理论教育 佛山三号线土建阶段风险识别与监测分析:技术服务实践与总结

佛山三号线土建阶段风险识别与监测分析:技术服务实践与总结

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:本节以三号线工程的典型盾构区间施工情况为例,对盾构区间下穿典型环境单元施工进行风险识别及监测数据分析,整理出盾构施工下穿典型环境单元的施工控制措施。右线盾构穿越小涌村房屋部分地质情况详见图8.2。盾构下穿该房屋过程中需不间断监测,最快速度处理监测成果,根据监测数据及时调整掘进参数。根据设计图纸及调查资料得知小涌村西龙街一巷1号建筑物为天然基础。

佛山三号线土建阶段风险识别与监测分析:技术服务实践与总结

区间盾构掘进施工中面临众多下穿复杂环境的情况,有重要建(构)筑物、管线、河涌、既有轨道交通等。如何在施工中既做好自身施工风险的防控,又把对周边环境的影响降到最低,是盾构施工的重难点。本节以三号线工程的典型盾构区间施工情况为例,对盾构区间下穿典型环境单元施工进行风险识别及监测数据分析,整理出盾构施工下穿典型环境单元的施工控制措施。

一、盾构下穿密集村民房屋

(一)工程概况

三号线工程土建工程3201标段包括一站(大墩站)两区间(大墩站—东平站区间、东平站—湾华站区间),区间采用盾构法施工。本下穿工程位于大墩站—东平站区间,盾构由东平站向大墩站掘进,于DK43+200~43+620约420 m里程范围内下穿小涌村建筑物群,如图8.1所示。区间采用2台海瑞克土压平衡盾构机施工,开挖直径为6.28 m。

图8.1 盾构下穿小涌村示意图

根据线路设计情况,盾构机在DK43+200~43+620约420 m左、右线里程范围内下穿小涌村建筑物群,即盾构机在掘进第270环的位置开始下穿,在第555环位置完成下穿。根据平面图统计,涉及的隧道两侧需要加固保护的房屋共计113栋,房屋下方隧道埋深为13~22 m,房屋基础主要以天然地基为主,个别房屋基础为木桩,上部为单层~三层砖混结构。另外,由于隧道线路上方房屋(108栋)拆迁未能完成,有52栋房屋加固无法实施。

地貌上属于海陆交互相冲洪积平原地貌,所揭露第四系地层为人工填土层,海陆交互相沉积层砂层、土层及冲洪积砂层、土层,基岩为古近系㘵心组碎屑岩地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制,地下水位埋深较浅。每年4—10月为雨季,大气降雨充沛,水位会明显上升,而在冬季因降水减少,地下水位随之下降,水位年变化幅度为2.5~3.0 m。地下水水位埋藏变化较小,主要为第四系松散孔隙水,地下水位普遍较浅,实测钻孔砂层静止水位埋深为0.10~4.60 m,平均埋深为2.57 m,高程为-0.59~6.30 m,平均高程为2.00 m,基岩地下水位略低。

右线盾构穿越小涌村房屋部分地质情况详见图8.2。区间主要穿越<7-1>强风化层、<5N-2>粉质黏土层、<8-2>岩石中风化带地层,房屋下方主要为<2-1A>淤泥层、<2-1B>淤泥层、<2-2>淤泥质粉砂等。

图8.2 盾构穿越小涌村房屋地质剖面图

盾构机由北向南掘进,下穿房屋群,房屋基础大部分为天然地基,少量房屋为桩基础(钻孔桩、预制管桩、木桩),侵入房屋的桩基础已完成预处理。除房屋外,还下穿村内的南胜涌及排水管,该河涌宽约6 m,深约2 m,村内雨水均经过排水管进入此河涌。

