土压平衡盾构机下穿危房施工技术在地铁隧道施工中的应用

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1、土压平衡盾构机下穿危房施工技术在地铁隧道施工中的应用摘　要：在城市地铁隧道工程施工工法中，盾构法因其受地面因素影响小、安全度高、施工速度快等优势而得到广泛的应用。盾构隧道在城市地下穿行，不可避免地需要穿越各种各样的建筑物，有时更需穿越一些危房。然而隧道下穿危房时，如果处理不当，可能引起危房发生不均匀沉降，从而导致房屋倒塌，给人们的生命财产带来巨大的危害。关键词：盾构法、危房、风险、地层1前言　　随着城市建设的高速发展，公共交通需求的增加，地铁建设已有成为大城市必须配套市政设施之一的趋势，而盾构法施工则是地铁隧道工程建设主要

2、功法之一，相对于矿山法施工隧道，盾构法施工因其受地面影响因素小、安全度高、施工速度快等优势而被普遍推广应用。在城市中建设地铁，地铁隧道穿越建筑物的情况无法避免，在地铁隧道需要下穿的建筑物中，有些已成为危房的建筑物本应拆除，但由于种种客观因素的制约，很多时候这些危房无法拆除。因危房自身结构已存在巨大的安全隐患，采用盾构法下穿危房时，难免会因地层失水而造成地表沉降，若地表沉降过大则极有可能导致危房倒塌，给人们的生命财产带来巨大的损失。因此，如何安全顺利的下穿危房，成为实际施工中需要解决的难题。2工程概况2.1线路及危房概况　　

3、广州市轨道交通六号线某盾构区间，单线长度783米，从该区间盾构始发后80米将下穿某建筑物，该建筑物建于1900年前，为条形基础的3层砖木结构，位于隧道正上方。　　该建筑物被鉴定为危险性D级。房屋鉴定结论为：此房屋承重结构已经不能满足正常使用要求，房屋整体出现险情，构成整栋危房。图2.1-1危房平面位置图2.2危房地质情况　　危房所在位置地质情况自上至下依次为：<1>杂填土、<2-1B>淤泥质土、<3-2>中粗砂、<3-1>粉细砂、<6>全风化泥质粉砂岩、<7>强风化泥质粉砂岩、<8>中风化泥质粉砂岩、<9>微风化泥质粉砂岩

4、。图2.2-1危房处地质剖面图　　表2.2-1隧道顶部覆土厚度统计表地层<1><2-1B><3-1><3-2><6><7><8><9>厚度2.66m1.62m4.03m1.14m1.23m1.22m1.07m1.22m3风险分析　　根据地质钻探资料和线路特征，结合地面相关情况及建筑物现状进行风险分析，认为该区间盾构施工此危房保护的难度很大，主要基于以下原因：　　（1）建筑物且破旧，基础形式简单　　根据建筑物调查报告，危房为骑楼，结构形式为砖木结构，修建年代久远，已存在不同程度的损坏，墙体普遍风化严重，承载力及连接强度降低，

5、对沉降非常敏感；基础多为较简单的条形基础，埋深较浅，抗扰动能力和抗变形能力均较弱。　　（2）地层失水风险　　洞身主要在<9>泥岩中通过，围岩自稳性好，盾构掘进的风险主要为地层失水。地层失水固结，可能造成地面建筑物基础尤其是浅基础不均匀沉降，墙体开裂甚至房屋倒塌。　　（3）地质钻孔风险　　隧道洞身穿越地层主要为<9>微风化泥岩，隧道上方存在较厚的连续分布的<3-1>粉细砂层、<3-2>中粗砂层，且砂层普遍与岩层相接，中间隔水层较薄。若地质钻探后没有进行封孔或封孔不严，盾构掘进时，地质钻孔实际上成了砂层和隧道之间的水土通道，加

6、上砂层和岩层之间没有可塑粘性土隔断层的塌封，砂和地下水很容易沿着钻孔渗漏到土仓及管片与围岩的空隙，造成砂层固体颗粒损失及地层失水，地面沉陷，隧道上方密集且破旧的危房下沉开裂，甚至倒塌。4土压平衡盾构机下穿危房技术4.1通过前的技术措施　　（1）测量人员提前对危房进行详细调查，摸清建筑物的现状，对已有开裂、破损及其它重要部位做好标记和记录，同时提前布设沉降监测点及倾斜测点，完成初始值的测量。　　（2）盾构通过前，必须保证盾构机及运输设备一切正常，加强对设备的维护。　　（3）通过危房15m前，开仓进行刀具检查，若发现刀具损坏，

7、及时更换刀具。若非特殊情况，建筑物下禁止开仓。　　（4）盾构机通过前，对该危房进行临时支撑。4.2盾构机下穿时的技术措施　　盾构下穿危房过程中，原则是保证盾构机快速连续地通过危房，同时保证管片背后注浆。根据此原则，盾构机通过期间采取以下措施：　　（1）采取欠压掘进模式。该危房附近地质钻孔位于左线隧道正上方，且距该危房相当近，因此危房段采用欠压掘进模式，并结合掘进监测情况，气压辅助方式。　　（2）时刻留意掘进参数变化。操作人员对掘进参数尤其土仓压力要敏感，若出现土仓底部压力突然增大，而扭矩变化不大的情况，应立即关闭仓门及螺旋

8、机闸门，不出土，快速掘进，并多加气（发泡剂），把土仓压力提高到150～200Kpa。　　（3）渣土分析及出土控制：每环都要清洗渣土样，分析渣土变化。　　（4）避免刀盘“结泥饼”导致的盾构机无法推进，在危房下长时间停滞。泥质粉砂岩，在遇水软化后具有一定的粘性，在掘进时容易“结泥饼”。因此，掘进过程中应坚持