施工方法，采用无收缩WSS工法深孔注浆、地面隔离桩、导洞先行施工和沉降监测技术，控制了金帆音乐厅的变形沉降，对类似工程项目有一定的参考价值。

【关键词】侧穿金帆音乐厅；沉降控制；技术措施

【中图分类号】U455.4【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2016）03-0134-03

1工程概况

中国美术馆站站后折返线区间隧道左线大断面在ZDK21+855～ZDK21+901范围内旁穿金帆音乐厅及附属三层居民楼。该建筑建于1922年，地上3层、地下1层，主体为砖木结构、条形基础，基础埋深约4.2m，房屋自身存在较为严重的老化和耐久性损伤。该建筑距离左线矿山区间最近水平距离1.4m，为一级风险源工程。该建筑隶属于北京市宗教局，为重要保护单位，要求沉降控制指标小于10mm，沉降变形过大，房屋容易倾斜，甚至倾覆。

2施工方案

本区间左线大断面侧穿金帆音乐厅段用双侧壁导坑法施工，地层为：中细砂层、粗砂卵石层。土质黏结性较差，易失稳。施工中极易造成金帆音乐厅的沉降变形，采用以下控制措施：

1）开挖时距离穿越金帆音乐厅前15m暂停施工，沿音乐厅纵向进行地表注浆，以侧向加强音乐厅的地基基础。

2）沿金帆音乐厅纵向打设双排复合锚杆桩，以抵抗区间开挖过程中，金帆音乐厅垂直变形。

3）开挖前，对金帆音乐厅进行测点布控，采取初始值。

4）开挖前，对双侧壁导洞①③⑤洞进行拱部深孔注浆，注浆方式采用无收缩WSS工法。

3施工技术

3.1地表动态注浆

3.1.1技术要求

复合锚杆桩施工前，在建筑物与大断面间采用袖阀管对地表下5m、注浆宽度1.5m范围内的土体进行注浆加固，防止塌孔对既有建构筑物造成影响，加固后的地基具有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度不应小于0.8MPa，渗透系数≤1.0×10-6cm/s。

3.1.2注浆加固

采用每节长333mm、内径56mm、外径68mm的硬质塑料管，梅花形布置，间距0.5m，注浆材料采用普通硅酸盐水泥，注浆压力控制在0.2～0.5MPa。3.2复合锚杆桩暗挖区间穿越金帆音乐厅前，打设复合锚杆桩对该区域房屋进行隔离保护。复合锚杆桩采用双排布置，孔距φ0.5m，排距0.5m，梅花型布置。孔径φ150mm,孔内安装锚杆3根φ20mm螺纹钢。复合锚杆桩钻孔安装3根注浆管，实施压密注浆，注浆材料采用普硅525#水泥，第1次注浆采用常压注浆，注浆压力0.2～0.5MPa；第2次注浆采用中高压注浆，注浆压力0.5～1.0MPa，在第1次注浆完成后10～15h进行；第3次注浆压力1.0～1.5MPa，在第2次注浆完成后5～10h进行。水泥浆水灰比均为1∶1。加固后的地基具有良好的均匀性和自立性，其无侧限抗压强度为1.0～1.2MPa，渗透系数≤1.0×10-6cm/s。加固施工完后，对加固体进行抽芯检测，以确保注浆效果。

3.3无收缩WSS工法深孔注浆

3.3.1深孔注浆范围及强度要求

施工时对大断面拱顶120°范围土体进行深孔注浆加固，加固范围为区间开挖轮廓外2m，内0.5m，注浆后土体无侧限抗压强度不低于0.8MPa,渗透系数不大于1×10-6cm/s。

