成都富水砂卵石地层盾构施工通过构筑物地面沉降控制措施探讨

摘要：本文通过成都地铁4号线盾构施工中的两个实例，探讨了成都地区地下水位高、卵石含量丰富的特殊地质情况下，盾构通过构筑物的技术和管理控制措施；盾构施工过程中，通过精心组织、严格把控，最终盾构施工安全顺利的通过了上述构筑物，取得了良好的经济和社会效益。

关键词：地面沉降；监理管控

中图分类号：P642文献标识码： A

一、工程概述

成都地铁4号线一期工程土建监理2标负责5站5区间2个施工标的监理任务。

二、监理措施

项目监理工作开展以来，监理部认真贯彻公司“强化控制，有利协调，精心监理，确保质量”的监理工作方针，积极开展项目监理工作。针对成都地铁富水砂卵石地层盾构施工特殊性及地面沉降控制难的特点，监理部提出了“认识到位、监控及时、反应迅速”的12字现场工作方针，从盾构施工各环节对地面沉降控制采取了相关的措施。

1、监理准备工作

1）盾构始发前，监理部组织全体监理人员进行安全、技术交底。

2）督促施工单位做好沿线地质补勘及建（构）筑物、管线调查及安全鉴定工作并制定有针对性的保护方案。

3）监理全过程参与重大危险源调查、辨识、方案评审等工作。

2、地面沉降监理措施

1）盾构始发、到达前督促施工单位对端头进行加固，加固范围为始发端长度8m，接受端长度6m，加固的深度要达隧道底以下2m，加固的宽度要比隧道开挖线各宽3m，也就是要保证加固体能将盾构机主体和至少1环管片全都包起来。在盾构机始发或到达时，对最前或最后6环管片及时进行二次反复补注浆，堵住端墙与管片之间可能出现的涌水通道。对进出洞加固范围内不同深度土体采用钻芯取样检测的方式加以验证，监理人员对施工单位钻芯取样过程进行见证，确保取样工作的真实性。

2）盾构机掘进中的超挖、姿态不良、土仓压力波动、喷涌流土、密封渗漏、注浆不足等，都会导致隧道上方的土体过量沉降和失水，引起地面过大的沉陷而损坏建（构）筑物。

3）盾构在成都富水砂卵石地层中掘进，严格控制出渣量是控制地面沉降的关键。监理工程师将出渣量控制作为地面沉降管控的重要手段之一，出渣量采用双控（即体积-重量控制）。实行监理工程师跟班作业制度，要求监理深入到隧道内施工现场、到操作室进行记录，规定每班要亲自抽查1到2环出渣量，并与龙门吊称重记录进行对比。

4）加强沉降预警监理管控措施，成都地铁有两家单位进行监测（业主聘请的第三方监测单位和施工单位聘请的专业监测单位），确保了资料的真实性。在盾构机掘进过程中，尤其是在盾构穿建（构）筑物过程中，要求24小时不间断监测，随时掌握沉降和变形信息。当量测数据有异常增大的趋势或者沉降时态曲线长时间没有收敛趋势时，监理工程师及时上报监理部和业主，必要时由总监理工程师下达停工令并启动应急措施；同时要求施工单位落实专人24小时不断的对地面、建构筑物和管线进行巡视检查，以确保每步施工均在可控范围内，并根据对监测和检查的结果的分析，更好地指导后续施工。

5）施工单位对出渣量大造成的地面沉降基本上还能引起足够重视，但对出渣量正常，沉降数据单次报警的情况容易忽视。

6）坚持监理部总监定期、不定期巡查制度，特别是节假日的巡查，不但要检查监理人员和施工单位主要管理人员到岗履职情况，还要检点部位和关键环节的措施落实情况。

三、盾构穿越建（构）筑物实例

1、盾构穿越DN1600自来水

苏～清区间10#盾构里程YDK23+168.9处，DN1600自来水管接头。在距离该处接头60m时监理召开内部监理会议，对盾构穿越该接头处监理工作提出具体要求：

①督促施工单位提前进行地表注浆加固，共打孔47孔。

②密切关注该里程前后监测点的监测数据变化，盾构掘至此处加大了监测频率，每日进行至少4次监测。

③过自来水管时值班监理进行旁站，要求项目部设备、工程部负责人跟班作业。

④盾构掘至该处若停机必须第一时间上报监理部和业主。

效果验证：

盾构刀盘于2013年3月3日02:26分通过该处接头里程，截止3月8日刀盘里程YDK23+237.9时，累计沉降-27.68mm，地面沉降趋于稳定，自来水管安全。

