盾構(gòu)近接老舊危房風(fēng)險(xiǎn)控制措施研究*

程 成

中鐵二十五局集團(tuán)第五工程有限公司，山東 青島 266000

隨著城市建設(shè)的加快，越來(lái)越多的城市都在進(jìn)行地鐵建設(shè)，地鐵網(wǎng)逐步完善的過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)下穿既有建筑物的情況，地鐵的施工破壞了土體原有的平衡狀態(tài)，會(huì)對(duì)上層的既有建筑物造成不均勻沉降、傾斜、開(kāi)裂等危害。針對(duì)盾構(gòu)隧道開(kāi)挖對(duì)地表的影響，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了研究，但是研究的內(nèi)容不夠全面。由于磚混結(jié)構(gòu)的墻體有易于開(kāi)裂的缺點(diǎn)，下穿施工造成的建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降會(huì)造成墻體開(kāi)裂，嚴(yán)重危害房屋的使用壽命。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

深圳市16號(hào)線一工區(qū)包含2站2區(qū)間：龍城西站、龍城西站、大運(yùn)站—龍城西站區(qū)間、龍城西站—龍城西站區(qū)間；全長(zhǎng)約2.3km，全部采用地下敷設(shè)方式。大運(yùn)北站—龍城西站區(qū)間位于龍崗區(qū)黃閣路，沿黃閣路自南向北方向敷設(shè)，附近建筑物有陽(yáng)光·天健城（約22～25層）。文章研究的風(fēng)險(xiǎn)源為盾構(gòu)下穿老舊小區(qū)，隧道外輪廓至建筑物基礎(chǔ)底面最小垂直凈距約為9m。隧道主要穿越粉質(zhì)黏土素填土1-1層，碎石填土1-2層，含礫粉質(zhì)黏土8-5-3層，全風(fēng)化砂巖30-1-3層，強(qiáng)風(fēng)化砂巖30-2-3層，中風(fēng)化砂巖30-3-3層，微風(fēng)化灰?guī)r（破碎）31-3-12層。大運(yùn)北站—龍城西站區(qū)間場(chǎng)地地層巖性較復(fù)雜，覆蓋層主要為全新統(tǒng)人工填土層、第四系全新統(tǒng)沖洪積層、殘積層，下伏基巖為石炭系下統(tǒng)測(cè)水組砂巖和石炭系下統(tǒng)石蹬子組灰?guī)r。

1.2 加固措施

（1）盾周注漿。在管片上增設(shè)注漿孔、預(yù)埋注漿管，根據(jù)地質(zhì)及掘進(jìn)情況，選擇合適的時(shí)機(jī)對(duì)隧道周邊一定范圍內(nèi)的地層進(jìn)行注漿加固。

（2）袖閥管注漿。盾構(gòu)機(jī)穿越小區(qū)前沿建筑物基礎(chǔ)邊以2m間距布置袖閥管，共需布置156根袖閥管，深度達(dá)到隧道頂部2m的位置。盾構(gòu)通過(guò)房屋基礎(chǔ)前，進(jìn)行地面預(yù)注漿加固，盾構(gòu)通過(guò)時(shí)由地面注漿管進(jìn)行補(bǔ)漿，盾構(gòu)通過(guò)后根據(jù)監(jiān)測(cè)控量測(cè)的結(jié)果決定是否進(jìn)行跟蹤注漿。

2 隧道下穿建筑物施工措施

2.1 嚴(yán)格控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)

隧道結(jié)構(gòu)的變形以及開(kāi)挖造成的地層損失是造成建筑物沉降的主要原因。因此，在實(shí)際施工時(shí)，要控制地層損失率以及盾構(gòu)推進(jìn)壓力，盾構(gòu)通過(guò)管片拼裝后及時(shí)注漿，并注意控制同步注漿的量與壓力，保證管片背后注漿密實(shí)，可以有效減輕地表以及建筑物沉降程度。

2.2 優(yōu)化注漿加固措施

原設(shè)計(jì)的盾周半周2m注漿以及單排袖閥管注漿的措施并不能很好地保證施工過(guò)程中建筑物的穩(wěn)定，建議更換為全周注漿2m結(jié)合雙排袖閥管加固的方式，這樣可以在最大程度上降低建筑物沉降度，提高建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

