程 成

中鐵二十五局集團第五工程有限公司，山東 青島 266000

隨著城市建設的加快，越來越多的城市都在進行地鐵建設，地鐵網(wǎng)逐步完善的過程中不可避免地會出現(xiàn)下穿既有建筑物的情況，地鐵的施工破壞了土體原有的平衡狀態(tài)，會對上層的既有建筑物造成不均勻沉降、傾斜、開裂等危害。針對盾構隧道開挖對地表的影響，國內(nèi)外很多學者進行了研究，但是研究的內(nèi)容不夠全面。由于磚混結構的墻體有易于開裂的缺點，下穿施工造成的建筑物基礎不均勻沉降會造成墻體開裂，嚴重危害房屋的使用壽命。

1 工程概況

1.1 項目概況

深圳市16號線一工區(qū)包含2站2區(qū)間：龍城西站、龍城西站、大運站—龍城西站區(qū)間、龍城西站—龍城西站區(qū)間；全長約2.3km，全部采用地下敷設方式。大運北站—龍城西站區(qū)間位于龍崗區(qū)黃閣路，沿黃閣路自南向北方向敷設，附近建筑物有陽光·天健城（約22～25層）。文章研究的風險源為盾構下穿老舊小區(qū)，隧道外輪廓至建筑物基礎底面最小垂直凈距約為9m。隧道主要穿越粉質(zhì)黏土素填土1-1層，碎石填土1-2層，含礫粉質(zhì)黏土8-5-3層，全風化砂巖30-1-3層，強風化砂巖30-2-3層，中風化砂巖30-3-3層，微風化灰?guī)r（破碎）31-3-12層。大運北站—龍城西站區(qū)間場地地層巖性較復雜，覆蓋層主要為全新統(tǒng)人工填土層、第四系全新統(tǒng)沖洪積層、殘積層，下伏基巖為石炭系下統(tǒng)測水組砂巖和石炭系下統(tǒng)石蹬子組灰?guī)r。

1.2 加固措施

（1）盾周注漿。在管片上增設注漿孔、預埋注漿管，根據(jù)地質(zhì)及掘進情況，選擇合適的時機對隧道周邊一定范圍內(nèi)的地層進行注漿加固。

（2）袖閥管注漿。盾構機穿越小區(qū)前沿建筑物基礎邊以2m間距布置袖閥管，共需布置156根袖閥管，深度達到隧道頂部2m的位置。盾構通過房屋基礎前，進行地面預注漿加固，盾構通過時由地面注漿管進行補漿，盾構通過后根據(jù)監(jiān)測控量測的結果決定是否進行跟蹤注漿。

2 隧道下穿建筑物施工措施

2.1 嚴格控制盾構掘進參數(shù)

隧道結構的變形以及開挖造成的地層損失是造成建筑物沉降的主要原因。因此，在實際施工時，要控制地層損失率以及盾構推進壓力，盾構通過管片拼裝后及時注漿，并注意控制同步注漿的量與壓力，保證管片背后注漿密實，可以有效減輕地表以及建筑物沉降程度。

2.2 優(yōu)化注漿加固措施

原設計的盾周半周2m注漿以及單排袖閥管注漿的措施并不能很好地保證施工過程中建筑物的穩(wěn)定，建議更換為全周注漿2m結合雙排袖閥管加固的方式，這樣可以在最大程度上降低建筑物沉降度，提高建筑物基礎的穩(wěn)定性。

2.3 加強監(jiān)測以及跟蹤注漿

老舊磚混建筑物對變形極為敏感，應在施工時強化監(jiān)控測量，在盾構全過程實行信息化施工，及時反饋變形情況，密切監(jiān)視建筑物的位移情況。尤其是對于雙線盾構下穿隧道的情況，加強后開挖隧道下穿隧道時的變形監(jiān)測。在變形速率超過預警值時，及時采用袖閥管進行跟蹤注漿，加固土體，使建筑物變形趨于穩(wěn)定。