2、盾构穿越清江之春、三环路跨线桥

西~苏盾构区间8#盾构YDK21+990~YDK22+123里程经过清江之春居民小区，楼房高24层，框架剪力墙结构，筏板基础及独立基础。YDK22+227~YDK22+500为IT大道三环路跨线桥，区间隧道与之并行外侧穿桩基，距离隧道最小距离约2.8米，该段隧道埋深15.5米~15.7米，跨线桥桩桩长20米，1.5米桩径。若盾构经过时掘进控制不当，易造成建（构）筑物基础沉降，房屋开裂、倾斜等后果。为确保掘进安全，监理对施工单位掘进此段里程提出了具体要求：

①对该小区内所有建筑物进行房屋调查，由具备专业资质的单位出具房屋鉴定报告。

②按照审批通过的预加固施工方案，提前进行注浆预加固（清江之春加固孔位设在房屋和隧道之间，纵向共5排，清江之春共计610个预加固注浆孔；跨线桥桩基础加固孔位设在桩基与隧道之间，沿桩基外放3排，每排8个孔，每个桩基共有24个加固孔，共有15组桥墩，共计640个加固孔）。

③严格控制掘进出渣量，根据出渣量情况对同步注浆、二次注浆动态调整。

④监理工程师每日对房屋基础、桥墩柱进行不定期巡查，及时发现沉降隐患。

⑤监理工程师对监测日报进行审阅，发现预、报警情况时，召集施工单位相关人员开会，制定、落实整改措施。

效果验证：

经过一系列的洞内、地面控制措施，8#盾构机于3月15日顺利通过清江之春高层，沉降控制良好，据统计最大单次沉降-0.80mm，房屋累计最大沉降J5-4沉降-3.33mm。目前三环跨线桥墩最大累计沉降点为J7-6沉降-2.49mm。

四、几点建议及反思

1）在制度方面建立、健全盾构区间监理的工作职责和工作内容。

2）盾构下井、盾构始发、掘进、到达等各环节监理应该做哪些工作，还要进一步研究和细化。

3）要求施工单位加强和重视前期补勘工作，特别针对有老旧雨污水管地段，周边有过施工降水地段，要引起高度重视，可加密勘察孔，做深孔探测、人工挖沟槽探测等方法进行。

4）建议施工单位把龙门吊称重数据传输到视频监控室内，便于值班工程师和监理能够实时进行记录和对比。

5）成都富水砂卵石地层对盾构刀具磨损比较严重，所以在掘进一定距离后，需要停机开仓检查更换刀具，以便盾构能安全顺利掘进。要求施工单位严格按照方案规定的预定地点进行开仓检查换刀，目前存在未按计划进行开仓检查换刀导致后期掘进困难情况。

6）盾构监理人员素质有待进一步提高。

五、结语

综上所述，成都地区富水砂卵石地层盾构施工只要“认识到位、监控及时、反应迅速”。地面沉降是可以控制的，塌陷是可以预防的。

参考文献：

[1]竺维彬，鞠世健.盾构施工监理指南，2007

[2]杨书江，孙 谋，洪开荣.富水砂卵石地层盾构施工技术，2004

[3]成都地铁4号线一期土建工程监理2标投标文件，2012

[4]富水砂卵石地层地铁区间隧道盾构法施工管理规程（试行），2012

作者简介：李波(1982- ),男，山东梁山人，身份证号：370832198207031934，石家庄铁道学院土木工程系毕业，就职于成都地铁4号线一期工程土建监理2标，从事盾构监理工作。