盾构隧道穿越既有建筑物施工技术

文章编号:盾构隧道穿越既有建筑物施工技术摘要近年来,我国城市轨道交通建设发展迅速,但是面临着越来越复杂的周边环境和施工条件,研究和制定相应的施工技术和应对措施十分必要。本文针对盾构隧道穿越下沉式广场、下穿既有下立交以及下穿高架桥墩工程实例进行分析研究,提出了针对类似情况的施工技术措施。关键词地铁隧道；盾构；穿越；施工技术中图分类号:文献标识码:ConstructionTechnologyforMetroShieldTunnelTraversingUnderExistingStructuresAbstract:Nowthatthespeedofurbanrailtransitconstructiondevelopmentbecomesmorefast,theenvironmentoftheconstructionbecomesmorecomplicated.Shieldtunnelingtoundercrosssubmergedsquare,submergedoverpassandpieroffly-overcrossingshouldbestudiedwithcorrespondingtechnologyandmeasuresadopted.Thepaperpresentstheconstructiontechnologyfortheabove-mentionedsituations.Keywords:metrotunnel;shield;undercrossing;constructiontechnology1引言随着经济的快速发展和城市化建设的加速,国内城市轨道交通建设发展也越来越迅速。在轨道交通建设中,盾构工法由于其优越性应用越来越多。为了使轨道交通尽快形成网络达到预期的规模效应,轨道交通的建设也在加速。随着初期单条线的建成,后续线路建设的难度会越来越大。同时,伴随城市规划建设,特别是通常伴随地铁建设的沿线开发的增多,工程建设所面临的是越来越复杂的周边环境,穿越障碍物或近距离通过既有建(构)筑物的情况也越来越多。工程施工时既需要对既有建(构)筑物进行保护,又要确保工程本身的安全性和进展顺利,因此对不同的情况采用相应的应对技术十分必要。本文以上海轨道交通10号线2标五角场站～江湾体育场站区间隧道施工中的盾构隧道穿越障碍物为例,研究分析相应的施工技术。2工程概况钻五角场站～江岸湾体育场站区状间上行线起坚于字SK27+7妹75.18咐1船止钱于娱SK27+3腐34.14牢3悉，在里长程侵SK27+5集00.20希0粗处设泵站一座但；下行线起动于除XK27+3条33.87饶6俘止匹于项XK27+7蹄56.17可9估，在里珠程爽XK27+5庆04.90舅0控处设泵站一座类。隧道最大覆讯土厚度约为唇14.44m俯，纵坡济成加“吊V裁”穿字形，最大纵技坡脉为希28.0驰8丸‰凝。比2.1絮板地理位置及地诉质情况蛇区间隧道位于治淞沪路五角场棵中心、四平路乱、淞沪路下，祥掘进时土层主肉要壳在暂②听3-诱2铲灰色砂质粉土济，靠④扎灰色淤泥质粘旷土轿，僵⑤钞1-钻1搅灰色粘土，局尚部喇⑤携1-犬2坟灰色粉质粘土邻，隧道的中心爽标高亿在医-9.30趋2气～叠-13.90列7m饥。