(二)预处理措施及风险识别

1.房屋预处理情况

1)天然地基房屋

采用袖阀管注浆,袖阀管长度5 m,斜向打孔,注浆压力0.4 MPa。注浆结束后清洗管路并封管,部分孔位受拆迁影响无法布置。

2)具备冲孔条件的房屋

该房屋上部结构拆除后,采用D800的冲锤对桩基进行冲除,空孔采用低等级的砂浆和混凝土回填。

3)不具备冲孔条件的房屋

房屋上部结构拆除后,采用D100的钻头对桩基础进行抽芯破碎处理。

下穿过程中对房屋中的居民临时迁出安置。

2.风险识别

(1)根据以往案例可以看出,盾构下穿密集民房,往往民房基础较弱,一般都会进行预处理,但民房过于密集,施工空间过小,受现场条件限制有些区域无法进行预加固处理,导致有些房屋在盾构下穿过程中存在一定的风险,这就对监测提出更高要求。盾构下穿该房屋过程中需不间断监测,最快速度处理监测成果,根据监测数据及时调整掘进参数。

(2)盾构下穿小涌村密集房屋过程中,临近有基坑开挖施工,在盾构下穿房屋后,建筑物出现下沉现象,但建筑物在周边工程施工影响区域,导致监测数据的变化无法判断是盾构施工造成还是临近施工造成的。

(3)盾构洞身上方有粉质黏土和砂层,由于该地区水位较高,地下水丰富,掘进过程中易造成漏水漏砂,导致地层沉降。

(4)在软土地层及上软下硬的地层中,由于开挖面水量大、透水性大,容易发生喷涌现象,从而增加出土量,产生超挖,引发地层沉降。

(三)监测数据分析

1.监测方案

该段施工过程中,施工方及第三方监测人员现场值班对隧道上方重点房屋进行沉降和倾斜监测,对盾构施工影响区域加密监测并加强安全巡视。

房屋沉降监测点采用“L”形标志点:测点用直径φ 20的螺纹钢,前部为弯头,顶部为半球形,弯头和顶部圆头涂防锈油漆。

根据《城市轨道交通工程监测技术规范》要求,建构筑物竖向位移监测点应布设在外墙或承重柱上,且位于主要影响区监测点沿外墙间距宜为10~15 m。本项目测点基本布设于建筑物结构墙体上,根据房屋情况增加了部分沉降监测点,用于采集房屋不同部位沉降情况,由此计算房屋倾斜率等。监测点布置图如图8.3所示。

图8.3 监测平面布置图

2.监测分析

图8.4为盾构下穿过程村民房屋沉降监测曲线。根据设计图纸及调查资料得知小涌村西龙街一巷1号建筑物为天然基础。根据上述数据统计表中左右线盾构在下穿前小涌村西龙街一巷1号建筑物时(建筑物测点编号JGC-31)最大变化测点JGC-31-04累计下沉-1 mm。在下穿过程中累计最大下沉-1.7 mm,未超控制值20 mm,在下穿后7天内此房屋沉降最大测点JGC-31-03累计下沉-5.7 mm,未超控制值,区间于2018年1月2号左右线盾构均已贯通。该建筑物在盾构贯通后数月内沉降速率稳定,但在后期沉降速率明显加快,累计值达到40 mm,超过控制指标。

图8.4 盾构下穿过程村民房屋沉降监测曲线

依据现场施工情况及周边环境进行分析,造成该建筑物后期沉降过大的原因有:

(1)该房屋自身为天然基础,抗施工扰动的能力较差,及本区域地质条件多为填土、淤泥软土层、淤泥砂层;压缩性高、易扰动、稳定期长。

(2)附近100~150 m范围内有其他房建基坑施工,基坑土方开挖及降水,会造成周边地层水位下降,扰动地层不稳定。

针对建筑物后期沉降较大,施工单位采取了以下措施控制地层变形:

(1)总体上姿态处于可控范围,水平姿态控制较好,经过渣土改正后,扭矩总体较为稳定,与经验中地层对应的扭矩基本符合,刀盘转速较为稳定,土仓压力适当提高,对掘进期间地面沉降的控制效果较为明显。