2.3 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)以及跟蹤注漿

老舊磚混建筑物對(duì)變形極為敏感，應(yīng)在施工時(shí)強(qiáng)化監(jiān)控測(cè)量，在盾構(gòu)全過(guò)程實(shí)行信息化施工，及時(shí)反饋?zhàn)冃吻闆r，密切監(jiān)視建筑物的位移情況。尤其是對(duì)于雙線盾構(gòu)下穿隧道的情況，加強(qiáng)后開(kāi)挖隧道下穿隧道時(shí)的變形監(jiān)測(cè)。在變形速率超過(guò)預(yù)警值時(shí)，及時(shí)采用袖閥管進(jìn)行跟蹤注漿，加固土體，使建筑物變形趨于穩(wěn)定。

3 建筑物變形控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2011）對(duì)建筑地基沉降的要求，并結(jié)合實(shí)際情況，確定控制標(biāo)準(zhǔn)。建筑地基沉降控制標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 建筑地基沉降控制標(biāo)準(zhǔn)

4 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析

4.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目簡(jiǎn)介

施工控制措施采用盾周注漿2m結(jié)合地面雙排袖閥管加固，為保證施工安全需要對(duì)盾構(gòu)隧道穿越建筑物全過(guò)程進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括地表沉降、建筑物沉降以及傾斜。地表沉降采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，建筑物沉降以及傾斜采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

開(kāi)挖面前方監(jiān)測(cè)頻率：當(dāng)5D＜L≤8D（D為隧道開(kāi)挖直徑，L為開(kāi)挖面至監(jiān)測(cè)點(diǎn)或檢測(cè)斷面的水平距離），監(jiān)測(cè)頻率為1次/（3～5d）；當(dāng)3D＜L≤5D，監(jiān)測(cè)頻率為1次/2d；當(dāng)L≤3D，監(jiān)測(cè)頻率為1次/1d。

開(kāi)挖面后方監(jiān)測(cè)頻率：周圍巖土和周邊環(huán)境當(dāng)L≤3D，監(jiān)測(cè)頻率為（1～2次）/1d；當(dāng)3D＜L≤8D，監(jiān)測(cè)頻率為1次/（1～2d）；當(dāng)L＞8D，監(jiān)測(cè)頻率為1次/（3～7d）。

地表沉降和建筑物沉降以及傾斜監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的控制指標(biāo)如表2所示。

表2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目控制指標(biāo)

4.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

（1）地表沉降。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，提取各個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)曲線如圖1所示。通過(guò)地表沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果可以得到隧道左右線穿越建筑物時(shí)，在前期階段地表沉降較為敏感，呈現(xiàn)較大變形，右線隧道開(kāi)挖在10d左右變形地表沉降呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，左線開(kāi)挖在12d左右地表變形開(kāi)始逐漸穩(wěn)定，通過(guò)監(jiān)測(cè)曲線最終累積沉降可以看出所采用的控制措施可以使地表沉降達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 地表沉降監(jiān)測(cè)曲線圖

（2）建筑物沉降。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)，提取各個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)曲線如圖2所示。由監(jiān)測(cè)曲線可以看出，所采用的控制措施可以使地表沉降達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)。此外，根據(jù)沉降值可推算出全過(guò)程最大建筑物傾斜值為0.00015，滿足建筑物傾斜值的要求。

圖2 建筑物沉降監(jiān)測(cè)曲線圖

5 結(jié)論

（1）盾周注漿加固機(jī)理為通過(guò)控制隧道洞周收斂變形，從而改善地表沉降。全周注漿由于具有成環(huán)效應(yīng)，相較于半周注漿，可以更好地限制隧道洞周收斂，從而更好地控制地表沉降槽的寬度和深度，以及建筑物的沉降變形以及沉降差。此外，全周注漿對(duì)建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性提升明顯優(yōu)于半周注漿，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性和安全性，全周注漿2m為最佳選擇。

（2）袖閥管加固的機(jī)理為通過(guò)改善建筑物基礎(chǔ)周邊土體來(lái)改善建筑物沉降，同時(shí)提高建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。由于袖閥管注漿范圍有限，對(duì)建筑物沉降量的改善作用不明顯，但可以有效提高建筑物基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，降低建筑物的變形速率。如果與改善洞周收斂變形的盾周注漿加固相結(jié)合，則可以充分發(fā)揮其提高穩(wěn)定性的作用。

（3）通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，采用盾周注漿2m結(jié)合地面雙排袖閥管加固的控制措施可以有效保證建筑物的基礎(chǔ)安全。