建筑群施工风险控制探讨

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1工程概况

某盾构区间隧道采用两台泥水/土压双模式盾构掘进。如图1所示，在完成下穿河流后，进入农新排水站区域，区域施工长度约120m，覆土8～10m，排水站房屋坐落在排水箱涵上方，其余建筑全为20世纪60年代老旧的浅基础建筑。除保留的原有排水功能作用外，其它建筑现作为加工厂和居住用途。其中，泵房为下沉式集水，隧顶距底板小于4m。隧道上覆建筑物原计划拆迁，但由于各种原因无法进行拆迁，经第三方鉴定为一般损坏房，施工时地面沉降及建筑物的保护是重要风险控制点。由于建筑物只拆除了一小部分（上图下方515～530环位置），地质勘查资料有限，房屋下方无钻孔勘察地质。从周边地勘揭示：地层主要为砂层和微风化炭质灰岩，灰岩侵入盾构开挖面最高约为4.5m，该区域溶洞发育强烈，存在洞高超过10m的3层串珠式溶洞。地质条件差，施工风险控制是关键。

2风险控制

围绕双模式盾构的突出优势、严密组织掘进管理，以监控管理、应急防控为主要思路，加强应急预案处理准备，主要控制措施如下。

2.1溶洞预处理

1）溶洞预处理，降风险部分可能存在位于建筑物下方的溶洞，使用斜孔引孔，引孔后下袖阀管进行注浆，减少盾构下穿施工的风险。控制要点：①斜孔施工时，确保角度的准确性，根据直孔探明的洞高，与斜孔施工位置，计算出钻孔角度；②钻孔一是加强泥浆比重，减少塌孔，二是要保证袖阀管下管长度；以单液浆为主，延长初凝时间；适当增大注浆压力（幅度0.1MPa左右）以增加注浆影响范围；同时加强地面及建构筑物监测。2）盾构穿越溶洞区，避风险①穿越岩溶区最大的风险为盾构失稳，利用双模盾构的优势，使用浓泥浆或惰性浆，快速灌入掌子面，避免掘进失压、保压困难等异常问题；②对盾构姿态和掘进速度进行控制，实时记录土仓压力并进行24h监测，保证盾构安全通过；③在注浆方面，盾构配置有两套注浆系统和3台注浆泵，同时快速进行同步注浆和管片补浆。管片补浆采用每隔2～3环进行一次双液浆作封闭环，有效形成保护。每环推进前，对注浆的浆液进行小样试验。

2.2盾构施工总体方案

1）盾构掘进模式选择采用以泥水模式掘进为主，土压模式辅助排石，减少扰动和沉降。①一是排水站区域两面靠河道，高差较大，泥水模式保压效果好；二是为减少盾构二次扰动和对建筑物的保护有利考虑，左线采用泥水模式通过排水站（下方为箱涵）房屋；②下穿房屋时，掌子面出现较多岩层，为安全有序、平稳地进行掘进施工，切换成土压模式施工。一是进行及时有效地排石，以减小土仓石块堆积对刀具的破坏和消除泥水模式下管路出现堵塞造成环流不畅的现象；二是提高掘进效率，减少施工滞留时间，降低施工风险。2）刀具配置①适当扩大带合金粒滚刀的配置范围，加大对岩层的破碎能力，增加刀具的耐磨性。刀具保护是盾构掘进的最关键系统，推进速度、扭矩、推力、刀盘转速的控制皆是为了有效保护刀具，作好掘进控制管理就是作好刀具管理；②合理的刀具配置后，有计划地进行开仓检查和掘进参数设定、优化。盾构下穿房屋，刀具磨损最大的为单刃滚刀15mm，处于最长轨迹线处。3）精控掘进参数，及时优化更新参数掘进参数设置以确保上部地层稳定为前提，尽量减少对上部土体的扰动。①对已先行的右线类似地层，盾构掘进段的掘进参数及地面沉降情况进行统计分析，制定盾构掘进参数；②盾构的推进速度和姿态控制直接影响到土体沉降，上软下硬土层中以均匀、稳定下穿为原则，掘进速度控制在10mm/min以内，不得在岩面低时提高速度，以减小对刀具的损坏。4）监测测量，做好地层沉降控制和应急管理①进行三维一体的管理，地面、地层、隧道内组成的监控测量；②由于上软下硬地层掘进速度慢，极易造成出渣过多和超挖，综合考虑各地层松散系数和地下水等因素，掘进时，隧道工程师做好实际出土量统计，并与理论值对比，做到掘进速度与出土同步；③由于施工环境特殊，制定了严格的单次监测沉降指标，单次超过5mm时，启动预警，坚持注浆压力和量的双控原则，及时遏制沉降趋势，确保隧道上部建筑物安全；④在盾构土仓壁位置和地面建筑物设置振动监测仪，出现异常振动或振动突然变大时及时分析原因并采取相应对策；⑤现场设值班室和增强照明，24h轮值，有效快速应急响应；增设照明设备，确保任何时候均可以实时掌握地面、房屋变化。

3结语

在双模式盾构自身优势下，对施工参数进行精细管理，掘进控制有力，刀具管理严格。掘进过程以确保地层稳定及地面建筑物安全为前提，实行全天候的驻点值班巡视监测制度，左、右线盾构安全可控，房屋监测沉降最大的为-11.6mm，高质量地完成下穿施工并实现零投诉。

作者:王余良 单位:北京市轨道交通建设管理有限公司

[参考文献]

[1]熊炎林．深圳地铁盾构下穿建筑物施工技术[J]．建筑机械化，2012，(S2)：58-60.