毙2.2堵舟周边环境氏区间隧道将穿者越上海的城市恨中心之一五角丈场，该区域重骨要建筑物众多夕。隧道沿线东瓜侧有江百失联又一城，区挡间距离地基下旷结构很近，熟水平恩距离祝仅厦6.4挥m迹；西侧有中环秒线和万达广场尽，尤其距离中哨环线桥墩钻孔贞灌注桩仅巾1.7m哭左右，上部是淋五角场下沉式枝广场。该区间寺下行线还将穿谜越淞沪路～黄很兴路下立桥抗像拔桩区域，桩享离盾构边缘的捆最近距离仅英60cm俊。据设计说明枪以及物探报告赞说明，盾构通锹过区域内存忆在蝴2于根锚杆桩。摇3赠舍穿越既有建筑切物射施工技术颗3祝.1废偿穿越下沉式广滩场核区间脉隧道叙上部是五角场添下沉式广场，炮盾构施工过程惰中，上行线将础贯穿下沉式广誓场约润9鸡0妈米退左右，下行线属与下沉式广场证相切约段5像5候米关左右。五角场膏下沉式广场珠为雕L租型重力式挡墙弓结构，中间地份坪标高为朋0.2m留，区间隧道距级下沉式广场挡反墙墙趾最小距认离约为吗8.1m去。重力式挡墙祖施工时围护案为迹Ф筝65载0疤水泥土搅拌桩镇，近挡墙辛1.1m红范围内深若18m衰，桩底淹标高波-13.73辆m忍，外侧再3.15m叹范围内深恒10.5m庸，桩底艰标高列-6.23m铁。本区间隧道挎与较深搅拌桩脉相闸交长度为帅4m艺，与较浅搅拌辆桩距稍3.3m片。丧同时下行线隧匆道还穿越下沉狂式广搭场悟2协#庙、恨3需#促出入口，穿越矮时与出入口结种构底净距约为继7.3m序。出入口采用甘搅拌桩围护，双与区间隧道相董交鞭。骑图奔1皮区间隧道与下娱沉式广场挡土音墙龙相对位置皱示意图胡施工应对吓技术重：奖（升1洗）精心施工：厦在盾构穿越过驱程中必须严格悠控制切口土压诸力，同时严格抹控制与切口土末压力有关的施奏工参数，如推暖进速度、总推炕力、出土量等终，尽量减少土素压力的波动；馋严格控制盾构告纠偏量，在确养保盾构正面沉境降控制良好的宰情况下，使盾胳构均衡、匀速欧施工，以减少波盾构施工对土工体的扰动和地违层损失，控制枕下沉式广场及圣出入口通道变督形量硬为螺+厅5盆～烫-20mm瓶，从而避免对半建筑物结构造垂成破坏。喉（脂2腾）加强监测：薯积极监测编为优化施工参掉数提供罚依据择。盾构穿越前司在下沉式广场丙上布置一定数刷量的沉降监测三点，对建筑进激行沉降、倾斜单等监测。在盾凝构穿越过程中展加强监测，及汉时反馈监测结遥果，以指导施辞工和制定更合迎理有效的保护夜措施。伙（嫂3株）有效注浆：询在盾构穿越过无程中利用盾构落同步注浆系统果及时充填盾构樱推进留下的空煎隙，减少地层德损失，若下沉桑式广场沉降量险接近预警值范短围时，待盾构则通过后及时置圾换浆液，可使谊用隧道内管片躺注浆孔进行壁丙后单液注浆，棍通过二次注浆呈，控制滞后沉展降。堡（柿4内）制定有效的交应急预案，在糠施工中若发现暴异常情况，立岭即启动应急预巷案，疏散人员炊，确保人民生茧命安全。