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1、盾构穿越古建筑群施工技术盾构穿越古建筑群施工技术摘要：杭州地铁1号线12、13号盾构定安路站龙翔桥站区间大 量房屋、古建筑和临街商铺，古建筑群主要在清末和民国时期修建, 自然基础，一至两层砖木结构，全部为杭州市历史文物爱护建筑。在分析同类型工程阅历的基础上，盾构穿越古建筑群前，通 过建立试验段对盾构施工参数进行优化、管片注浆孔进行设计优化 等，同时协作信息化施工，调整施工参数，保证了平安顺当穿越 古建筑群，为后续项目供应了阅历。关键词：地铁盾构管片优化同步注浆二次注浆注浆孔中图分类号：U231+. 3文献标识码：A文章编号：随着社会、经济的高速发展，城市化进程的不断加快，为 有效缓解地面交通压
2、力，越来越多的城市进行地铁规划和建设。由于地面资源的利用渐渐趋于饱和和城市历史形成的缘由，地 铁设计及建设的周边环境限制因素越来越多，地铁穿越居民小区甚 至历史文物爱护建筑大量出现。因此，本文依据杭州地铁1号线定安路站龙翔桥站盾构区间 工程较为系统地总结穿越古建筑群施工阅历，为后续工程供应阅历 指导。一、工程概况 杭州地铁1号线12、13号盾构定安 路站龙翔桥站区间工程盾构自定安路站始发后沿西湖大道向西掘 进，隧道右转下穿古建筑群后至延安路下掘进，直至到达龙翔桥站。本区间隧道顶埋深9. 3-22. 3m,隧道主要穿越1粉质粘 土层、2粘质粉土层、3淤泥质粉质粘土夹粉土层和2淤泥 质粉质粘土。本
3、区间穿越的古建筑群主要在清末和民国时期修建，自然 基础和条石基础，一至三层砖木（混）结构，抗变形实力差. 二、盾构穿越古建筑群施工技术 2. 1建立试验段 试验段在 盾构穿越古建筑群前50m范围内较为合适（地质状况和埋深比较接 近），通过试验段试掘进，摸索出在不同的推动参数下地面和周边 建构筑物变形状况，并依据监测数据对掘进参数进行优化调整，最 终实现的目标是：盾构机通过后地表预隆起量13nim,工后沉降量10mmo2. 2初步确定推动参数 1、土压力计算值 在盾构掘进前，依据隧道埋深、土层性质和地面超载计算出盾构正 面土压力，土压力设定值约为计算值的1. 05-1. 1倍。P二KPOP：土仓
4、设定压力P0：静水压力和地层土压力之和K：土压力系数试验段范围隧道埋深为18. 8-18. 9m,试验段内各断面的计算土压力为0. 20-0. 21Mpao2、出土量限制值盾构机外径6. 34m,管片环宽1.2m,每环的理论出土量为37. 88nl3,为降低地层损失，使地表微 隆起，因此将出土量限制在理论出值的98%,即37. 12m3/环。3、推动速度 试验段施工时，推动速度不宜过快，尽 量做到均衡施工，削减对四周土体的扰动，避开在途中有较长时间 耽搁。假如推得过快则刀盘开口断面对地层的挤压作用相对明显，地 层应力来不及释放，所以正常推动时速度应限制在23cm/mino4、同步注浆 注浆压力
5、 浆液要充分充填盾构施 工产生的地层空隙，避开由此引起的地表沉陷，影响地表建筑物与 地下管线的平安。同时防止过大的注浆压力引起地表隆起或破坏管片衬砌。同步注浆注浆压力应大于开挖面的土压力，限制在1. 1-1. 2 倍的静止土压力范围内。 注浆量Q=V指注浆率V盾构施工引起的建筑空隙（m3）V二（D2-d2） L/4 D指盾构切削外径（m）（削切外径6. 34m）d指管片外径（m）（管片外径6. 2m） L管片每环宽度（管片环宽1. 2m）依据公式计算得 Q=（6. 342-6. 22） 3. 141. 2 /4=1. 654 m3 依据杭州软土地层特性和以 往软土地层施工阅历，试验段的注浆率为
6、200300%,试验段注浆 率暂定为为250%,即注浆量初步确定为4. 14nl3/环。5、二次注浆为限制盾构通过后的工后沉降，在管片 脱出盾尾后进行二次注浆，二次注浆坚持少量多次的原则，注浆 量为0. 3n13/环次。2. 3监测点设置 为了能刚好反映盾构推动过程中隆 沉状况，在试验段范围内每10m设置一个监测断面，每个监测断 面共计9个点，轴线上布设1点，轴线左右两侧各布4点，间 距分别为2. 5m 3. 5m、5m、4m,依据每个断面的监测结果, 绘制出沉降槽正态分布曲线。2. 4调整优化施工参数 在盾构试掘进期间，每天将 监测数据进行整理分析，依据各监测断面的监测数据所反映的地面 变形
