软土地区盾构侧穿建筑物沉降分析.pdf

[摘要]以某软土地区盾构区间工程为背景，研究分析了软弱土层盾构侧穿建筑物主要施工参数，总结了穿越期间沉降控制辅助施工措施。结果表明：盾构穿越建筑物期间土仓压力应考虑建筑物引起的附加应力的影响，适当增加土仓压力以保证开挖面稳定。通过建筑物沉降监测数据分析，穿越期间建筑物安全稳定，其沉降主要发生在盾尾脱出48以后，应结合沉降发生的时间规律采取一定的沉降控制措施以减小建筑物累计沉降量。[关键词]隧道工程；盾构；沉降；控制

内容摘抄：

1工程概况
某软土地区盾构区间隧道管片外径6.2m,内径5.5m,环宽1.2m,采用外径6410mm土压平衡盾构机掘进，管片采用错缝拼装技术。线路最大纵坡为19%o,最小纵坡11%0，最小曲线半径300m,区间隧道覆土厚度为16~22m。该区间土层以粉质黏土、粉土、粉砂层等为主，土层物理力学参数如表1所示。右线在48~57环时侧穿建筑物，隧道轴线与建筑物夹角为17°。该建筑物建于20世纪90年代，为4层砖混结构办公楼，建筑平面为矩形，长29.37m,
宽13.12m,层高3.0m。楼盖大部采用预制钢筋混凝土圆孔板，局部采用混凝土现浇板。平面及剖面关系如图1,2所示。
2盾构推进参数选择
盾构下穿建筑物施工时，推进参数的选择很重要。影响地层稳定的参数主要包括土仓压力、推进速度和出土量、同步注浆等参数。合理确定推进参数是保证盾构下穿建筑物安全的重要措施。
2.1土仓压力
盾构掘进过程中，合理确定土仓压力是控制地层移动的关键。土仓压力的设定应考虑土层渗透性、重度、埋深等参数，下穿建筑物时尚应考虑其楼体自重产生的附加应力影响。根据经验，实际推进过程中应使土仓压力稍高于理论计算值，一般取静止土压的1.2~1.3倍。掘进过程中，取土仓压力为0.25~0.27MPa,并根据建筑物监测情况及时调整。
2.2推进速度和出土量
研究表明，土压平衡盾构真正的平衡状态是出土率的平衡，即盾构刀盘切削的天然状态土量等于盾构排出的土量。若推进速度和出土量不协调，开挖面土体会出现失稳现象，土仓压力也难以稳定，对建筑物沉降控制不利。根据试验段推进情沉及以往工程成功经验，确定穿越建筑物时推进速度控制在25~30mm/min,出土量控制在40m3/环以内。

3沉降控制辅助措施
盾构推进过程中，控制好推进参数的同时应采取一些辅助施工措施，以控制建筑物沉降，主要包括径向注浆、二次注浆等措施。
为防止盾构穿越建筑物时在盾体上方出现地表下沉，应在盾构机盾体中径向注浆孔处加入膨润土，以起到填充刀盘与盾体间空隙及减少盾体与土体间摩擦力的作用。注入点位为2,14点位置。膨润土注入量为1m/环，可根据地面监测情况适当进行调整。
盾构通过后，为减小建筑物的后期沉降，在隧道内进行二次注浆，采用双液浆，注浆压力控制在0.6MPa内，注浆量随注浆压力进行控制，持续注入。考虑到对盾尾的影响，以及注浆影响范围，二次注浆位置选取在盾尾后5环以后的位置。

4沉降监测分析
4.1测点布设及监测频率
本工程左线隧道轴线距建筑物23.4m,对建筑物影响较小，可不考虑，故只需研究右线施工的影响。沿建筑物周边外墙上布设沉降观测点，共设置了11个沉降测点，如图1所示。右线隧道从建筑物角部穿过，加上建筑物年代久远、基础埋深较浅、结构类型简单，施工时应重点监测建筑物不均匀沉降，以防止房屋出现开裂等影响安全的情况发生。
在刀盘进入建筑物影响范围前取得稳定的初始值，在刀盘距建筑物30m时开始监测，其中穿越期间按4/次的频率进行，建筑物沉降基本稳定后按12h/次进行。
4.2信息化施工
穿越期间必须做到信息化施工，监测人员对测量到的数据及时分析整理后提供给盾构技术人员，技术负责人根据监测数据确定调整掘进参数，并根据预案采取相应的沉降控制措施，确保建筑物安全。

4.3数据分析
通过对监测数据的整理，得到盾构穿越期间建筑物沉降变化情况。选取代表性的测点，分析研究盾构施工过程中建筑物沉降变化过程。

（略）

投稿会员：巧克力布丁