盾构机施工周边地表沉降控制

1、发表人： 徐泽 二00三年十月三十日 选 题 理 由 加强盾构推进过程管理，控制地表沉降和隆起 根据以上原因，项目部经研究决定成立地面沉降控制小组，并确定课题为“盾构推进地表沉降控制”黄兴绿地延吉中路区间隧道覆土浅，其中穿越走马塘河河床最小处覆土仅3.3m，且盾构通过的为不利的-3b土层区间地下管线密集，分布较复杂，在04.5m范围内。有电力、煤气、通信、上下水管等。管道距隧道顶部最近仅0.5m。盾构穿越一些居民区，房屋多为27层砖砼结构，均为条形基础，对地面隆沉变化较敏感。选题理由统计人： 徐 泽 统计时间：2003-8-20土体累计沉降量XX1XX14土体累计沉降量-70-60-50-40

2、-30-20-100102030XX1XX2XX3XX4XX5XX6XX7XX8XX9XX10XX11XX12XX13XX14沉降观测点累计沉降量累计沉降量警戒值设计覆土浅，开挖面的管理幅度小 通过对盾构施工不利的-3b土层隧道顶部有动荷载注浆量不足注浆压力设置不当环境因素注浆管理没有充分利用不同注浆管道来调节姿态注浆时间控制不好地表沉降图表1 经小组成员认真开会讨论，找出影响地表沉降的原因如（图表1、2）设备功能老化，数据显示有偏差 设计自动控制能力较差出土量较大盾构姿态控制不好机械设备机械操作管片拼装质量较差地表沉降图表2推进速度较快施工管理土舱压力设定与实际压力有偏差施工间歇时间较长 通

3、过原因分析，我们找出了影响沉降的以下因素，为了寻找主要因素，小组成员对所有的因素进行了逐一论证，见表3、41覆土较浅设计因受周围环境限制致使隧道顶部覆土较浅，但可加强施工过程控制来保证。非主要因素2通过土层不利针对地质条件问题，可以采取一些措施对土体进行改良。非主要因素3隧道顶部有动荷载主要隧道上方为人行道和机动、非机动车道，但同类工程经验表明对沉降影响不大。非主要因素4注浆量不足对通过土层的特性不了解，没有类似土体的施工经验，注浆量偏少。主要因素5注浆管没有充分利用可以利用6根不同位置注浆管对管片的偏差和漏水情况进行控制。非主要因素6注浆时间控制不准确注浆与推进同步进行，如果推进速度过快，会

4、导致注浆不均匀，主要要控制推进速度。非主要因素7注浆压力设置不当注浆压力过大可能会扰动周围土体，致使土体重新固结而下沉，但因固结而造成的沉降不大。非主要因素序号论证项目论证内容论证结果8设备功能老化显示不准设备功能虽老化，但在加强人工测量的基础上也可以较好控制。非主要因素9自动控制能力较差因购置时间较早，PLC技术能力不足，但通过盾构司机的增加劳动，可以完全控制。非主要因素10土舱压力设定偏差土压力计算值和推进中土舱的实际压力存在偏差，但可以根据施工经验值随时进行修正。非主要因素11施工间歇时间较长可通过加强施工过程管理来控制施工间歇时间。 非主要因素12推进速度快速度过快会扰动土体并影响注浆

5、的均匀性和稳定性。主要因素13出土量较大出土量过大可通过控制螺旋机转速进行调整，对地表沉降影响不大。非主要因素14盾构姿态控制不好姿态不好会扰动周围土体，增加管片拼装难度会出现漏浆、漏水而使地表沉陷。主要因素15管片拼装质量较差出现漏浆、漏水而使地表沉陷，但可通过控制盾构姿态和加强作业人员素质加以确保 。非主要因素序号论证项目论证内容论证结果 地表沉降地表沉降注浆量不足推进速度过快盾构姿态控制不好序号主要因素改进对策实 施 方 法目 标负责人完成日期1注浆量不足增加每环注浆量 增加每环注浆量 把注浆量由原来的平均2.4m3/环增加到2.6m3/环。胡广辉魏百术2001.8.82推进速度快合理控