(2)经过前期调整每环同步注浆量控制在7 m3以上,配合二次补浆,有效控制了工后沉降。

(3)在本区间黏土、风化岩地层中,每环注150~200 L的泡沫达到的渣土改良效果较好。

(4)总体上,盾构下穿小涌村优化的盾构掘进参数(提高土压力、加强同步注浆、快速跟进二次补浆)对地面、建筑物的沉降控制是相当有效的,沉降均未超过30 mm,绝大部分地面沉降控制在10 mm以内,且未发生过沉降突变的情况,个别位置累计沉降接近30 mm也可通过二次补浆进行控制。

(四)总 结

监测数据的及时性、有效性对风险防控起到基础性重要作用。在施工过程中,监测点必须在盾构到达前半个月到10天左右时间完成,并提前取得初始值;监测频率应根据变化速率情况进行调整,在盾构到达前24 h和盾构脱出后72 h内为重点监测时段,监测成果的反馈要及时,一方面通知施工单位及时调整盾构参数,另一方面也检验设计的各种假设和参数的正确性,为优化设计提供依据。

对地质条件差、自身结构较弱的环境风险对象,施工通过后要进行长期的沉降观测;并在巡视过程中对其他影响范围内的周边施工情况要充分了解并进行有效记录,为后期的维权善后提供充分依据。

及时总结工程经验,优化监测控制指标,提高监测预警的科学性,及时消除风险隐患,对于现场的风险防控都有积极的作用。

二、盾构下穿既有车站

(一)工程概况

三号线工程土建工程3201标段,包括一站(大墩站)两区间(大墩站—东平站区间、东平站—湾华站区间),区间采用盾构法施工。本下穿既有车站工程位于大墩站—东平站区间,盾构由东平站向大墩站掘进,在君兰路与文华南路交叉路口自北向南开始下穿广佛环城际东平站,如图8.5、8.6所示。盾构穿越城际车站下方隧道长度约55 m(第72环~108环),区间采用两台海瑞克土压水平衡盾构机,管片外径为6 m,内径为5.4 m,宽度为1.5 m。

广佛环城际东平站为地下二层六跨钢筋混凝土框架结构,基坑宽度53.53 m,基坑深度为20.031 m,设计上为盾构下穿预留的条件如下:

(1)在车站下方沿三号线隧道两侧增设抗拔桩,桩基与隧道水平净距为949~1 344 mm,具体关系详见图8.7。

(2)车站地下连续墙在盾构区间通过范围内采用玻璃纤维筋。

图8.5 盾构下穿广佛环城际东平站平面图

图8.6 区间纵断面图

图8.7 区间横断面图

(3)盾构在车站北侧开始通过时,左线盾构中心高程应为-20.162 m,盾构机上方与城际车站底板之间的净高差为622 mm(应为最小净高差),右线盾构中心高程应为-20.166 m,盾构机与城际车站底板之间的净高差为664 mm;盾构到达车站南侧时,左线盾构中心高程应为-21.414 m,盾构机上方与城际车站底板之间的净高差为1 933 mm,右线盾构中心高程应为-21.477 m,盾构机与城际车站底板之间的净高差为1 974 mm。

盾构穿越前城际车站主体结构已封顶,如图8.8。

图8.8 城际车站施工现状(已封顶)

根据城际车站既有资料,广佛环城际东平站下方的地层从上到下依次为粉质黏土层<5>、全风化层<7-1>、中风化层<7-2>、弱风化层<7-3>、微风化灰岩<9C-2>。隧道区间穿越地层主要为全风化、强风化层,隧底基本位于基岩面附近,如图8.9、8.10所示。

