中铁隧道集团二处有限公司 云南省昆明市 650000
摘要：从1995年，只有上海、广州地区约存十台盾构；2000年，北京、上海、广州和深圳约二十台盾构； 至2016年，中国保有的盾构机数量超过1000台；从“北上广深”等特大一线城市，到国内各省市省会城市及部分发达的二三线城市，盾构机施工处处可见。然，部分城市发展过早，导致盾构机在施工过程中，存在下穿房屋建筑物等现象，部分建筑物修建时间较长，现状较为破旧，本文结合昆明市轨道交通4号线盾构下穿建筑物为例，详细介绍盾构在下穿建筑物前期、中期、后期全过程施工准备及控制，讲述了盾构下穿建筑物技术措施及安全注意事项，并深讨盾下穿造成路面沉降、房屋破损等异常情况，提出应对措施，为类似工程提供借鉴。
关键词：盾构机；下穿；建筑物；房屋破损；
0 引言
随着国内经济发展日益提升，越来越多的地下空间被开发利用，特别是最近几年城市轨道交通、引水管道、电缆隧道、输气工程等隧道项目大量提上议程。盾构法施工以其安全性、优质性、高效性等优点在地下工程得到广泛的应用。车站多而区间短，是地铁建设的特点，盾构机在大多情况下需下穿单栋房屋或房屋群。如何高效、快捷、安全的实现盾构机下穿，是值得深讨的问题。
1 工程概况
1.1 工程简介
昆明市轨道交通4号线土建12标施工区段范围包括4个区间，分别为：赛马场西站~赛马场南站区间、赛马场南站~联大街站区间、联大街站~呈贡东站区间、呈贡东站~昆明火车南站区间。区间起于古滇大道赛马场西站（不包括），下穿呈贡体育训练基地、云南筑城混凝土有限公司进入赛马场南站（不包括），再下穿昆玉高速、正在修建的联大街立交桥进入联大街站，沿联大街站向东北行进，下穿吴家营部分民房进入呈贡东站，最后下穿吴家营村居民用地进入昆明火车南站。本文以赛马场西站~赛马场西站区间左线盾构下穿呈贡体育训练基底建筑物群为例，对盾构下穿建筑物施工进行简介。
图2 建筑物1 图3 建筑物2
2.2 设计加固措施
综合考虑建（构）筑物及管线结构、基础型式、与盾构双线隧道的空间关系、地质和周边环境等因素，盾构下穿部分建筑物前采用地面注浆加固。加固一般采用地面袖筏管注浆的方式，地面袖阀管注浆加固采用直径42mm的袖阀管，浆液建采用水泥浆。
图4 建筑物加固示意图
表1 地面加固建筑物统计表
2、施工顺序
（1）在施工场地受限制时，可针对性的对故障段实施打定向斜孔注浆，加固土体。
（2）袖阀管结构主要由Φ42mmPVC外管、6分镀锌注浆内管、橡皮套，密封圈等组成。
（3）袖阀管是一种只能向管外注浆，不能向管内返浆的单向阀装置。灌浆时，压力将小孔外的橡皮套冲开，浆液进入地层，如管外压力大于管内时，小孔外的橡皮套自动闭合。
（4）每节灌浆长度固定为30cm～50cm，还可以根据地层情况调整灌浆长度，实现定量定尺可控灌浆。
（5）根据需要可以进行任何一个灌浆段的注浆，还可重复灌浆。
（6）可使用较高的灌浆压力，灌浆时冒浆和串浆的可能性较小。
（7）可在一个孔内灌注几种材料。
（8）由于在被加固的地层中，进行了多点、定量、均衡的注浆，注浆体在地层中均匀分布，均匀连接，因此，大大提高了被加固地层段的整体稳定性。
2.3 掘进施工
为了使盾构安全、顺利下穿建筑物，我部根据赛联区间左线始发后100环地质情况及埋深于区间下穿建筑物地质情况及埋深进行对比，对比结果为赛联区间左线始发后100环地质情况及埋深于下穿建筑物相符合，因此，我部将赛联区间左线始发后的100环列为试验段，在试验段阶段，对盾构的各个工艺流程和施工参数，尤其是注浆工艺进行24h监控，及时记录实际发生的各项数据。通过对试验段推进参数的试验和分析，为盾构安全、顺利的下穿建筑物提供切实可行的技术参数和措施。