欲3.2移沸穿越下立交以部及中环线桥墩坚区间柱隧道晚下行线将穿过聋淞沪路～黄兴鞭路下立交抗拔呈桩和锚杆桩区故域，上行线隧敬道田在你SK27+5光0乐5慕～芒SK27+5假8穴5锹穿越下立交区盛域约为省80m敏，下行线隧道戴在煎XK27+5本4邻5故～脑XK27+7愁0翠0领穿越下立交区裂域约为彩155m卵，该区域距离倦江湾体育场站扭的距离为毯140m网左右。上行线止隧道穿越段最贺低点结构底标银高为甜-8.9m猴，此处隧道顶页标高为嘉-10.7m拐，与隧道净距存仅记1.8m塔；最高点结构迅底标高为须-6.0m东，此处隧道顶胳标高为枝-9.9m役，与隧道净距皱约有为氏3.9m乘.粘另外下立交底我板下采晨用影φ况70聚0翻双轴搅拌桩进桂行了加固，加亩固厚度为底板纪下堵2顶m劫，水泥掺充量院13日%章～软15对%撒，盾构与下立掩交结构净距小乞于累2茅m割时将切割加固投层；下行线隧疼道穿越段最低植点结构底标高鸡为眉-6.4m蛮，此处隧道顶塞标高为臣-10.4m征，与隧道净距抄约为议4.0m婆，最高点结构某底标高为负-1.4m呜，此处隧道顶搬标高为干-6.9m尘，与隧道净距傍约为务5.5m瓦。肯图窝2牺隧道蹦上行线与下立夕交最小间距示墙意图炎区间隧道上行而线同在楚SK27+4钢7鸭5绒～不SK27+4葡9正0磨、下行线蠢在欧XK27+4爱6去5么～库XK27+4挠8葱5堡处从中环线桥休墩边穿过，影逮响范围约由15m仗，上行线隧道蚁距桥墩桩基较悬远，约为布7.0m浪,租下行线距桩基耕较近，最近处谜仅唐1.7m部，中环线桥墩钩桩基撤为啄φ厚80再0姜钻孔灌注桩，纲桩长排60m细，此处隧道覆膜土约为皱13m广，隧道底埋深助约为训21m则，桥墩桩基远之深于隧道。控吩制盾构机掘进碍引起的地层变浸形及全面调查夸桩基承台结构纷形式及使用状耕况非常重要。疾图张3滨隧道与中环线便桥墩的平面谅位置灭示意图炕施工应对旧技术忠：条（旨1昼）施工方法对锹地层的影响程款度的设定草盾构机掘进而摸产生的地层变央形按其位置可洒分为以下几种碑类型旅a.尖拐开挖面前方的疼地层变形吃盾构机在掘进由时若前仓压力些过大将导致地蕉表隆起，这是骡施工中要尽量值避免的。其次扮前仓压力过小冒将导致地表下匆沉，所以掘进校的施工管理是惠减少地层变形著的主要因素之容一。凭b.衡恨盾构机通过时间的地层变形史在盾构机通过俩时，由于盾构桶机壳体与地层个之间有摩擦，炊以及超欠挖、甘纠偏和过大营的谋“圆蛇亭形斗”更推进，是引起凳地层扰动的屋主患要因素。找c.滑五盾尾脱离后的腐地层变形释由于盾构机施晕工，管片外存燃在环形间隙，吃推进时必需同汗步向盾尾注浆唉。注浆不及时你或注浆量过大六和过欠都将导亮致地层变形。好此外，如果出煮土口发生涌水膀，也会发生大北面积的沉降。跳在软弱的粘土袄层中掘进，过吵大的扰动，会偿引起长期的后讲续沉降。邮一旦地层发生铁了上述的变形筝，桩基承台处法的外力条件和炉支承状况就发港生了变化，从产而造成承台发杂生沉降，倾斜铁和断面变形等沿情况。托（岂2妥）针对性技术荡措施顶a.树招地层加固处理革措施蛛该桩基桌按长摩擦桩姨考虑吸，盾构掘进必廊然会削弱桩身宣和土体之间摩佳擦力，周围土防体会变的比较墓松散，从而降坊低了桩基的承松载能力，所以片在同步注浆后花及时二次注浆倾，并严格控制麻盾构推进的速驴度和轴线偏差匪。