地貌上属于海陆交互相冲洪积平原地貌,所揭露第四系地层为人工填土层,海陆交互相沉积层砂层、土层及冲洪积砂层、土层,基岩为古近系㘵心组碎屑岩,地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制,地下水位埋深较浅。每年4—10月为雨季,大气降雨充沛,水位会明显上升,而在冬季因降水减少,地下水位随之下降,水位年变化幅度为 2.5~3.0 m。地下水水位埋藏变化较小,在主要为第四系松散孔隙水,地下水位普遍较浅,实测钻孔砂层静止水位埋深为0.10~4.60 m,平均埋深为2.57 m,高程为-0.59~6.30 m,平均高程为2.00 m,基岩地下水位略低。

图8.9 下穿城际的地质情况剖面图(开始通过)

图8.10 下穿城际的地质情况剖面图(通过完成)

第四系含水层主要为海陆交互相砂层<2-2>、<2-2-1>、<2-3-1>,其富水性和透水性与砂土颗粒组成有关,砂质颗粒越粗,分选性好,砂质纯净,则富水性好,径流通畅,透水性强,反之则差。本次勘察揭露砂层以海陆交互相粉细砂<2-2-1>、淤泥质粉细砂和中、粗砂层<2-3-1>为主,属中等—强透水层,其中淤泥质粉细砂层中含有较多黏粒或淤泥团块,富水性相对较差,海陆交互相土层,含水贫乏,透水性较差,多属弱、微透水层。

本段基岩裂隙水主要赋存在强—中风化带基岩岩体中的节理裂隙带之中,地下水的赋存条件不均一,主要与岩性、岩石风化程度、裂隙发育程度等有关。补给来源主要靠大气降水、地表水和砂层地下水的越流补给。

(二)下穿风险识别及应对措施

主要风险有以下几点:

(1)盾构隧道边线离城际车站的桩基和底板较近,盾构下穿过程中要减少对周边土体的扰动,防止桩基周边土体的扰动和底板下卧地层的扰动而引起既有结构的不均匀沉降。

(2)盾构穿越地层主要为淤泥、粉质黏土、风化岩,地层气密性好,有泥饼形成的条件,盾构在黏性土层和风化泥质岩层等地层中掘进时,可能会在刀盘中心区部位及土仓隔板前刀盘支撑之间产生泥饼。“泥饼”形成后,刀盘主轴旋转处被土粘牢,土仓及刀盘正反面泥土板结,推力变大,刀盘扭矩过大或过小,就会造成掘进困难,掘进速度急剧下降,刀盘扭矩也会上升,同时造成刀盘油温过高而使盾构无法掘进,大大降低开挖效率

(3)穿越车站范围内为下坡掘进。注浆时,浆液可能会往前流入土仓内,因此,需注意提高注浆质量。

针对下穿既有车站施工存在的风险应对措施如下。

1.确保车站结构基底土体稳定

车站基底稳定影响因素包括:① 掌子面不稳定,掌子面上方土体被不均匀刮落;② 盾构机筒体上方出现间隙导致土体下沉;③ 盾尾漏气,压力不稳定,导致土体下沉。

因此掘进期间应注意:

(1)刀盘掘进控制土仓压力,确保掌子面稳定。本次施工使用的是海瑞克S850/851土压平衡盾构机,该机型配置了气压辅助掘进系统。施工时,初定使用气压辅助系统掘进,压力控制在50~60 kPa。必要时,采用满仓掘进。(www.daowen.com)

(2)加强注浆管理,确保筒体及后方土体稳定。盾构掘进时不间断地利用径向注浆孔通过膨润土系统向筒体外侧注入惰性浆液(膨润土+砂)。同时,盾构后方同时补注双液浆,这样就可确保盾构机筒体与土体之间保持被浆液填满的状态。为了实现该目的,本次使用的机型配置了强大的注浆系统,包括:3台KSP12注浆泵作为正常掘进使用,2台加泥系统也可作为备用注浆系统。另外,增加了稳压装置,确保注浆压力稳定。