表2赛联区间左线始发后100环与区间下穿建筑物对比表
表3赛联区间左线始发后100环掘进参数统计表
参数制定：
根据掘进参数统计及地表沉降反馈，赛联区间左线前百环掘进推力为7600~11700KN，掘进速度在29~51mm/min之间，刀盘转速为0.7~1.1r/min。实际出渣量为48~56m3，理论出渣量为49~51m3，注浆量为4.5~4.7m3，注浆与盾构掘进同步进行，地表沉降监测稳定。故此，将盾构下穿房屋掘进参数制定为：推力800~1000T，推进速度30~40mm/min，刀盘转速0.7~1.1rpm，土压0.6～1.0bar。
2.4 关键工序控制
1、同步注浆控制
盾构在掘进过程中严格控制同步注浆量，防止刀盘与管片间间隙未填充密实，导致路面沉降。同步注浆量应根据现场出渣量及背后空隙进行计算，一般按照1.6的系数进行控制，特殊地层应单独计算填充系数。
2、二次注浆控制
为防止砂浆初凝后收缩，及时对管片背后空隙进行二次注浆，二次注浆采用双液浆进行填充，浆液凝结时间适宜于45~60s。
3、出渣量控制
在掘进过程中，盾构司机应严格控制出渣量，防止出渣量过大导致路面沉降，房屋受损。
4、监控量测
在盾构下穿房屋期间，加大房屋监测频率，及时对数据进行分析，保证数据真实、有效。
3 思考与建议
根据现场调查显示，区间与房屋最小水平距离为2.37m，在掘进过程中若出现掘进姿态偏差或出渣量较大，都会造成桥墩位移，更严重者或造成立交桥损伤，对过往车辆及人员形成安全隐患。项目部在盾构下穿房屋过程中，根据施工安排及施工效果，整理如下几点经验。
1、在盾构下穿房屋前2个月，及时对房屋进行土体加固，加固完成后对加固体进行取样，保证加固效果满足设计及规范要求。
2、在盾构侧穿立交前，对盾构机进行设备专项检查，防止盾构在掘进过程中因设备故障导致停机。其次，在掘进期间，保证盾构机常用配件的库存量，防止因缺少配件导致盾构停机。
3、加强盾构掘进姿态控制，防止盾构机姿态偏移。项目在盾构下穿房屋前，由设备部和工程部牵头，对盾构司机、主司机、现场质检工程师做专项交底，对侧穿立交的重要性及注意措施进行交底，并在掘进过程中加强现场监督及过程管控。
4、加强盾构导向复核，防止因测量原因导致盾构机姿态偏移。根据项目安排，在盾构下穿房屋前，由项目测量组对导向系统进行坐标复核。并每15环进行管片姿态进行人工复核，与导向系统进行对比，并分析管片上浮情况。
5、加强盾构掘进出渣量及注浆量控制，根据盾构掘进长度，现场质检每环对出渣量进行统计分析，按照掘进长度计算设计出渣量并与实际出渣量进行对比。及时提醒现场司机出渣量进行调整，防止实际出渣量大于设计出渣量，若出渣量过大，及时增加同步注浆量。
6、加强项目人员安排，在盾构下穿房屋桥期间，所有物资、人员、设备集中供应侧穿段盾构施工需要。
7、成立联络机制，并要求项目班子成员每天对建筑物进行巡视检查。
8、在盾构下穿房屋后，及时对管片进行二次注浆，防止地面后期下沉，影响立交桥安全。
4 结论
通过盾构下穿呈贡体育训练基地施工控制，完好的保障了房屋的安全，也体现了盾构施工安全性，其施工管理过程及控制要点明确，可以作为类似盾构下穿房屋工程一个很好的借鉴。
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论文作者:左银波
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/10
标签：盾构论文; 建筑物论文; 区间论文; 房屋论文; 注浆论文; 赛马场论文; 呈贡论文; 《防护工程》2019年第1期论文;