7、状况对掘进参数进行调整。由于同一监测断面在盾构机通过的不同时段所引起的地表隆沉 缘由不同，因此将各个监测断面按盾构到达前、盾构刀盘、脱离 盾尾、盾构通过后（1天、3天、7天、14天）各时间点的监 测数据进行分析，并实行相应的措施调整盾构掘进和注浆参数。1、盾构到达前在盾构机到达前100m时布设监测点并读取初始时。2、盾构刀盘到达 （1）地表沉降 当监测数据显 示盾构机刀盘前方土体沉降较大时，说明正面土压力设置偏小，将 土压力系数适当调高，每次调整量限制在0. 01-0. 02范围内。同时应调整盾构总推力，扭矩、推动速度和土压力相匹配。（2）地表隆起当监测数据显示盾构机刀盘前方土体隆起量较大时，
8、说明正面土压力设置偏大，将士压力系数适当调低, 每次调整量限制在0. 01-0. 02范围内。同时调整盾构总推力、降低扭矩、放慢推动速度。3、盾尾到达 (1)地表沉降 当盾构机尾部已通 过监测断面时，若监测数据显示，盾尾土体沉降较大时，说明同 步注浆量偏小，可适当增大同步注浆量，每次调整量限制在0. 30. 5m3范围内。(2)地表隆起 当监测数据显示，盾尾土体隆起量较 大时，说明同步注浆量偏大，可适当削减同步注浆量，每次调整 量限制在0. 2-0. 3m3范围内。4、盾构机完全通过 当盾构机尾部已通过监测断面3 天后，同步注浆浆液已凝固并产生肯定的收缩，此时的地表沉量会 较脱离盾尾前增大，起
9、先进行二次注浆。依据盾构机通过1天、3天、7天、14天时监测断面的变 形量和变形速率调整注浆量和注浆参数。(1)沉降变形接着增长当地表沉降变形接着增长，变形速率衰减时，说明二次注浆量偏少，须要接着进行二次注浆。(2)沉降变形趋于稳定 当地表沉降变形速率渐渐减 小趋于零，或由沉降起先变为隆起时，说明二次注浆量已达到限制 地表变形要求，可以削减注浆量或是停止注浆。(3)地表突然隆起在二次注浆初期，单日变形为突 然隆起且变形速率较大时，说明注浆量较多、注浆压力偏大，需 削减二次注浆量、降低注浆压力。二次注浆应遵循多点、少量、多次、匀称 的循环往复注浆 原则。2. 5掘进参数的确定 1、依据理论设计参
10、数推动 土压力为0. 205-0. 21Mpa,同步注浆量约4. 14m3/环，地面沉 降监测数据如下表。2、调整土压力为0. 195-0. 205Mpa, 同步注 浆量约4. 141n3/环，地面沉降监测数据如下表。3、土压力为0. 19Mpa,同步注浆量约4. 7m3/ 环，地面沉降监测数据如下表。4、经过试推动，依据以上三个表格中参数的 设置和结果比较分析，最终确定推动参数。土压力为0. 19Mpa,同步注浆量约4. 7n）3/环，推动时速度 应限制在23cm/n）in时，地表隆沉较为合理。2. 6盾构穿越古建筑群施工依据盾构穿越古建筑群前建立的试验段所摸索出的盾构施工参数进行掘进。盾构
11、施工是一个动态施工过程，穿越过程中，依据监测数据 不断的对施工参数进行修正，以试验段中确定的参数为基准，不断 的进行微调和优化，真正做到信息化施工，进而确保平安顺当的穿 越古建筑群。三、优化管片注浆孔 对于建（构）筑物而言，尤其 是盾构单侧穿越或是左右双线两次穿越的建（构）筑物，易造成建 筑物产生差异沉降，而差异沉降将严峻影响建（构）筑物的平安。加之盾构穿越的地层主要是软土地层，故盾构穿越后的工后沉 降限制时间较长，工后沉降限制需反复多次跟踪注浆。一般管片中注浆孔在3个标准块+2个邻接块+ 1个封顶 块的管片中心各设计一个注浆孔，共6处注浆孔。为能够反复多次注浆，除封顶环为1个注浆孔外，其余各
12、块 管片均设计为3个注浆孔，每环管片共计16个注浆孔。优化后的管片能够实现多点、多次、匀称的二次注浆，从而 保证注浆效果，更能有效限制古建筑群的后期沉降。四、盾构穿越古建筑群施工效果 盾构穿越古建筑 群期间没有发生过大的隆起和沉降，没有发生地面和室内外房屋墙 面开裂。通过连续100天对古建筑群工后沉降监测，数据已稳定，古 建筑物累计最大沉降量为-5. 75mni, 97%的监测点累计沉降量在-5mn) 以内。五、结束语地铁隧道穿越古建筑群施工是地铁施工中重大的风险源，尤其是在软土地层中穿越。只要我们注意理论与实践相结合，实行有效的措施，就能杜 绝事故的发生，确保穿越古建筑群施工平安。实践证明，本工程在软土地层中盾构穿越古建筑群施工措施效 果显著，是特别胜利的一次穿越，尤其是试验段模型的建立功不行 没，可供类似工程参考。参考文献:1、杨洪杰，傅德明，葛修润.盾构四周土压力的试验探讨与数值模拟J岩石力学与工程学报.20062、张凤祥，朱合华，傅德明.盾构隧道M北京人民交通出版社，20043、周文波.盾构法隧道施工技术及应用M北京中国建筑工业出版社,20044、鲍永亮，郑七振，唐建忠.盾构隧道穿越既有建筑物施工技术J.铁道建筑，2009