土压平衡盾构下穿建筑物技术措施

摘要：在土压平衡盾构穿越建（构）筑物时，设置合理的操作参数和采取安全的措施对控制建（构）筑物沉降有非常重要的意义。本文结合现场穿越多层建筑物的施工参数设定和措施以供参考，希望对类似工程有所借鉴。

关键词：土压平衡盾构 建筑物措施

中图分类号：TD229 文献标识码：A 文章编号：

1、基本概况

北京地铁六号线南锣鼓巷站-东四站区间全长1658.694m。左右线隧道叠落状向东走向，左线在上右线在下。平面上隧道向东出发后接半径300m曲线折向南，沿北河沿大街南行，再接半径300m曲线折向东，与东四西大街顺行至东四站西端盾构接收井。左线在K11+300~ K11+350里程段下穿5层、4层框架结构居民楼，埋深12.5m左右，主要穿越圆砾-卵石⑤层和粉质粘土⑥层，上层覆土为④粉细砂层。地质水文情况为隧道穿越层间潜水。

图1下穿5层、4层居民楼平面图

图2下穿5层、4层居民楼剖面关系图

2、施工方法

盾构施工采用的盾构机为华隧通公司生产的Φ6.15m的加泥式土压平衡盾构机。盾构管片环外径6m，内径5.4m，壁厚0.3m，环宽1.2m，混凝土强度等级C50，抗渗等级P10，管片壁后空隙采用同步注浆进行充填。该施工功法可以最大程度的减少对周围土体的扰动，保证施工影响范围内的构筑物及管线的安全。

3.保护措施

1.1盾构掘进的施工措施

1.1.1合理确定土仓压力，保证开挖面的稳定

根据地质条件和地下水状态，确定本地段土仓压力值为80～100kp，通过调整推进速度和螺旋输送机的转速，使土仓压力与开挖面水土压力相应以保证工作面的稳定。为减小刀盘对地层的扰动，以1.42r/min的刀盘转速和60～70mm/min的千斤顶速度平稳快速通过。

1.1.2优化渣良，改善渣土性能

为保证土仓土体具有良好的流塑性和止水性，减小刀盘扭矩和对土层的扰动，掘进过程中采取在土仓内注入膨润土、泡沫等措施。泡沫采取多点注入，泡沫原液比例为3％，膨胀率为10～15，注入率为25％，每环注入量为4～6m3。膨润土浆液采取多点注入尤其是胸板以保证土体搅拌均匀，每环注入量为4～6m3。

1.1.3保证同步注浆质量，防止盾尾漏水

盾尾空隙是盾构施工中引起地层变形的主要因素，盾构施工中严格执行“掘进与注浆同步、不注浆不掘进”的原则。提高砂浆的稠度和控制初凝时间在8小时，配比为水泥：粉煤灰：膨润土：砂：水=150:500:140:200:560。加强设备管理，确保同步油脂的质量注浆不间断进行，只开启上部注浆管，保证注浆量充足，单环注浆在3.5～4m3 ，注浆压力0.2～0.3mp。同时保证盾尾，根据盾尾情况调整油脂注入量，在掘进停止后采取手动单点注入盾尾油脂一循环等措施，防止盾尾漏水。

1.1.4及时二次注浆，控制地层沉降

二次注浆能有效的填充由于同步注浆不足及地层的扰动产生的盾尾建筑间隙，控制地层的沉降。二次注浆在距离盾尾第8环进行，通过上部三个注浆孔注入，先注两侧再注上端，掘进一环注入一环。浆液为双液浆，水玻璃浓度35～40Be度，水泥浆水灰比为1:1，初凝时间控制在2min，注浆终压为0.5bar，每环总注浆量不能超1.5m3，注浆结束后用止浆塞堵紧注浆孔防止漏浆。

1.1.5防止管片变形

管片连接螺栓紧固不足管片出现椭变，盾尾空隙的实际量增大，管片从盾尾脱出后外压不均等使衬砌变形，从而增大地层的下沉。管片拼装后严格执行三次的二次螺栓紧固以防止管片变形。

1.1.6推进过程中减少对周围土体的扰动

为了减少推进中盾构机与周围土体之间的摩擦，尽量不扰动周围土体，要严格控制盾尾间隙和盾构机姿态，尽量减少盾构纠偏。如必须进行纠偏，要本着缓纠的原则严禁急纠急转，防止蛇形的发生。本段隧道在5‰下坡r=300的圆曲线上，防止盾构机栽头，上下铰接度为0.26，左右铰接度为0.64。

1.2加强施工监测控制和信息反馈

在盾构穿越建筑物过程中专人对相关管线进行每天的巡检并做好记录,做好沉降监测点对建筑物进行全方位、全天候的监测，测量频率为每天六次，并及时对监测数据进行分析，分析引起沉降的主要原因，并跟进分析结果及时信息反馈到施工掘进，及时调整施工参数，如土仓压力、注浆量、注浆压力、掘进速度等。

4.应急措施

1.1事先与建筑物的业主、管理单位建立有效的联系，能及时迅速采取控制措施。

1.2一旦出现险情，马上撤离疏散居民，设置警示牌，禁止人员进入。积极和管理单位、监理单位等有关单位商讨对策，及时处理。

1.3出现异常及时调整掘进参数，并采取措施让险情在可控之内，使盾构机继续掘进。

1.4事先对应急方案进行研究，提前做好方案上的准备。

5.结束语

通过采取上述措施，盾构机顺利下穿5层、4层居民楼，建筑物最大沉降量控制在2mm之内满足要求，也验证了各项施工参数和措施的正确性，为以后类似的施工积累了经验已与参考。

参阅文献（资料）：

1、南东工区组段划分报告

2、郭大焕。盾构施工技术。北京：人民交通出版社，2010年

3、南东工区左线始发、正常掘进、到达安全专项方案

闫昭如

单位：中国农业大学 烟台研究院 理工学院