中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北省武汉市 430000
摘要：随着我国城市化进程的不断推进，如今，在人们出行的交通工具中，地铁成为了不可缺少的重要部分。而在城市中心进行盾构隧道掘进施工，穿过现有的建筑物是无法避免的事情。那么，怎样在保证现有建筑物正常使用的情况下，进行地铁盾构隧道施工成为了社会关注的焦点。因此，对地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术做出深入的研究刻不容缓。在接下来的文章中，将以某城市地铁工程盾构下穿某小区为例，借助数值模拟以及试验重点的方式，对地铁盾隧道穿越该小区可能造成的各种风险或者是引发的地面下沉问题做出准确的分析，通过一系列有效的措施，从而将地面变形问题控制在标准规定范围之内，最终促使地铁工程的顺利实施以及现有建筑物的正常使用。
关键词：盾构隧道；下穿；沉降；变形控制
引言：
近年来，我国的城市化建设步伐不断加快，以此城市中的地铁工程建设规模也得到了相应的发展。如今，关于城市地下空间技术的研究成为了社会共同关注的焦点，其中，具有施工周期短、建设速度速度快等特点的盾构隧道施工技术受到了社会公众的一致认可。对于地铁盾构施工来说，主要具有安全、对周边环境影响较小以及便于控制地面沉降等优势。在今后我国的城镇化进程或者是其他工程建设中，盾构施工技术必将成为不可忽视的重要施工方式。
模拟地铁盾构隧道穿越现有建筑物工程的概况以及盾构下穿楼房数值模拟
（一）工程概况
为了更好的对地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术做出全面的研究，这里我们以某城市地铁建设工程为例展开讨论。首先，该项地铁工程某区间左线总长度约为1073米，右线总长度大约1083米，区间从北向一直向南方向延伸，下穿经过某小区。借助地铁盾构的施工方式，区间结构土的覆盖厚度大约为12至20米左右。主要穿过的楼房建筑物一共10栋，该建筑群体都是居民建筑区，其中有平房、砖墙，条形基础等，同时该建筑区的墙体裂缝较多，存在严重的破损，外表皮已经完全脱落。在进行覆土施工时，主要采取由上至下的顺序方向，同时按照顺序依次杂填土、粉质粘土、粉细砂、粉质粘土。而隧道拱顶位置都是粉细砂层。隧道穿越范围覆盖粉细砂、粉质粘土层。
盾构下穿楼房数值模拟
这里采用的数值模拟分析是借助计算软件进行，同时考虑围岩与结构的共同作用以及左右盾构区间分开施工的主要影响。计算模拟取区间跨度为三倍洞泾的左右水平计算值，而垂直的计算范围从上一直取值到自由地表处，往下取值直到区间跨度的三倍。另外，在围岩计算时采用的是摩尔-库伦模型，其中主要考虑围岩的非线性变形，而盾构管片的主要受力控制在弹性的范围之中。在区间主体主要利用的就是全断面的开挖方式，开挖施工完成后在制作管片，先对左侧区间进行开挖，之后在进行右侧隧道开挖施工。最后，在进行开挖施工时，具体主要包括五个详细步骤：计算初始应力、开挖左侧隧道、左侧管片施做、开挖右侧隧道、右侧隧道施做。当一系列施工完成后，经计算，右侧盾构开挖后，拱顶上方的地面坍塌约八毫米，而左侧开挖完成后，其拱顶上方地面下沉约为十一毫米。
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地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术试验研究结论
地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术施工方案
在盾构区间范围内，将取其中的一部分作为试验段，其中安排专门的工作人员进行白晚的交替监测。另外，设置盾构监控临时点，并安排专人负责监控。其中当现场监测人员进行完试验段的监测点的数据采集时，并通知监控室专人再次进行数据采集以及比对，务必确保监测工作与管片拼装工作同步进行，从而提高获取数据的可靠性以及参考价值。在进行试验段掘进工作时，工作人员在电瓶车驶入隧道后，首先应该立即对每个土斗内剩余渣土情况进行查看，并且准确的计算出每个阶段的实际掉土量以及实际掉土量与理论的差值。最后，盾构工作人员根据中间的差值分析出多土的原因，从而确定好盾构相关参数，严格按照标准规定控制好出土量。除此之外，在进行同步注浆时，一定要控制好注浆量，尤其是深孔注浆一定要加强监控力度，确保注浆压力与注浆量。最后，注浆工作人员复杂监控浆液质量，同时按照标准对其进行充分的搅拌。试验段施工完成后，经过对其的监测数据分析得出，为了确保左右盾构下穿某小区造成地面下沉问题，最好的解决方式就是控制好浆液的质量，在施工过程中严格控制二次注浆及深孔注浆操作。
地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术试验结果
从上面的文章中可以看出，盾构隧道穿越现有建筑物时，其要求的盾构施工一定要具有严格的技术性。在施工过程中除了要对盾构姿态严格控制以外，最重要的还要对管片拼装的质量要严格控制。首先，在进行不同地层的注浆施工时，一定要从地层的凝结时间以及掘进的速度出发，严格控制好注浆时间的长短。一定要做到掘进与注浆施工相同步。其次，在进行二次注浆过程中，除了可以利用管片中心处的吊装孔注浆之外，就是其过程一定要在实时监控的情况下进行，同时选择好高质量的水泥砂浆，结合实际情况，调整好注浆压力以及注浆的量等。在后期多次补浆施工过程中，一定要结合监测数据分析出实际情况，同时在同步注浆时，其重复补浆要保证其注浆量在140～160%。最后，根据需要穿越段管片全部采用深孔注浆，其深孔注浆可以应用双浆液。总而言之，盾构穿越现有建筑物时，一定要对其变形进行有效的监控，同时对其监控数据做出实时准确的分析，在之后的二次补浆或者是深孔注浆过程中，一定要以监测数据为基础，必要时可以根据实时的监测数据及时的调整具体的施工参数，从而全面的做到防患于未然。
结论：
简单来说，随着我国城镇化进程的不断加快，人们出行的交通方式中地铁成为了不可忽视的重要工具。但是，对于地铁工程建设来说，下穿现有建筑物是不可避免的事情，而其中为了避免地铁工程建设造成地面下沉问题，就必须利用好地铁盾构施工技术。基于此，文章中已经对地铁盾构隧道穿越现有建筑物地面变形控制技术做出了全面的分析，从而更好的为后期城市地铁项目建设打下了坚实的基础。
参考文献：
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论文作者:冯建伟
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第19期
论文发表时间:2018/2/3
标签：盾构论文; 隧道论文; 地铁论文; 建筑物论文; 注浆论文; 地面论文; 管片论文; 《建筑科技》2017年第19期论文;