潘璐 陈冲 万超

摘 要 针对淤泥质粉细砂层特点，结合福州二号线水部站-紫阳站双线区间盾构分别近距侧穿和下穿橡胶厂宿舍危楼工程实例，分析了在高灵敏土层中下穿老旧建筑物的掘进参数控制及相关措施。通过合理设置掘进参数，并辅助渣土改良、二次注浆、克泥效措施，加强监控量测和信息反馈频率，有效控制了二次穿越造成的房屋基础叠加扰动影响，实现老旧建筑物的二次成功穿越。

关键词 粉细砂层;掘进参数;沉降控制;施工措施

前言

随着地铁施工的快速发展，城市中建（构）筑物、管线繁多，在区间线路设计时往往会避开不了这些风险源。尤其是穿越粉细砂层时，地层渗透系数较大，难以控制开挖面的稳定以及盾体和盾尾后管片与土体之间的建筑空隙的填充。因此，根据本工程案例总结的掘进参数和有效的控制措施，对以后类似施工具有指导意义。

1工程概况

福州二号线水部站-紫阳站盾构区间右线长1139.708m、左线长1145.05m，采用开挖直径6.48米海瑞克复合式土压平衡盾构机掘进施工。

右线在195～240环（总计55.2m）范围内侧穿楼房，左线在195～240环（总计55.2m）范围内正下穿楼房。隧顶覆土深度14.6～15.5m，平面曲线为缓和曲线。盾构隧道主要穿越地层为<2-4-5>淤泥质粉细砂。地层含水量大、渗透性强、自稳性差。

所穿越该楼房为五层砖混结构，约建于1978年，地下基础为砖砌条形基础，埋深1.5米，基础底部土质为人工填土。该房屋墙体空鼓脱落较多，墙体承载力削弱，房屋整体向北倾斜。

2穿越建筑物总体筹划

盾构机开挖过程中，粉细砂的流失和软土的侧向挤出，若得不到及时填充，则极容易造成地表沉降，导致建筑物开裂甚至倒塌。为确保顺利下穿，分四个阶段进行施工：第一阶段：区间右线试验段掘进;第二阶段：区间右线侧穿建筑物掘进;第三阶段：区间左线试验段掘进;第四阶段：区间左线下穿建筑物掘进。

3盾构掘进参数控制

3.1 掘进速度

盾构机在穿越过程中，需匀速通过，严禁出现非正常停机。掘进速度控制在35～40mm/min。

3.2 趋势控制

盾构机掘进趋势越大，会使开挖面积越大，从而导致地表沉降。趋势宜控制在：-4<水平趋势<4，-4<垂直趋势<4。

3.3 土仓压力

根据试验段的数据分析总结，并估算建筑物整体重量，设定切实可行的土仓压力，土仓压力值控制为：①181～190环：土仓建压1.8～2.0bar②191～250环：土仓建压2.1～2.3bar③251环之后：土仓建压1.9～2.1bar

三个阶段土仓压力保持均一、稳定，根据地层变化，及时调整。正常停机，土仓建压至2.4bar。

3.4 刀盘转速

刀盘转动越快，对前方土体扰动越大，所以刀盘转速控制在1.0～1.2rpm。

3.5 出渣量

嚴禁出现超挖，每环出渣量严格控制在37～39m3。

4房屋沉降控制措施

4.1 同步注浆

同步注浆每方配合比设定为水泥：粉煤灰：膨润土：砂：水=92：486：65：899：398。稠度应该满足122±5mm。同步注浆方量为7m3，注浆压力2～3bar，结合推进速度，压力和流量双控。

4.2 二次注浆

按照6小时沉降量达到1mm、日沉降量达到3mm标准，则立刻进行二次注浆。在拱顶90°范围（14、15、1、2点位）开孔注浆，浆液采用单液浆，水灰比0.8～1：1，每两环进行一次注浆，多点少量，注浆压力不超过0.3MPa，注浆量为每孔注入1m3。如果沉降量趋势未减小，则进行注双液浆，水泥浆：水玻璃=1：1。之后均在管片脱出盾尾后4环进行二次注双液浆，每环均要注，注浆位置为顶部15点位或1点位，注浆量为1m3。

4.3 注入克泥效

通过中盾径向孔注入克泥效，在刀盘泵启动后，开始注入，保证注浆压力在0.4～0.6MPa，按照0.6m3水、300kg克泥效拌浆。

4.4 监测措施

（1）监测项目。①周边地表监测点及建（构）筑物监测点的沉降值;②建筑物监测点沉降量最大值与最小值的差值;③同一横断面建筑物监测点的差值。

（2）监测频率。①地表监测。a.地表日沉降变化速率不超过3mm或累计差异沉降量不超过10mm时，每6小时一次;b.日沉降变化速率达到3mm或累计差异沉降量达到10mm时，每4小时一次;c.日沉降变化速率达到8mm或累计差异沉降量达到20mm时，每3小时一次。②房屋监测。房屋监测采用静力水准仪实施24小时不间断自动监测，监测数据每5秒更新一次，可在移动终端查看数据。

5各阶段数据情况

5.1 右线试验段掘进

右线1～100环试验段中，前30环沉降量最大达到35.44mm，30～100环累计沉降量最小为6.67mm，最大为18.33mm。盾构机脱出加固体，掘进参数需及时调整，调整后参数如下：

5.2 右线侧穿建筑物掘进

该段掘进过程中，加入克泥效辅助措施，根据地层埋深及地表沉降量将掘进参数重新做了优化，参数如下：

最终监测出地表累计沉降量最小值为6.87mm，最大值为9.32mm。建筑物所有监测点累计沉降量均在2mm内，沉降量在合格范围内。

5.3 左线试验段掘进

始发掘进前拆除刀盘开挖半径最大的两把边缘滚刀，使刀盘开挖半径减小2cm左右，减小开挖轮廓与盾壳间隙。

结合中盾径向孔注入克泥效，试验段从140环至170环，掘进参数如下：

监测数据显示左线140环～170环累计沉降量最大值为27.83，mm，最小值为2.94mm。

原因分析：①前150环盾构机设备故障率较高，间断性停机时间较长;②且右线在左线之前始发，已对土体累加扰动。

5.4 左线下穿建筑物掘进

正下穿施工中，掘进参数基本与试验段一致，建筑物沉降累计变化量最小值为-0.12mm，最大值为-6.82mm。所有监测点累计沉降量均在8mm内，房屋无变形。

6结束语

经过四个阶段的施工分析，对精密控制沉降主要有以下几点总结：①减小开挖半径，减小开挖轮廓与盾壳间隙;②根据地层土质、埋深变化以及地表、建筑物实时沉降数据及时分析调整盾构掘进参数;③通过中盾径向孔向盾壳外注入克泥效可以填充土体与盾壳之间的建筑空隙;④严格把控现场同步注浆配比与方量，现场每环取样测稠度;⑤确保管片止水条粘贴及拼装质量合格，防止管片渗漏水产生;⑥在盾尾后7环每两环在管片4点位、12点位及16点位进行管片壁后注浆;⑦管片脱出盾尾15环则进行二次注双液浆加快浆液凝固及稳定;⑧建立地面视频监控系统，将盾构机PDV参数显示与VMT测量导向系统数据联络至地面监控室显示屏上，盾构机内安装视频监控系统。实现地下地上双监控;⑨采用静力水准仪，在建筑物上布设监测点，数据直接反馈至移动终端。监测数据调整至每5秒更新一次。⑩加强盾构机及相关配套设备维修保养，减小设备故障率。