在沉降超过候设计规页定蓝+舒5mm默～耕-5mm棵时，可以通过榴在桩身周围注龙浆，增加桩身四和周围土体的蛋固结，使桩基趟的承载能力得按到提高。响b.谜宗推进施工管理抢技术措施踩在盾构推进过毁程中，严密关颂注盾构机的运显行姿态，及时蝴有效的纠正偏桃差，使其按设参计的轴线推进妥，尽可能地减郊小秀“洗蛇者形括”馋轨迹出现。丹推进过程中密淘切关注土压力杀的变化，使其拜保持在恒定的农范围内。为了斯增加开挖面的心稳定性，调整归千斤顶推力和痰螺旋机的转速润，使压力舱与究开挖面土压力腐相对应，正面壶土压力的设定仔可比正常推进健时略大，同时紧选派有经验的位盾构司机进行写操作。另外可功根据需要，注怜入适当的添加透剂增加开挖土驾的塑性流动化瞒，使压力舱内寨不产生空隙。棚盾构施工对土梦层的过大扰动诉，容易造成对怀下立交基础的钟不利影响，为叫防止这种现象碍的发生，在推偷进过程中，严唐格控制轴线，开勤纠、少纠，往尽可能防止蛇差行发生。在同劳步注浆施工时超，必须控制注事浆压力的大小诱以及浆液质量肿，同时保证充梁分的注浆量，翅以避免桩基发包生倾斜。在穿巩越桩基群期间沙，可适当提高护管片拼装状态很的千斤顶压力话。件若有较大的波同动发生，必须关停止推进，采侵取有效措施予炸以解决。严格进禁止盾构机后过退现象，切实临执行盾构机操蜓作绸规程谎，防止发生意拢外的地层扰动统和地表塌陷。虽c.餐在盾构穿越措施戒由于盾构须从裁中环支撑桩侧初穿越，施工中鬼必须提高盾构闻掘进轴线控制材精度。在盾构沿穿越该区段前讽3扶0妹米略进行一次全面指的轴线复测，沃通过人工复核慎与自动测量相逢结合的方式，很将盾构机调整求到最佳姿态。月①愁适从桩侧穿过时机，可将盾构姿厚态适当调整为奔偏向无桩的一玩侧，但必须控句制在设计误差凤允许的范围内往；允②钻险从桩间穿越时坡，必须将盾构牺轴线控制精度幼提高，通过加替强测量裙和及时洲调整，将盾构霜掘进姿态与设墨计轴线的偏差补控制在央20mm播以内，确保盾痒构穿越时与旁胞边桩基之间保必持一定的净距组。不d.控满施工监测措施咏在施工过程中织，加强对下立瓦交的监测，监缩测的内容应包扔括沉降监测、权位移监测以及进侧斜等。监测碍管理可分为通飘过前、通过起中梳、通过后三个声阶段来实施。井特别是在接近收下立交区域的较前方区段，对去相似土层条件摊的地点进行监敞测，掌握盾构螺施工对土层的钞影响，进一步竭优化施工参数笔。通过时的监钓测是为监测下豆立交的安全进纵行的，如发现客监测值或监测芹变化值超过因警戒砖限要时，需停止盾常构施工，查明坦原因，并及时冻采取有效加固底措施，对下立炕交进行保护。沸在确认下立交盾安全后再开始仆推进。通过后腹的监测，一般后此时变化数值跟逐步变小，在申变化逐渐稳定植之前一直要进演行，但可以适怖当减少监测的寿频率。千e.茄衔信息化施工栏①惧增加测量频率晒，监测数据及吊时向技术人员瑞提交。吊②全组织专人分析捉监测数据，及庄时调整推进参慈数或采取相应哪的保护措施。脉③在为保证下立交徐结构安全，盾文构穿越下立交侨时，控制变形驰量堡为奏+州5外～交-10mm鱼。扰④钉盾构推进时控端制桥墩隆起量观为知+畏5mm犯～赛-5mm监。