盾构穿越邻近建(构)筑物施工技术
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摘要：本文针对广州地铁轨道交通五号线西场～西村盾构区间施工实践，介绍了盾构穿越邻近建（构）筑物的施工技术，确保了盾构施工安全、顺利地通过了和平新村小区多栋高层建（构）筑物，对类似工程具有一定的借鉴意义。
关键词：盾构、穿越、压浆、监测
1工程概况
1.1工程概况
广州市轨道交通五号线西场～西村盾构区间左线东起西村站，止于西场站端头吊出井，区间起讫里程为：ZDK5+556.794～ZDK4+985.950，线路长度602.862m。下穿和平新村小区线路起讫里程为：ZDK5+206.493～ZDK4+985.950，线路长度220.543m。本区间隧道施工采用一台维尔特Φ6280土压平衡式盾构机，机体长度9.5m，衬砌内外径分别为5.4m和6.0 m，衬砌宽度1.5m，衬砌纵缝错缝拼装。
1.2区域地质构造
西～西区间位于海珠断裂以北，广从断裂以西，环市路断裂以南的构造区内，清泉街断裂在区域构造图上从本区间通过，主体构造为北东向。
1.3地层岩性
西～西区间勘察范围下伏基岩为①白垩系上统大山组三元里段（K2d1）地层，主要岩性为杂色砾岩夹暗紫红色粉细砂岩、砾岩与粉细砂互层。②白垩系上统大山组黄花岗段（K2d2）地层，主要岩性为暗紫红色泥质粉砂岩，局部夹砾岩。第四系覆盖层主要为残积土层及冲积～洪积形成的砂层。隧道上部覆土厚度19.6～27m。
2区间盾构邻近建（构）筑物情况
广州市交通五号线西场～西村区间左线，线路存在的风险主要是和平新村小区内广州市自来水公司住宅楼共计11栋，桩基主要是天然基础、人工挖孔桩和锤击灌注桩，位于隧道上方。因地面场地有限，无法从地面对桩基进行预加固处理。为保证建筑物的安全，盾构通过前进行建筑物排查，做好房屋鉴定；盾构通过时加强掘进参数、同步注浆、盾构姿态控制；盾构通过后加强注浆补强等措施，同时，应加强施工监测，以数据指导施工，确保施工安全。
3确保建（构）筑物安全的施工技术
3.1参数控制
掘进模式、盾构机配置及掘进参数，针对不同地层，不同建筑物基础和埋深，制定相应的推进参数。设定盾构土仓压力、掘进速度、盾构姿态、同步注浆、二次注浆等参数，控制盾构施工进度和减小地层扰动，以控制地表及建筑物沉降。
3.2掘进期间施工安排
3.2.1选择合理参数，维持施工平衡
a.出土量与掘进进尺平衡严格控制出土量，做到进尺量与出土量均衡。隧道开挖直径6.28m，根据千斤顶行程变化控制出渣量，避免因出土超量引起沉降。每掘进360～400mm出渣土一斗（12m3），每环出土量约66～69m3，即6节渣车。除量的控制外，还要坚持对每环渣样进行地质水文分析，发现与开挖断面地质情况不符（尤其是出现砂层）时，则马上采取措施进行保压。
b.注浆压力与水土压力平衡除考虑注浆处的水土压力，还要考虑后方来水、开挖面来水的水压，故注浆压力是在注浆处水土压力基础上提高0.1～0.2bar，使浆液不进入土仓和压坏管片，不因注浆压力过大造成地表隆起。
c.注浆量与进尺平衡盾构过建筑物期间，适当调整砂浆配合比，以加快其凝固时间。掘进过程确保砂浆注入量不小于6.0 m3/环，开挖面与管片之间的间隙能及时得到填充。严格控制砂浆的注入速度，砂浆注入过程要均匀、连续，与掘进同步进行。盾构机推进开始时注浆开始，推进完毕注浆结束。同时加强注浆管路的维护，保证注浆速度。
3.2.2及时调整盾构相关姿态，确保推进平稳
a.盾构姿态平稳推进过程应保持盾构机有良好的姿态，避免蛇行，每环姿态变化控制在±5mm内。千斤顶A区、C区油缸油压值差宜保持统一、恒定性，不宜出现过大的波动。
b.管片姿态平稳做好管片选型，现场对盾尾间隙实测实量，控制下部盾尾间隙在70mm左右，注意管片拼装的椭圆度，防止尾刷与管片碰撞导致盾尾密封、铰接密封损坏及管片变形。
c.推进速度平稳掘进过程中向土仓内及刀盘面注入泡沫，改善渣土性能，提高渣土的流动性和止水性，防止涌水流砂、结泥饼和喷涌现象，以保持速度的稳定。推进速度保持在20～35mm/min，日均进尺6～7.5m。
3.3通过后的补强措施
①二次注浆根据同步注浆情况及地面监测数据，适时进行二次补浆。尤其是管片10点至2点范围内的地层。管片补浆根据地质情况由注浆压力控制。管片补浆压力一般控制在0.30~0.40MPa。施工时，按5环/次注双液浆补强。
②三次复紧为防止因管片的变形引起地层的过度扰动，对管片螺栓拧紧要求三次复紧。即拼装管片时一次拧紧，推出盾尾后二次拧紧，后续盾构掘进至每环管片拼装前，对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧。
3.4测量监控要求
穿越期间进行24小时监测。要求正常时2次/天，如沉降数据超出警戒值时，加强监测频率，按2h/次，监测范围为机头前10m和后20m及建筑物上各监测点。利用监测结果及时调整掘进参数，指导施工，提高施工水平。加强对土压力、出土量、掘进姿态、推进速度、同步注浆管理，找出上述参数之间的关联，进一步优化土压力值及相宜的推进速度等参数，最大程度减少地层损失，将沉降控制在最小范围内，满足沉降要求，使得盾构施工顺利穿越该地段。
盾构通过期间，测量班按测量方案所定监测频率对房屋基础沉降、结构变形、裂缝等进行监测，并及时向相关部门反馈测量数据。安排专人对建筑物及地面巡视，测量小组测量频率不少于4次/天。在施工过程中如发现建筑物沉降出现下列情况之一时：
最大累计沉降值达到-30mm；同一位置24小时之内的累积沉降量达到-10mm；相临两次测量的沉降量差值达到-5mm。立即采取以下应急措施：停止盾构掘进，并保持上部土仓压力达1.8~2.5bar，地面注浆加固人员立即进场注浆加固；加大盾尾注浆压力及注浆量，并在沉降区内管片背后补注浆；地面建筑物周围利用袖阀管进行注浆补强，控制沉降；加密地面监测频率，及时反馈数据，以调整注浆参数。
4 结束语
由于准备充分、措施到位，盾构机顺利通过了和平新村小区多栋高层建（构）筑物，地表沉降严格控制在允许沉降（-30～+10mm）范围内，房屋倾斜率均小于允许倾斜率4‰，归结有以下几点：
4.1通过重要建筑时须加强沉降观测频率，并根据监测数据及时调整盾构掘进参数，如土压力、掘进速度、出土量等，使盾构机切口对应的部位在沉降反映上为微微隆起，一般不大于10mm。
4.2盾构掘进时的建筑物保护，同步注浆是关键，施工时确保同步注浆方量。根据监测资料及时进行二次注浆，采用水泥～水玻璃双液浆，以控制建筑物的后期沉降和差异沉降，特别是差异沉降的控制是保护建筑物的关键。
4.3对于重点保护的建筑物，监测周期应适当延长。并随时根据监测数据采取必要的应急措施，确保建筑物的安全。