(3)加强盾尾管理,防止盾尾漏气。本次施工使用的盾构机在盾尾已配置了4道盾尾刷,因此,若做好盾尾刷保护即可确保盾尾密封效果,防止漏气。

2.预防“结泥饼”

(1)刀盘设计和刀具配置充分考虑预防泥饼问题,适量加大刀盘开口率,本标段刀盘开口率设置为28%,减少刀盘与开挖面及渣土的接触面积。

(2)不定时对渣土进行温度检测及时反映土舱内泥土粘附情况,预防“泥饼 ”的形成。

(3)盾构机设计时配置中心冲水系统,可对刀盘和土仓进行高压水清洗,同时具备通过人闸系统进入土仓人工清理泥饼的功能。

(4)盾构机在刀盘、土仓、螺旋机多点设有单管单泵泡沫注入系统,通过注入泡沫降低渣土对盾构机的附着性,同时具有良好的流动性和弹性,便于螺旋出土器排出;对于易结泥饼地层,还可以通过在泡沫剂内加入分散剂,在掘进期间迅速分解渣土,防止渣土在刀盘上和土仓内堆积,起到防治泥饼的作用。

图8.11为渣土改良系统。

图8.11 渣土改良系统

(5)通过土舱喷水提高黏土的流动性和出土效率,并防止土仓高温高热,有效防止泥饼形成。

(6)根据地质情况,采用合适的掘进模式、掘进速度和刀盘转速,当地层条件允许的情况下,掘进速度控制为50~60 mm/min,刀盘转速增加至2~3转,同时可采用气压辅助模式,利于渣土掉入土仓并携带出土仓。

(7)增加主动和被动搅拌棒,充分搅拌渣土,提高其和易性和流动性。如图8.12所示。

图8.12 搅拌渣土的搅拌棒

(三)监测数据分析

由于开挖面距离东平站较近,对该建筑物的监测频率不超过3天。当支撑轴力或支护结构水平变形接近警戒值时每天1次;当支撑轴力或支撑结构水平变形超过警戒值时或出现险情时,应按每小时监测1次或根据现场情况决定。测点布置如图8.13所示。

图8.13 下穿广佛环车站监测布点图

图8.14、8.15为盾构下穿过程中广佛环东平站监测曲线图。从图中数据可知,2017年7月28日—2017年8月22日大东区间下穿广佛环线东平站期间所有测点均未达到预警值,最大沉降测点为JGC-02-49,累计沉降为-2.7 mm,变化速率为-0.39 mm/d,全部测点变形量区在为1.8~-2.7 mm之前,从监测数据看整体结构稳定,风险安全可控,安全巡视未发现异常。

图8.14 大东区间左线下穿广佛环线东平站变化量曲线图

图8.15 大东区间右线下穿广佛环线东平站变化量曲线图

(四)总 结

(1)施工前要对盾构沿线的地质情况和要穿越的车站结构的详细情况调查,根据不同的情况做好应对处理措施。

(2)对盾构推进过程中的各参数进行调整(包括盾构推力、掘进速度、刀盘扭矩、排土量、同步注浆压力、注浆量等);盾构掘进速度与地表控制的沉降值、正面土压平衡调整值及同步注浆等相协调。连续掘进过程中,要严格控制盾构机的纠偏量;尽可能减少超挖或者欠挖,确保盾构施工的土层损失率。

(3)盾构机在施工此段前要做好刀盘改造,改造需要考虑膨胀土结泥饼的问题,避免因各种原因在此区段开仓。

(4)配合地面量测做好盾构壁后注浆及二次注浆;在盾构通过后,若沉降大应进行补注浆。

(5)严格监测措施,实行信息化施工。制定合理的监测内容和监测频率,将地面沉降监测、建筑物变形监测都作为监测的重点内容,监测数据现场处理,及时向各参建方报送,监测数据异常时快速响应,及时调整掘进参数,并同时启动应急预案,将安全隐患降至最低。

