程 成

中铁二十五局集团第五工程有限公司，山东 青岛 266000

随着城市建设的加快，越来越多的城市都在进行地铁建设，地铁网逐步完善的过程中不可避免地会出现下穿既有建筑物的情况，地铁的施工破坏了土体原有的平衡状态，会对上层的既有建筑物造成不均匀沉降、倾斜、开裂等危害。针对盾构隧道开挖对地表的影响，国内外很多学者进行了研究，但是研究的内容不够全面。由于砖混结构的墙体有易于开裂的缺点，下穿施工造成的建筑物基础不均匀沉降会造成墙体开裂，严重危害房屋的使用寿命。

1 工程概况

1.1 项目概况

深圳市16号线一工区包含2站2区间：龙城西站、龙城西站、大运站—龙城西站区间、龙城西站—龙城西站区间；全长约2.3km，全部采用地下敷设方式。大运北站—龙城西站区间位于龙岗区黄阁路，沿黄阁路自南向北方向敷设，附近建筑物有阳光·天健城（约22～25层）。文章研究的风险源为盾构下穿老旧小区，隧道外轮廓至建筑物基础底面最小垂直净距约为9m。隧道主要穿越粉质黏土素填土1-1层，碎石填土1-2层，含砾粉质黏土8-5-3层，全风化砂岩30-1-3层，强风化砂岩30-2-3层，中风化砂岩30-3-3层，微风化灰岩（破碎）31-3-12层。大运北站—龙城西站区间场地地层岩性较复杂，覆盖层主要为全新统人工填土层、第四系全新统冲洪积层、残积层，下伏基岩为石炭系下统测水组砂岩和石炭系下统石蹬子组灰岩。

1.2 加固措施

（1）盾周注浆。在管片上增设注浆孔、预埋注浆管，根据地质及掘进情况，选择合适的时机对隧道周边一定范围内的地层进行注浆加固。

（2）袖阀管注浆。盾构机穿越小区前沿建筑物基础边以2m间距布置袖阀管，共需布置156根袖阀管，深度达到隧道顶部2m的位置。盾构通过房屋基础前，进行地面预注浆加固，盾构通过时由地面注浆管进行补浆，盾构通过后根据监测控量测的结果决定是否进行跟踪注浆。

2 隧道下穿建筑物施工措施

2.1 严格控制盾构掘进参数

隧道结构的变形以及开挖造成的地层损失是造成建筑物沉降的主要原因。因此，在实际施工时，要控制地层损失率以及盾构推进压力，盾构通过管片拼装后及时注浆，并注意控制同步注浆的量与压力，保证管片背后注浆密实，可以有效减轻地表以及建筑物沉降程度。

2.2 优化注浆加固措施

原设计的盾周半周2m注浆以及单排袖阀管注浆的措施并不能很好地保证施工过程中建筑物的稳定，建议更换为全周注浆2m结合双排袖阀管加固的方式，这样可以在最大程度上降低建筑物沉降度，提高建筑物基础的稳定性。

2.3 加强监测以及跟踪注浆

老旧砖混建筑物对变形极为敏感，应在施工时强化监控测量，在盾构全过程实行信息化施工，及时反馈变形情况，密切监视建筑物的位移情况。尤其是对于双线盾构下穿隧道的情况，加强后开挖隧道下穿隧道时的变形监测。在变形速率超过预警值时，及时采用袖阀管进行跟踪注浆，加固土体，使建筑物变形趋于稳定。

3 建筑物变形控制标准

根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）对建筑地基沉降的要求，并结合实际情况，确定控制标准。建筑地基沉降控制标准如表1所示。

表1 建筑地基沉降控制标准

4 现场监测分析

4.1 监测项目简介

施工控制措施采用盾周注浆2m结合地面双排袖阀管加固，为保证施工安全需要对盾构隧道穿越建筑物全过程进行施工监测。监测项目包括地表沉降、建筑物沉降以及倾斜。地表沉降采用水准仪进行监测，建筑物沉降以及倾斜采用水准仪、经纬仪和全站仪进行监测。

开挖面前方监测频率：当5D＜L≤8D（D为隧道开挖直径，L为开挖面至监测点或检测断面的水平距离），监测频率为1次/（3～5d）；当3D＜L≤5D，监测频率为1次/2d；当L≤3D，监测频率为1次/1d。

开挖面后方监测频率：周围岩土和周边环境当L≤3D，监测频率为（1～2次）/1d；当3D＜L≤8D，监测频率为1次/（1～2d）；当L＞8D，监测频率为1次/（3～7d）。

地表沉降和建筑物沉降以及倾斜监测项目的控制指标如表2所示。

表2 监测项目控制指标

4.2 监测结果分析

（1）地表沉降。依据现场监测结果，提取各个测点的数据，监测曲线如图1所示。通过地表沉降监测结果可以得到隧道左右线穿越建筑物时，在前期阶段地表沉降较为敏感，呈现较大变形，右线隧道开挖在10d左右变形地表沉降呈现稳定状态，左线开挖在12d左右地表变形开始逐渐稳定，通过监测曲线最终累积沉降可以看出所采用的控制措施可以使地表沉降达到控制标准。

图1 地表沉降监测曲线图

（2）建筑物沉降。依据现场工程监测，提取各个测点的数据，监测曲线如图2所示。由监测曲线可以看出，所采用的控制措施可以使地表沉降达到控制标准。此外，根据沉降值可推算出全过程最大建筑物倾斜值为0.00015，满足建筑物倾斜值的要求。

图2 建筑物沉降监测曲线图

5 结论

（1）盾周注浆加固机理为通过控制隧道洞周收敛变形，从而改善地表沉降。全周注浆由于具有成环效应，相较于半周注浆，可以更好地限制隧道洞周收敛，从而更好地控制地表沉降槽的宽度和深度，以及建筑物的沉降变形以及沉降差。此外，全周注浆对建筑物基础的稳定性提升明显优于半周注浆，结合经济性和安全性，全周注浆2m为最佳选择。

（2）袖阀管加固的机理为通过改善建筑物基础周边土体来改善建筑物沉降，同时提高建筑物基础的稳定性。由于袖阀管注浆范围有限，对建筑物沉降量的改善作用不明显，但可以有效提高建筑物基础的稳定性，降低建筑物的变形速率。如果与改善洞周收敛变形的盾周注浆加固相结合，则可以充分发挥其提高稳定性的作用。

（3）通过现场监测，采用盾周注浆2m结合地面双排袖阀管加固的控制措施可以有效保证建筑物的基础安全。