强3.3竖唱盾构施工对下熊立交抗拔桩基凝及锚杆桩的保朱护薪区间坡隧道菠下行线将穿过盲淞沪路～黄兴觉路下立交抗拔乐桩和锚杆桩区摆域，土层锚杆欺为络Φ管18鸡0们钻孔桩，桩长漆24贷.沾0豪m钻，桩配筋岭为古3筝Φ押2委2颗，区间隧道距侵锚杆最近距离址0.91m基；抗拔桩为直老径暮Φ桐80应0贺的钻孔灌注桩狭，桩底标高职-36m阅，桩配筋恋为弃1筒4惧Φ框2棵8睛，桩离盾构边呼缘的最近距离语仅蛙0.60m剃左右。的下立交暗埋段冈为单箱双孔结点构，外包尺寸节20.9m把×轿6.85m暖，孔内净尺寸碑为处9.25m坦×罢5.05m缺，结构沿纵向逃20m吃左右设置一条考变形缝。隧道罪共穿越欲了页D1宁5欲～惰D2皆1颠共熟7贵节暗埋段结构伟，下立交敞开她段丽为精U蔽型结构，宽疾20.5m默，结构底标高烂最深为千-3.043岸m剩。结构纵向亏20m疲左右设置一条悠变形缝。其中贫下立交暗埋段序及敞开段底板轰下迁（笋D2晒0婚节燕～槽D2奥6偿节）设有抗拔棚桩及土层锚杆籍，设计时考虑疮预留了地铁通择道，以确保地恒铁盾构能够顺率利穿越。凶根据设计提供梨的图纸中施工炉说瓶明闸,轿有关区间剩隧道傅下行线穿越下因立交抗拔桩区厅域，在预留地以铁通道内存智在偶21胶#羽、虑33#略二根锚杆桩，列建议跳采用拔桩方式锯予以处理。尘然而，抢江湾体育场车犁站正在施工，计淞沪路周边道什路车道有限，负勘察探孔条件嗓受到限制，犬不具备仰拔桩工作条件顷，垄采用不拔桩直伟接穿越竞，武采取一定的施抹工措施并昌增加设备投入波，具体措施为通：股（公1冷）选用刀盘扭膜力较大的盾构翅机回，再调整大刀呜盘的刀具，以忧便顺利绞断该穷桩基。奸（抽2乐）盾构施工中渴，用经验丰富柴的盾构司机操据作，密切注意丢盾构机工作压答力变化，如发遵现盾构刀盘卡渴死现象，采用荒顺时针旋转刀程盘和逆时针旋秃转刀盘相结合顶的方法，缓慢爸磨断前方障碍跌物，使施工继庸续顺利进行。桂（蝇3谈）盾构推进过丝程中，如遇到螺锚杆等障碍物舱，用刀盘磨断逐障碍物，在磨瑞绞过程中，严朵格控制千斤顶三的总推力、盾消构掘进速度、府刀盘扭力和刀揉盘速度等参数判，并在盾构头抢部适量加水，顷增加润滑度。4结语暑盾构施工穿越也既有建乔(者构救)驶筑物等障碍物利时拨,垫施普工前首先要对您既有建筑物进青行调查森,先充分了解具体桑边界条件后住，矛分析可能产生盗风险的原因，做有针对性地奥制定相应的施献工应对措施，失并做好施工过猜程中的监测工乔作，省依据监测数据灰及时调整朱盾构筐推进参数政。双同时针对穿越偿障碍物的风险形,尘制定相应的孝应急确预案版,能以保证在出现渴意外情况时仍绩然可以按预案彻进行处理而不汉致手足无措。材上海轨道交吓通编1嫂0童号扮线河2岁标五角场站～爸江湾体育场站曲区间隧道枕在采用上述施秘工技术后，圆斑满完成盾构穿劝越既有建恶(兔构焰)舌筑物等障碍物栋的施工难题，救经监测发现，呼穿越对周围建绕(唇构验)顽筑物影响很小师，霸地面沉降骄在规范允许范就围内，羞取得了很好的住效果，可为类布似工程提供参苹考。参考文献桶[性1做]扎白廷辉垦,沙尤旭东侍,尺李文勇寺.萄盾构超近距离易穿越地铁运营叮隧道的保护技帐术述[J].谱地下工程与隧只道倦,2000(河3):2臭-谢6.杰