盾构穿越建构筑物施工的新技术.docVIP

盾构穿越建构筑物施工的新技术 【摘?? 要】城市轨道交通的快速发展，使得盾构法隧道施工所处的环境条件日益严峻，建、构筑物与施工隧道的位置关系越来越近，要求对于控制盾构施工影响的要求也愈加严格。该文描述上海地区盾构上穿地铁线、侧穿保护建筑物和切削穿越地下障碍物的施工案例，简要阐述了盾构施工中运用的新技术。 【关键词】桥梁；盾构；穿越；浅覆土；隔离桩；爆破；新技术；上海 ? ????? 前言 ????? 我国城市交通基础设施建设和地下空间开发和利用，使得盾构法施工水平得到了大幅度的提高。上海在盾构法技术的应用及发展方面走在前列，特别是近年间盾构法隧道得到了飞速发展，仅2008年，实现盾构推进里程达139km，使用盾构机台数达100台，进出洞达360次。同时，盾构法隧道施工环境条件日益严峻，建、构筑物与施工隧道的位置关系越来越近，盾构穿越建、构筑物施工时对于控制盾构施工影响的要求也愈加严格。众多的施工隧道与建、构筑物特殊工况成为盾构穿越施工所面临的问题，其中比较具有代表意义的是盾构浅覆土穿越、盾构近距离穿越，以及盾构直接切削穿越。本文也将结合工程实际案例，对上述三类工况时的盾构穿越施工技术进行介绍。 1、盾构浅覆土施工技术 1.1 隧道浅覆土工况 ????? 上海轨道交通9号线徐家汇站-肇嘉浜路站区间工程中，施工盾构顶覆土最小厚度仅4.2m的超浅覆土工况条件。施工隧道所处土层为1灰色淤泥质粉质粘土和灰色淤泥质粘土层。工程选用Ф6340mm国产863土压平衡盾构机。在超浅覆土推进段，位于衡山路下方有运营中的地铁1号线徐家汇站-衡山路站区间隧道和Ф900mm雨水管；天平路下有Ф1600mm雨水管和Ф1200mm上水管；天平路西侧为2～3层居民房；居民房西侧为国妇婴医院。如图1、图2所示。 1.2 技术措施 1.2.1 浅覆土处上部管线处理措施 ????? 针对管线与隧道间距过小的情况，在盾构穿越前，对各类管线采取针对性的临泵临排、地面临排管和封闭的措施，降低可能造成的管线事故风险。待盾构穿越、管线沉降稳定后，再对所有管线进行全面检查，必要时进行维修后再恢复使用。 1.2.2 隧道抗浮措施 ????? 盾构在超浅覆土条件下从地铁1号线隧道上部穿越时，由于1号线隧道上部土体卸载，将引起1号线隧道上浮。为此，在盾构穿越之前采取了以下抗浮措施。 ????? （1）路面压重：在盾构穿越1号线隧道投影区域采取钢板和铁块堆载措施。钢板厚为10cm，铁块压重厚度约40cm。 ????? （2）1号线隧道内压重：采用钢轨进行压重，钢轨放置在道床上，隧道断面内可放置10根钢轨，压重量为600kg/m。 ????? （3）施工隧道内压重：在施工隧道内采用铁块进行压重。堆载区域为轨枕以下的空间，堆载铁块量约为4t/环。铁块在管片第一节车架前3环开始堆载，与盾构推进同步进行堆载作业。 1.2.3 盾构推进分阶段控制区域划分 ????? 根据盾构穿越特点，将穿越施工区域划分为三个施工控制阶段，即试验段、穿越段和穿越后控制段。盾构进入穿越段之前的40环范围定为试验段，从进入1号线隧道边线前10环到脱离1号线边线10环为穿越段。穿越段之后20环为穿越后控制段。通过区段划分，细化盾构推进与周边环境的关系，便于盾构推进施工的控制，特别是参数的细微调整。 1.2.4 盾构推进技术 ????? 在推进时，需要对压力设定、推进速度、注浆参数、出土量等进行综合优化和控制，使地层损失降到最低。 ????? 正面平衡压力设定：盾构在掘进施工中正面平衡压力的设定值根据公式计算并结合地面监测成果进行修正。实际施工期间盾构切口平衡压力设定值为0.08MPa。 ????? 推进速度：在穿越过程中，盾构推进速度控制在8～10mm/min，尽量保持推进速度稳定，尽量减小压力的波动幅度。 ????? 同步注浆：依据试验段摸索的同步注浆施工数据，同步注浆量为建筑空隙的210％，即每环3.5m3。少数情况根据监测数据做了适量调整。泵送出口处的压力控制在0.2MPa左右。 ????? 二次注浆：盾构在穿越段施工期间，在盾构尾部8环处进行二次注浆，浆液为双液浆。二次注浆时注浆孔位与上部邻接块交替，每孔0.5m3。注浆量和注浆频率根据地面及隧道沉降监测数据的情况，及时进行调整。 1.2.5 监测技术及成果 ????? 1号线隧道监测及成果：地铁1号线隧道内采用电子水平尺自动化监测设备对隧道沉降进行24h自动化监测。监测范围以两隧道穿越相交位置为中心，沿地铁1号线路纵向布设长70m的电子水平尺监测线。根据监测数据显示，盾构穿越前后1号线隧道最大隆起量约为2.3mm，如图3所示。 ????? 民房监测及成果：对房屋沉降采用连通管和全站仪两种自动化监测设备进行24h自动化监测。通过人工监测对房屋周围地面沉降监测及