3.3.2无收缩WSS深孔注浆加固地层

1)注浆孔的布设

注浆孔布设间距为0.5m(见图1)，孔长10m，外插角为9～32°，具体根据现场情况确定，孔的末端浆液扩散间距控制在1m的范围内，单孔浆液扩散半径为0.8m。

2)注浆材料选择

注浆材料采用无收缩WSS工法AB、AC液注浆施工。该注浆液硬化时间长、强度高，渗透性良好，特别是对微细砂层的渗透性优易，浆液不流失、固结后不收缩。

3)注浆效果检测

采用钻孔取样及开挖检查的方法实施质量检测。通过检查，土体无侧限抗压强度估计在0.85MPa，符合设计要求。

3.4导洞先行法断面开挖

3.4.1施工步序

按照导洞先行法施工开挖，先依次对3、1导洞深孔注浆。深孔注浆完成后，实施导洞开挖支护。导洞开挖过程中，各导洞开挖步距为开挖导洞的1～1.5倍洞径长度。待3、1、2、4导洞开挖支护穿越金帆音乐厅后，对5导洞实施深孔注浆，依次开挖6号导洞。

3.4.2实施技术措施

1)为减少开挖时地面沉降，在施工中除应严格遵照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八字方针。

2)隧道格栅钢架的间距0.5m,拱顶150°范围内双排φ32mm超前小导管，内排每榀打设，L＝1.8m，角度10~15°，环向间距0.3m；外排隔榀打设，L＝3m，角度30~35°，环向间距0.3m与内排交错布设小导管进行超前注浆预加固，浆液采用水泥单液或水泥－水玻璃双液浆，注浆压力0.2~0.5MPa。

3）对拱脚的处理，每榀格栅钢架拱（墙）脚节点处各设1根锁脚锚管。小导管φ32mm×3.25mm普通水煤气管,L=3m,小导管水平夹角控制在30~45°并注浆,注浆要求及参数同拱顶超前小导管要求。

4）隧道断面开挖，上半拱格栅架设后的同时，应在拱脚及时打设锁脚锚杆，有效的控制开挖初期沉降。可采用在拱脚下做临时基础或垫设木板支撑的措施，减小顶拱沉降。

3.4.3径向注浆

5号导洞在1、2、3、4号导洞穿越金帆音乐厅后进行实施开挖。开挖前从1、3号导洞侧向上对预开挖5号导洞拱顶、拱脚注浆加固；右线区间标准断面开挖完成后，由标准区间径向打设注浆小导管加固标注区间及矿山大断面区间的夹层土体，采用φ32mm×3.25mm注浆小导管长度L=3.0m。

4监控量测

4.1监测主要内容

条形基础局部倾斜、建筑物最大沉降量（位于建筑物西侧）、本建筑物附近地表最大沉降量及房屋裂缝监测。

4.2测点埋设方法

1）沉降测点：测点布置在金帆音乐厅四角及其附近地面等部位。测点埋深通过在结构上钻孔，然后将预埋件放入，孔与测点四周空隙用水泥砂浆填实。建筑倾斜通过基础附近的差异沉降推算。

2）倾斜测点：将测斜仪通过螺栓、安装连接杆固定在金帆音乐厅的砖墙条形基础上。

4.3测量方法

1）金帆音乐厅沉降测点量测方法采用精密水准仪进行量测。首先将基点和附近水准点联测取得初始高程。观测时各项限差要严格控制，每测点读数高差不得超过0.3mm。观测时应对测点进行连续多次观测，其中，高程之差数值应小于0.5mm，取平均值作为初始值。沉降值计算：施工前，由基点通过水准测量测出沉降观测点的初始高程H0，在施工过程中测出Hn－H0即为沉降值。

2）地表沉降方法：采用精密水准仪测量。首次观测应对测点进行连续3次观测，每次高程之差应小于±1.0mm，取平均值作为初始值。

3）倾斜监测方法：通过连续2次测量数据值的对比计算出倾斜率变化量。4.4监测曲线

5结语

通过实施监测数据分析计算，对金帆音乐厅砖砌条形基础侧向地面注浆、实施复合锚杆桩隔离措施，再对双侧壁1、3、5号导洞施做无收缩WSS深孔注浆工艺，最后开挖采用导洞先行、径向注浆等技术措施，金帆音乐厅及其附属建筑物总沉降量6.5mm，确保了沉降量控制在10mm范围的要求。

参考文献

【1】杨晓东.锚固与注浆技术手册[K]第二版).(北京：中国电力出版社，2009.

作者：李中华 单位：(中铁十六局集团地铁工程有限公司