宋曉峰

（中鐵十九局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，北京 101300）

0 引言

復(fù)雜地層中盾構(gòu)側(cè)穿建筑物引起地表變形影響因素繁多，地表變形不可控性更大，只有找到對(duì)地表變形影響較大的因素，才能有針對(duì)性、有效地采取施工應(yīng)對(duì)措施，以期做到降低軟硬不均復(fù)合地層中盾構(gòu)側(cè)穿淺基礎(chǔ)建筑物的施工風(fēng)險(xiǎn)，減小盾構(gòu)對(duì)周邊建筑物的影響程度。郭雙喜[1]、饒宇[2]對(duì)該盾構(gòu)區(qū)間隧道所獲得的地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。分析了影響沉降的因素；李濤等[3]基于隨機(jī)介質(zhì)理論，考慮巖層與土層性質(zhì)差異性，將地層分為巖層與土層兩部分，建立了雙層介質(zhì)計(jì)算模型?？椎买E[4]總結(jié)概括已有盾構(gòu)施工引起地表位移的理論基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)際工程盾構(gòu)施工參數(shù)和地表位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1 盾構(gòu)側(cè)穿側(cè)穿建筑物案例

廣州地鐵四號(hào)線南延段土建3 標(biāo)大涌站到塘坑站區(qū)間場(chǎng)地地面條件較為簡單，線路周邊場(chǎng)地現(xiàn)狀主要為道路及綠化用地及企業(yè)用地，左右兩側(cè)以村鎮(zhèn)民居、商鋪為主，區(qū)間位置如圖1 所示。

圖1 大涌盾構(gòu)法區(qū)間平面示意

取盾構(gòu)側(cè)穿側(cè)穿建筑物最具有代表性的部分，層數(shù)最多一棟建筑物1 為研究對(duì)象進(jìn)行研究，隧道與建筑物關(guān)系剖面示意如圖2 所示。

圖2 隧道與側(cè)穿建筑物1 關(guān)系剖面示意

2 復(fù)雜地層中盾構(gòu)側(cè)穿建筑物沉降預(yù)測(cè)分析

2.1 建筑物結(jié)構(gòu)變形分析

2.1.1 沉降分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工進(jìn)度，工程是左右兩個(gè)隧道依次開挖，先開挖右線隧道，后開挖左線隧道，進(jìn)行有限元數(shù)值分析時(shí)，模擬區(qū)間隧道采用盾構(gòu)方式向前掘進(jìn)，步長為6 m，Y 方向?yàn)?20 m，右線先掘進(jìn)60 m，后左右兩線同時(shí)掘進(jìn)，這樣左右兩線就有30 個(gè)施工步。當(dāng)隧道右線和左線分別開挖到建筑物下時(shí)，建筑物均出現(xiàn)較為明顯的沉降。測(cè)點(diǎn)5 和7 沉降最大，最大沉降為7.69 mm。

2.1.2 傾斜分析

由表1 可知：有限元預(yù)測(cè)的隧道開挖引起的垂直隧道走向方向差異沉降最大，最大差異沉降為8.91 mm，沿隧道方向的差異沉降率最大，最大差異沉降率為0.801‰。

表1 施工過程中兩棟建筑物傾斜表

2.2 注漿壓力與淺基礎(chǔ)的影響分析

取最不利工況，即淺基礎(chǔ)建筑物位于兩隧道正上方，建筑物長14 m，寬10 m，左右兩個(gè)隧道依次開挖，先開挖完右側(cè)隧道再開挖左側(cè)隧道，考慮到隧道沿線周邊大部分建筑物的基礎(chǔ)為混凝土獨(dú)立淺基礎(chǔ)，只模擬獨(dú)立淺基礎(chǔ)情況，基礎(chǔ)埋深為-4 m。注漿壓力分別取0.1 MPa、0.2 MPa、0.3 MPa、0.5 MPa、1.0 MPa。不同注漿壓力下淺基礎(chǔ)最大沉降如圖3 所示。

圖3 不同注漿壓力下淺基礎(chǔ)的最大沉降

（1）當(dāng)左線區(qū)間隧道掘進(jìn)到60 m 時(shí)，基礎(chǔ)有明顯向上隆起發(fā)生，最大抬升量為16.7 mm。當(dāng)盾構(gòu)通過淺基礎(chǔ)后，由于注漿壓力消散，淺基礎(chǔ)沉降明顯增大，盾構(gòu)推進(jìn)到右線60 m 左右位置時(shí)，淺基礎(chǔ)也發(fā)生了明顯隆起。

（2）當(dāng)?shù)孛孀{小于0.3 MPa 時(shí)，盾構(gòu)通過淺基礎(chǔ)60 m 后，淺基礎(chǔ)沉降有所增長（圖3）；當(dāng)?shù)孛孀{大于0.3 MPa 時(shí)，盾構(gòu)尾盾掘進(jìn)離開基礎(chǔ)60 m 后，淺基礎(chǔ)變形趨勢(shì)較小，故本節(jié)研究建議施工時(shí)注漿壓力不宜小于0.3 MPa，宜取0.3～0.5 MPa，由埋深-13 m 及上覆土體重度計(jì)算，考慮地下水位的影響，盾構(gòu)注漿范圍的上覆土體壓力為0.2～0.3 MPa，故注漿壓力應(yīng)略大于隧道拱底的水土壓力。

3 結(jié)束語

（1）復(fù)合地層盾構(gòu)隧道施工對(duì)下穿建（構(gòu)）筑物施工變形預(yù)測(cè)。利用數(shù)值模擬手段對(duì)復(fù)雜地層中盾構(gòu)側(cè)穿淺基礎(chǔ)建筑物的地表沉降進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析，分析了可能的沉降規(guī)律，并針對(duì)沉降規(guī)律給出了施工中控制建筑物及地表沉降變形的工程措施。

（2）同步注漿和二次注漿對(duì)盾構(gòu)隧道側(cè)穿建筑物變形控制非常重要，因此研究了注漿層彈模和注漿壓力對(duì)隧道側(cè)穿淺基礎(chǔ)建筑物的影響。結(jié)論如下：通過提高注漿層后期強(qiáng)度來控制淺基礎(chǔ)沉降的方法效果較差，可通過外加劑的加入，提高漿液注入層的初期強(qiáng)度，以確保淺基礎(chǔ)不會(huì)產(chǎn)生較大變形。

當(dāng)注漿壓力較大時(shí)，淺基礎(chǔ)會(huì)發(fā)生隆起，當(dāng)盾構(gòu)尾盾掘進(jìn)離開淺基礎(chǔ)后，由于漿液注射層內(nèi)部壓應(yīng)力消散，對(duì)淺基礎(chǔ)影響較大，使其產(chǎn)生過大沉降變形。