6、制推进速度要求盾构司机降低盾构总油压，降低推进速度。推进速度控制在3cm/min .魏百术罗人宾2001.7.153盾构姿态控制不好保证良好的盾构姿态。加强盾构姿态测量，推进中要勤纠偏，一次纠偏要少量。减少土体扰动和管片碎裂。沈宁罗人宾2001.7.15XX1-XX14和XX15-XX19土体沉降量对比-70-60-50-40-30-20-1001020XX1XX2XX3XX4XX5XX6XX7XX8XX9XX10XX11XX12XX13XX14XX15XX16XX17XX18XX19沉降监测点地表沉降量（mm)沉降量警戒值010203040506070沉降量改进前最大沉降量改进后最大沉降量改

7、进前平均沉降量改进后平均沉降量改进前后情况改进前后情况两段地表沉降对比分析两段地表沉降对比分析沉降量注浆量还是不足注浆管理浆液的性能存在问题地表沉降原因施工管理土舱压力设定与实际压力有偏差千斤顶油缸漏油回缩机械设备 通过原因分析，我们找出了影响沉降的以下因素，为了寻找主要因素，小组成员对各种因素进行了逐一论证，见下表1千斤顶油缸漏油回缩千斤顶油缸漏油回缩引起土舱内压力损失，造成土舱土压下降，开挖面失稳沉降。主要因素2注浆量还是不足虽然注入量已达2.6m3,但施工中地表沉降仍然很严重，而注浆量又是影响沉降最直接、最重要的因素，因此，数量仍要增加。主要因素3浆液的性能存在问题 。主要因素4土舱压力

8、设定与实际压力有偏差可以根据盾构推进前10m的沉隆来设置土舱压力值，实际上由于土体表面均为硬化路面，变化不明显，对压力设定参考价值不大。非主要因素序号论证项目论证内容论证结果地表沉降地表沉降注浆量仍然不足浆液的性能存在问题千斤顶油缸漏油回缩序号主要因素改进对策实 施 方 法目 标负责人完成日期1注浆量仍然不足增加每环注浆量 增加每环注浆量 把注浆量由原来的平均2.6m3/环增加到2.8m3/环。胡广辉魏百术2001.8.82千斤顶油缸漏油回缩进行闭胸推进施工停机中根据土压情况，进行闭胸推进，维持土舱内的土压力。维持土舱正面土压力魏百术罗人宾2001.7.153浆液的性能存在问题增加浆液稠度 。

9、控制浆液稠度在910.5之间。沈宁罗人宾2001.7.15注浆量仍然不足n虽然每环注浆量已达2.6m3,但施工中地表沉降还是很严重，而注浆量又是影响沉降最直接、最重要的因素，因此认为，改进后每环2.6m3仍然偏少，经施工中反复实验分析，应将注浆量提高至2.8m3/环较合适。千斤顶油缸漏油回缩因设备购置时间较长，部分构件已老化，施工中一旦因管片供应或设备的其他部位故障造成停机后，千斤顶油缸会漏油回缩。千斤顶油缸漏油回缩后引起土舱内压力损失，造成土舱内土压下降，开挖面失稳而沉降。解决这种情况方法是：施工停机后，根据土舱内压力情况，不定时进行闭胸推进（即不出土推进），以维持土舱内的土压力，保持开挖面

10、平衡。浆液性能不好n浆液性质应满足以下要求：n1、不发生材料离析；2、不丧失流动性；n3、注浆后体积减少；4、强度大于土体；n5、防水效果好； 6、良好的可泵性。n另外不同土体对浆液的要求往往都有细微的差别，并且，这个差别对控制地表沉降都很重要。目前使用的浆液是在明珠二期施工中在淤泥质粘土施工研制的，对粉质砂土并不完全适用，必须进行改良。n换细砂为中砂并增加膨润土用量，以降低浆液稠度，减少注浆后的体积收缩和增加强度，保证建筑空隙充填的稳定性和饱和性。黄兴绿地延吉中路区间隧道下行线地表沉降监测记录-70-60-50-40-30-20-10010XX1XX3XX5XX7XX9XX11XX13XX15XX17XX19XX21XX23XX25XX27XX29XX31XX33XX35XX37XX39XX41XX43XX45XX47XX49XX51XX53XX55XX57XX59XX61沉降监测点累计沉降量累计沉降量警戒值010203040506070沉降量改进前最大沉降量改进后最大沉降量改进前平均沉降量改进后平均沉降量改进前后情况改进前后情况两段地表沉降对比分析两段地表沉降对比分析沉降量n黄兴绿地站延吉中路站区间下行线隧道，是我集团公司采用盾构法施工的第一条隧道。地表沉降、轴线偏差、渗漏水等方面的质量控制均能满足验收规范的要求，工程质量优良。得到了监理、业主、上海市质检