三、盾构下穿既有顶管通道

(一)工程概况

三号线工程镇安站—桂城站区间从桂城站出发,沿南海大道由北向南延伸,为地下6 m直径双线盾构区间。盾构段右线里程为YDK51+570.050~YDK52+879.427,长链2.696 m,右线总长度为1 312.073 m;左线里程为ZDK51+571.058~ZDK52+879.427,长链2.696 m,短链2.53 m,左线总长度为1 308.535 m。

区间盾构下穿顶管过街通道位置距离桂城站小里程始发端10.8 m,通道总宽度约29 m,长约59 m,高约4.9 m,顶部埋深约5.7 m,通道底距隧道顶约6.7 m,通道基础为天然基础,盾构隧道与顶管通道之间的地层主要为细砂和中粗砂层。图8.16为镇安站—桂城站区间线路平面图,图8.17为镇安站—桂城站区间下穿顶管通道平面图。

镇安站—桂城站区间隧道覆土从上至下依次为<1-2>杂填土、<2-2>淤泥质粉(细)砂、<2-1B>淤泥质土、<2-2-1>粉细砂、<3-2>中砂、<4N-2>粉质黏土,区间隧道穿越地层主要为全断面中砂层、粉细砂,隧道上部为中砂层,下部为强、中等风化泥质粉砂岩

盾构下穿顶管过街通道位置为始发端头加固段,里程范围为YDK52+879.4~YDK52+833.3,加固段长度46 m,平面线型为直线。隧道范围内主要地层为可塑粉质黏土、中砂和强风化粉砂质泥岩的复合地层。坡度为4‰,覆土深度为17.33 m,隧道沿南海大道由北向南掘进。地下水位相对稳定埋深为-0.42~0.71 m。图8.18为下穿段地质剖面图。

图8.16 镇安站—桂城站区间线路平面图

图8.17 镇安站—桂城站区间下穿顶管通道平面图

图8.18 下穿段地质剖面图

(二)下穿风险识别及管控措施

1.风险识别

(1)盾构下穿期间顶管通道结构可能出现过大变形,进而导致地面沉降过大。

(2)盾构下穿期间顶管通道结构可能因变形导致结构开裂、渗漏水。

(3)盾构掘进断面为上砂下岩地层,顶管通道结构处于淤泥质粉砂、中砂层中,盾构掘进对周边地层的扰动较大,顶管通道结构所处地层的抗扰动能力偏弱,下穿掘进地质环境较差,需加强盾构施工管控。

2.风险预防措施

(1)严格控制盾构掘进参数。对盾构机的推进速度、推力、同步注浆技术、二次注浆严格控制,加强掘进面的稳定控制技术。表8.1为下穿顶管通道段盾构掘进参数表。

(2)做好地面及通道内监控量测,根据监测结果调整盾构机推进速度、掘进参数及加强注浆技术。确保加固区地表沉降控制在允许范围内。

(3)加强泥浆循环控制,配制优质性能泥浆。

(4)提前对顶管通道周边地层进行注浆预加固。采用钻孔注浆,共65个孔(长10 m,宽9 m,孔间隔1.5 m,梅花形布置),深度一般21~27 m(盾构机范围内21 m,前方及两侧27 m),注浆压力2 MPa。注浆期间地表出现明显隆起。

表8.1 下穿顶管通道段盾构掘进参数表

3.应急处置措施

1)下穿期间顶管通道变形过大的应急处理措施

首先,要保证行人安全。一旦出现通道变形过大情况,应立即停止盾构隧道掘进,并保持泥水仓压力或适当提高泥水仓压力,有效控制通道结构继续下沉,在沉降还没控制、沉降原因还没分析清楚、沉降控制措施没有到位的条件下,严禁继续掘进。根据现场实际情况和监测情况研究决定实施下一步最有效的应急处置方案。

