中铁上海工程局集团有限公司城市轨道交通工程分公司 上海 201900
摘要：随着城市地铁的持续建设和地铁网络的不断完善，施工环境却变得日益复杂，表现在新线与旧线的交叉、新规划线路之间的交叉等越来越多，施工中穿越道路、桥梁、建筑物、各类管线等各类结构物的情况也日益增多。因此，开展隧道如何穿越既有地下结构物的研究，不仅对现代城市的市政工程建设具有重要的指导作用，而且还具有重要的社会意义。结合成都地铁3号线双流广场站～东升站区间切削既有房屋桩基工程实例，着重阐述了盾构穿越房屋桩基结构验算、型钢混凝土连梁、房屋地基处理、隔离钢管桩及盾构穿越等关键性技术的解决措施及存在的问题，确保房屋的安全正常使用。
关键词：侵入隧道；结构验算；型钢混凝土连梁；地基加固；隔离桩
1.工程概况
1.1工程概述
双流广场站~东升站右线区间隧道在里程YDK6+635～YDK6+653范围下穿家逸酒店为6层框架结构。根据现场挖探及小应变推测，基础类型为柱下3m×3m承台9桩基础。承台厚1m，桩长约11m，桩基为280mm×300mm的预制打入方桩，共30根桩侵入盾构隧道约2m。
图1：隧道与建筑物平面关系图
1.2工程地质情况
隧道穿越的地层为全断面<3-8-3>密实卵石层，上层覆土从上至下依次为<1-2>杂填土、<3-1-2>可塑粘土、<3-8-2>中密砂卵石、<3-8-3>密实砂卵石。地质剖面图详见图2，地层特性详见附表。
2.关键性技术
2.1房屋基础调查
1）基础探挖
房屋两处柱下基础进行了探挖，发现有承台形式的钢筋混凝土结构，结构边缘距柱中心1.5m，通过钻芯，发现混凝土厚度约1.1m。
2）试验检测
邀请了专业单位对承台下基础进行了小应变检测，测了该区域的桩长分别为13m。
图3 现场小应变检测照片
3）基础形式分析判断
根据探挖、小应变检测结构，判断该房屋为柱下承台+桩基础，桩基深度12m，房屋基础侵入隧道部分桩基约2m。
2.2主要控制措施
2.2.1基础验算
1）建立模型
采用中国建筑科学研究院编制的PKPM系列软件V3.1.5版。上部结构建模采用PMCAD模块，结构计算采用SATWE模块。
图4 3D结构模型
2）结构荷载
由于未收集到家逸商务酒店的建筑施工图或竣工图，遂根据现场实地调查摸排情况，按实际的装修标准、填充墙布置、房间使用功能，进行结构荷载计算。
主要荷载标准值如下：
（1）恒载：楼面2.0kN/m2；大屋面：8.0kN/m2；小屋面：6.0kN/m2
外墙（240厚砖墙）：5.24kN/m2；内隔墙（120厚砖墙）：2.96kN/m2
屋顶水箱：22t（其中，水箱自重2t）
（2）活载：
会议：2.0kN/m2；客房：2.0kN/m2；卫生间：2.5kN/m2；疏散楼梯、走道：3.5kN/m2；仓库：10kN/m2；不上人屋面：0.5kN/m2
（3）风荷载标准值：0.3kN/m2，地面粗糙度B类
（4）地震动参数：7度，0.1g，第三组，Tg=0.45s，场地类别Ⅱ类
结构计算结果（首层柱、墙内力标准值）如图5。
图6 型钢混凝土连梁平面与截面图
2.3.2预处理措施
（1）盾构穿越前，针对房屋范围内地层进行地面注浆加固。采在承台之间打设Φ108管棚隔离桩。管棚距离盾构机的水平净距在0.5m以上，打入深度约18.15m，隔离管棚顶部可采用导向墙连接。打设完毕后通过竖向管棚对周边地层进行注浆。起到隔离桩的作用，用于控制隧道施工引起桩基、地面沉降。
（2）地层为密实砂卵石地层，地层内空隙小，为保障浆液能较好渗透进入地层，采用注浆材料超细水泥，具体如下：
材料名称水水泥
规格自来水P042.5硅酸盐水泥（超细）
重量比11
说明：泥浆水灰比1：1，每方浆液需水泥：C=1000/（1/3.1+1）=756kg，水：756kg。
（3）注浆：
注浆时按先灌入稀浆后灌入浓浆的原则逐渐调整水灰比。正常注浆压力为0.5～2Mpa。注浆压力控制在2.0MPa以内，并由下而上逐渐减小，视具体情况分别采用或作适当调整。平面注浆次序：每次都跳开一个孔进行注浆，以防止发生窜浆现象。
间歇注浆：全孔段注浆完成后，间歇一段时间再进行第二次注浆，间歇时间控制在10～30min之内。
终灌标准：
1、每孔至少进行两轮注浆。
2、注浆孔内平均每延米累计注浆量不小于0.75m3。
3、当注浆压力≥2Mpa，吸浆量<2.5L/min，稳定时间≥10 min。
2.4隧道掘进控制措施
（1）合理设置土压力，土仓压力控制在0.6～0.8MPa，并保证出土量控制在56m3以内。
（2）降低推进速度，严格控制推进方向，偏差最大不能超过正负20mm，尽量避免纠偏，特别是大量值纠偏。推进速度控制在10～20mm/min。
（3）刀盘转速为0.5转/分钟。
（4）注浆：推进过程中合理控制注浆压力，以抵消盾构侧穿桥桩引起的单侧卸载效应，保障桥桩与地层约束作用变化较小；盾构推进过后进行二次注浆，二次注浆压力为0.35～0.5 Mpa。
（5）控制好盾构姿态，确保盾尾间隙均匀，加大盾尾油脂压注量来防止浆液通过盾尾流失，实际盾尾油脂量比正常推进每环多20Kg。
（6）加强施工过程管理，确保盾构连续穿越，为了确保24小时连续推进，在穿越前对盾构机及其它辅助设备进行一次全面的彻底的检修。
3.效果验证
在盾构穿越过程中，每天监测4次。监测数据实时反馈给盾构操作室及相关技术人员，推进参数根据监测结果进行调整。盾构穿越后，房屋沉降数据基本控制在-12mm以内。验证了通过技术措施可安全穿越既有建筑桩基。
图7 监测点平面布置图.
4.结论
家逸商务酒店是成都地铁3号线二期3标第一处盾构施工切屑既有桩基通过的桩基础建筑物。前期进行了大量的建筑物调查工作，取得
了较详尽的资料。采用了地下掘进参数控制、地面跟踪注浆、荷载转移等施工措施，并在施工中加强监测，最终顺利地通过了家逸商务酒店。论文结合在建成都地铁穿越家逸商务酒店施工，介绍了盾构下穿既有建筑物时采用的地下掘进参数控制、地面跟踪注浆、荷载转移等方法，对富水砂卵石地层中盾构的施工有着很好的借鉴意义。
参考文献
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论文作者:宁鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/10
标签：盾构论文; 桩基论文; 注浆论文; 地层论文; 结构论文; 隧道论文; 荷载论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;