3 建筑物變形控制標準

根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007—2011）對建筑地基沉降的要求，并結合實際情況，確定控制標準。建筑地基沉降控制標準如表1所示。

表1 建筑地基沉降控制標準

4 現(xiàn)場監(jiān)測分析

4.1 監(jiān)測項目簡介

施工控制措施采用盾周注漿2m結合地面雙排袖閥管加固，為保證施工安全需要對盾構隧道穿越建筑物全過程進行施工監(jiān)測。監(jiān)測項目包括地表沉降、建筑物沉降以及傾斜。地表沉降采用水準儀進行監(jiān)測，建筑物沉降以及傾斜采用水準儀、經(jīng)緯儀和全站儀進行監(jiān)測。

開挖面前方監(jiān)測頻率：當5D＜L≤8D（D為隧道開挖直徑，L為開挖面至監(jiān)測點或檢測斷面的水平距離），監(jiān)測頻率為1次/（3～5d）；當3D＜L≤5D，監(jiān)測頻率為1次/2d；當L≤3D，監(jiān)測頻率為1次/1d。

開挖面后方監(jiān)測頻率：周圍巖土和周邊環(huán)境當L≤3D，監(jiān)測頻率為（1～2次）/1d；當3D＜L≤8D，監(jiān)測頻率為1次/（1～2d）；當L＞8D，監(jiān)測頻率為1次/（3～7d）。

地表沉降和建筑物沉降以及傾斜監(jiān)測項目的控制指標如表2所示。

表2 監(jiān)測項目控制指標

4.2 監(jiān)測結果分析

（1）地表沉降。依據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測結果，提取各個測點的數(shù)據(jù)，監(jiān)測曲線如圖1所示。通過地表沉降監(jiān)測結果可以得到隧道左右線穿越建筑物時，在前期階段地表沉降較為敏感，呈現(xiàn)較大變形，右線隧道開挖在10d左右變形地表沉降呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，左線開挖在12d左右地表變形開始逐漸穩(wěn)定，通過監(jiān)測曲線最終累積沉降可以看出所采用的控制措施可以使地表沉降達到控制標準。

圖1 地表沉降監(jiān)測曲線圖

（2）建筑物沉降。依據(jù)現(xiàn)場工程監(jiān)測，提取各個測點的數(shù)據(jù)，監(jiān)測曲線如圖2所示。由監(jiān)測曲線可以看出，所采用的控制措施可以使地表沉降達到控制標準。此外，根據(jù)沉降值可推算出全過程最大建筑物傾斜值為0.00015，滿足建筑物傾斜值的要求。

圖2 建筑物沉降監(jiān)測曲線圖

5 結論

（1）盾周注漿加固機理為通過控制隧道洞周收斂變形，從而改善地表沉降。全周注漿由于具有成環(huán)效應，相較于半周注漿，可以更好地限制隧道洞周收斂，從而更好地控制地表沉降槽的寬度和深度，以及建筑物的沉降變形以及沉降差。此外，全周注漿對建筑物基礎的穩(wěn)定性提升明顯優(yōu)于半周注漿，結合經(jīng)濟性和安全性，全周注漿2m為最佳選擇。

（2）袖閥管加固的機理為通過改善建筑物基礎周邊土體來改善建筑物沉降，同時提高建筑物基礎的穩(wěn)定性。由于袖閥管注漿范圍有限，對建筑物沉降量的改善作用不明顯，但可以有效提高建筑物基礎的穩(wěn)定性，降低建筑物的變形速率。如果與改善洞周收斂變形的盾周注漿加固相結合，則可以充分發(fā)揮其提高穩(wěn)定性的作用。

（3）通過現(xiàn)場監(jiān)測，采用盾周注漿2m結合地面雙排袖閥管加固的控制措施可以有效保證建筑物的基礎安全。