盾构穿越钟楼的预加固及盾构施工措施.doc

编号0907540地铁线路穿越钟楼的预加固及盾构施工措施Pre-reinforcement and shield-construction measures in metro line passing through the Bell Tower of Xian吴亮、颜治国、刘文静北京住总市政工程有限责任公司盾构分公司，北京100029摘 要：本文为西安地铁二号线TJSG-13标段永宁门钟楼盾构区间穿越国家级文物钟楼的实例分析，介绍了施工前采取的加固保护措施，以及施工过程中采取的控制措施，并对施工效果进行了评价分析。关键词：钟楼；隔离桩；盾构；效果评价1、 工程概况钟楼为全国重点文物保护单位。明洪武十七年(1384年)创建。后经清代乾隆五年(1740年)重修。钟楼是一座重檐三滴水四角攒尖木结构的建筑，基座为方形，边长35.5m，高8.6m，用青砖白灰砌筑而成。基座之上为木质结构的楼体，楼分二层，占地面积35.5m35.5m，基座高度8.6m， 总高36m。钟楼为木结构楼层，基座为夯土平台、外包砌体结构。地铁线路左、右线分别由钟楼东西两侧通过，右线线路中心离钟楼基座最小为16.25m，左线线路中心离钟楼基座最小为16.9m。此处隧道拱顶埋深为12.82m，隧道拱顶地层为新黄土。由于钟楼属于国家级的重要保护文物，而且年代久远至今已有600多年的历史，抗变形能力较差，无论是由于施工时造成的影响还是后期运营过程中的影响都将是不可忽视的。因此防止施工过程中造成对古建筑的损坏是重中之重，施工中确保古建筑的安全也是我们首要的任务。根据国家文物局和文物保护司的要求，盾构通过后钟楼台座最大沉降控制值5mm，钟楼倾斜控制0.5。2、 水文地质与水文地质情况（1）工程地质钟楼地基下土层结构自上而下为：1-1杂填土：影响深度为15m；1-2素填土：影响深度为15m；3-1新黄土：影响深度为0.51.5m；3-1-1饱和软黄土：影响深度为22.5m；3-1新黄土：影响深度为0.51.5m；3-2古土壤：影响深度为2.53m；4-1老黄土：影响深度为56m；4-7中砂：影响深度为0.5m；4-4粉质粘土：影响深度为56m。其中本标段盾构隧道位于3-2古土壤和4-1老黄土层内。（2）水文地质根据地质勘察报告及设计图纸，钟楼地下水位埋深12.713m，属潜水层，水位标高为398.00m左右。3、 盾构穿越施工前的预加固措施3、1预加固方案为增强建筑物的自身抗干扰能力，主要以隔断基座与隧道之间的土体联系为主要思路，利用隔离桩隔断地层沉降槽，减小沉降槽对钟楼地基的影响。在盾构通过前在钟楼基座外围8m左右设一圈旋挖桩隔断地层进行加固。如图3-1、图3-2所示：图3-1 钟楼保护横剖面图图3-2钟楼加固桩平面布置图3、2施工工艺流程图如下图所示图3-3 旋挖桩施工工艺流程图3、3施工过程中的参数控制1）隔离桩施工参数控制指标：桩位偏差不应大于50mm；桩身垂直度偏差不应大于5；桩底沉渣厚度不大于50mm；主筋间距偏差不大于10mm；箍筋间距偏差不大于20mm；钢筋保护层偏差不大于20mm；钢筋笼直径偏差不大于10mm。2）桩底压浆注浆参数待加固桩混凝土强度达到设计强度的75%时，利用压浆机向二次注浆管内注浆，浆液配比：水泥：水玻璃=1：1，注浆压力控制在0.25Mpa0.5Mpa，注浆量不得少于1m3，并以控制注浆量为准。注浆完成后，用泵送剂清洗注浆管，并根据现场监测数据决定是否再次进行桩底压浆工作。3）桩顶冠梁施工参数控制按设计绑扎钢筋，主筋应与桩顶锚固焊接，桩钢筋伸入冠梁35d，并不小于500mm，保证锚固长度以保证结构的整体性。冠梁模板采用木模板，后背管采用48钢管连接，依靠定型支撑器固定，内支撑木使用5050mm的方木，架设时注意确保木模板的牢固、可靠。混凝土浇筑一次浇筑长度不小于30m，分层浇筑至设计标高，采用滚浆法向前浇筑。成活后，采用洒水养护不少于7天。4、 盾构掘进中的控制措施为保证盾构顺利通过国家级文物钟楼，确保钟楼及行人的安全，在盾构掘进通过钟楼地段采取了一系列措施：1）严格控制土压力：根据钟楼段地层隧道埋深及地下水位情况，土压控制在0.12MPa0.15MPa之间。2）控制掘进速度控制在3040mm/min，保持平稳推进，均衡生产。3）加强同步注浆：以注浆量和注浆压力双控制，注浆量达到3m3以上，注浆压力控制在0.15MPa。4）二（多）次补浆：补浆位置为拖后810环位置，补浆压力以0.20.3MPa为准，浆液采用双液浆，盾构旁穿钟楼期间，二（多）次补浆须连续进行。5）控制盾构和管片姿态：盾构掘进过程中，操作手须注意控制盾构姿态，确保盾尾间隙及盾构机俯仰角，防止盾尾间隙过大或过小，造成盾尾漏浆或管片错台过大。6）加强监测：盾构下穿期间，监测人员须加强监测频率，由1次/天增加到24次/天，必要时进行实时监测。钟楼沉降控制标准：钟楼基础沉降不超过-5mm，倾斜梯度不超过0.05。为了确保钟楼的安全与稳定，我们把钟楼基础沉降值达到-2mm时设为预警值；沉降达到-3mm设为报警值；沉降达到-4mm设为警戒值。7）加强地表巡逻：盾构穿越期间，须设专人对钟楼及钟楼盘道进行24小时巡逻、观察，发现异常情况时，及时上报，启动相关应急预案。5、 施工效果评价分析永宁门站钟楼站左线盾构于2009年3月13日2009年3月21日顺利通过钟楼，目前钟楼基座最大沉降为-1.4mm,倾斜0.2。右线盾构于2009年6月20日2009年6月27日顺利通过钟楼。钟楼基座最大累计沉降量为-0.21mm，倾斜0.1。所有指标都控制在国家文物局和文物保护司的允许范围内。本文由于在盾构穿越前对钟楼四周采取了隔离桩、桩顶联系冠梁及桩底压浆处理等措施，增强