其次,要关注盾构掘进参数。沉降过大主要是由于泥水仓压力偏小或水土流失严重、多出土原因造成的,根据监测情况及时调整掘进参数,适当增加泥水仓压力,严格控制每环出土量与理论计算相符,严禁多出土,尽量减少对围岩的扰动。出现隆起现象则是由于推力和土仓压力过大造成,适当降低泥水仓压力。

下穿段地下水丰富,成型盾构隧道同步注浆浆液采用单液浆,保证注浆量,使管片和围岩之间的空隙填充密实。盾构通过通道结构后,如出现后期沉降继续增加的情况,及时通过管片注浆孔进行二次注浆,采用双液浆。

2)顶管通道结构出现裂缝、渗漏水应急处理措施

优化掘进参数、泥浆性能等参数,降低盾构掘进对地层的扰动。

对通道结构裂缝及渗漏水进行处理:

(1)对裂缝处沿缝开凿“V”槽,采用水泥对裂缝进行抹补。

(2)用电钻沿裂缝钻Φ5~10 mm小孔,钻好孔后在孔内埋设注浆枪头,并用水泥密封埋管处。

(3)等强1 d后对裂缝处进行灌浆,灌浆材料采用环氧树脂浆液,浆液采用灌浆泵泵送,灌浆压力为0.2~0.4 MPa。

(4)再等强1 d后,检查裂缝情况,未达到堵漏效果的再次进行灌浆,必要时以上述方法另钻孔灌浆。补浆效果满足要求后切除外露的注浆管。

3)顶管通道地面、路面沉降过大应急处理措施

盾构下穿通道期间相应地表位置还处于车站施工场地围蔽范围内,随时有条件对地面进行注浆加固。如出现地陷等情况,采取填砂灌水、回填混凝土、钻孔注浆等控制影响范围。

(三)监测数据分析

图8.19为下穿顶管通道结构监测点布置平面图。图8.20为预注浆及盾构下穿期间地表沉降曲线图。从图中曲线可知,预注浆期间地表隆起很明显,最大地表隆起量达159.1 mm,随着盾构下穿掘进通过,部分地表监测点的隆起量有所下降,总体上下穿期间地表沉降变形较为稳定。从监测分析看出,前期地表预注浆施工本身就是对顶管通道结构周边地层的扰动,注浆压力与注浆量过大进而引起地表隆起,同样的顶管通道结构也会跟着隆起。

图8.19 下穿顶管通道结构监测点布置图

图8.20 预注浆及盾构下穿期间地表沉降曲线

图8.21为预注浆及盾构下穿期间顶管通道结构的沉降曲线图。从图中曲线趋势可知,预注浆期间随着地层隆起,顶管通道结构的部分测点也跟着出现隆起,最大隆起量为22.1 mm。由于提前对顶管通道结构进行了预注浆加固,盾构下穿期间顶管通道结构的沉降变形较为可控,最大沉降量为11.4 mm,最大变化速率为1.5 mm/d。

图8.21 预注浆及盾构下穿期间顶管通道结构的沉降曲线

四、小 结

(1)提前对软弱地层进行注浆加固,可有效降低盾构下穿掘进对顶管通道结构及上覆地层的扰动影响。但注浆加固时应控制好注浆压力和注浆量,减小注浆施工对周边环境的影响。

(2)盾构下穿顶管通道施工过程中,根据高精度水准测量、地表竖向位移沉降监测和顶管内部的监测的信息反馈,及时调整盾构机泥水压力设定值和出土量,采用均衡施工的思路使盾构较为均匀向前掘进,从而达到控制顶管通道的整体变形的目的。

(3)当盾尾全部脱出顶管施工区域后,同步注浆量根据各项监测数据,定出不同的注浆量,使得盾构脱出后顶管隧道未出现较明显的工后沉降。

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