一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法技术

本发明专利技术公开了一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，包括以下步骤：(1)盾构下穿建筑物，设置、加固、监测。本发明专利技术对每个步骤进行了改进措施，使盾构区间下穿城市密集建筑物实现了高质量安全下穿的目的。

A method of shield construction and monitoring under dense buildings in City

【技术实现步骤摘要】
一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法
本专利技术涉及隧道施工领域，尤其涉及一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法。
技术介绍
在城市地表下隧道施工，在对穿越城市密集建筑物的隧道施工中，要求需要对特殊施工段的创新施工方法，对现有隧道盾构下穿城市密集建筑物的施工进行改进，以达到高质量又安全施工的目的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，是一种改进的新的施工方法。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，包括以下步骤：(1)盾构下穿建筑物，设置土压力为：正面平衡压力：P＝k0γh，P：平衡压力，γ：土体的平均重度(KN/m3)，h：隧道埋深(m)，k0：土的侧向静止平衡压力系数；设置推进速度为30～40mm/min，每60cm测量一次纠正盾构机的推进方向；设置同步注浆浆液配比重量份比例为:水泥200，粉煤灰350，膨润土100，砂600，水550；推进单环管片造成的理论建筑空隙为：4.04(m3)，设置实际的压注量为每环管片理论建筑空隙的130％～180％，泵送出口处的压力0.2-0.4MPa；盾构姿态保持盾构水平蛇行小于10mm/环；上下小于5mm/环；盾构掘进参数：掘进速度(cm)3～4，推力(KN)9000～13000，扭距(KN·m)3000～4000，刀盘转速(rpm)1.0～1.2，土仓压力(MPa)0.15～0.2。优选地，所述下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，还包括以下步骤：(2)掘进通过后加固措施：1)二次注浆:管片脱出盾尾后采用二次补强双液浆注浆,双液浆重量份配比为：水泥浆液混合液的水和水泥灰比为0.8：1，水玻璃混合液溶液配比为水玻璃：水为0.6：1，将所述混合液水泥浆液：水玻璃溶液重量份为1：1再次制成混合液；2)地面注浆加固：注浆孔布置：注浆孔沿线路穿越范围内建筑物周边轮廓线布置，间距1.5m，孔深比建筑物桩基深2m；采用水泥浆—水玻璃双液浆，浆液配比同上述二次注浆；注浆量压力：，注浆压力1～2Mpa；注浆时，当每个孔段达到终压之后，且注浆量单液浆小于20～30升/分，稳定20-30分钟后结束注浆；双液浆泵量小于30～40升/分，持续20分钟后结束注浆。优选地，所述下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，还包括以下步骤：(3)布置监测点：1)在隧道施工影响范围内的建筑主体结构上设置沉降监测点、倾斜监测点，在每幢需进行监测的建筑物的底部墙体1m高位置布设沉降观测点，布置在建筑物的承重构件、基础角点、柱底部；在建筑顶部每个角布设倾斜、位移观测点；2)盾构施工对建筑物影响程度分析：按照Peck公式进行计算，Peck公式：其中：式中：v—地层损失，地表沉降容积；Smax—距隧道中心线的最大沉降量；χ—距隧道中心线的距离；i—沉降槽宽度系数，沉降槽曲线拐点；z—隧道中心埋深；Φ—为土的内摩擦角，对于成层土取加权平均值；取地面横向沉陷槽宽度W/2≈2.5i，根据Peck公式估算地表沉陷槽宽度最大约为10m，从两侧向中间均匀沉降。3)盾构施工地表隆陷变化的盾构到达前，盾构到达时，盾构通过时；盾尾通过时，后期沉降阶段中，对地表建筑物变形能力设置控制标准：砌体承重结构局部倾斜控制：砌体承重结构沿纵墙6～10m内基础两点的沉降差与其距离的比值：对中、低压缩性土为0.002，对高压缩性土为0.003；对于框架结构和单层框架结构相邻柱基的沉降差控制：框架结构对中、低压缩性土的沉降差为0.002L，对高压缩性土的沉降差为0.003L，L为相邻柱基的中心距离；对于高层或多层建筑物的基础倾斜：当H＜24m时，中低压缩性土为0.004L，高压缩性土为0.004L；当24≤H＜60m时，中低压缩性土为0.003L，高压缩性土为0.003L。优选地，所述下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，还包括以下步骤：施工监测，所述监测内容及布设包括：1.现场巡查：监测影响范围内地物地貌、隧道内部；2.地表沉降及隆起：监测影响范围内地表，采用埋深、线间距合理布设方法：1)盾构始发、到达段，联络通道位置断面间距5m，断面横向布设9-11个测点；2)盾构始发前50米，10米设置一个监测断面，断面横向布设9-11个测点；2)盾构始发50～100米，20米设置一个监测断面，断面横向布设9-11个测点；4)盾构左、右线沿隧道轴线，每5m布设1个中线点；3.管线沉降：监测影响范围内管线；测点布设方法：1)盾构主要影响区域内管线，沿管线上方每5～10m布设一个测点；2)盾构次要影响区域内管线；结合管线的属性，沿管线方向每20～30m布设一个测点；4.拱顶竖向位移，监测管片初支内侧顶部，与地表中线点位置对应布设：1)盾构始发与接收段、联络通道区段；2)地层偏压、围岩软硬不均、地下水位较高等地质条件复杂区段；3)下穿或临近重要建筑物、管线周边环境条件复杂区段；4)监测断面在拱顶、拱底、两次拱腰处布设净空收敛测点；5)竖向位移测点，两侧拱腰处净空收敛测点可兼作水平位移点。5.建构筑物变形：监测影响范围内建(构)筑物，测点布设方法：1)竖向位移监测点沿建筑物外墙布设，四角及拐角处有监测点；建筑物位于1倍范围内时，沿外墙每10m或每隔2根承重柱布设1个测点，其余每10m～15m或每隔2～3根承重柱布设1个测点；2)倾斜监测点布在建筑物的承重柱或外墙上；3)裂缝监测点布在应力或应力变化较大有代表性部位的裂缝或宽度较大的裂缝；6.土体分层竖向位移，监测隧道轴线上方地层，测点布设方法：1)在盾构始发、到达段5～15米范围内，左右线分别布设2个监测点；2)在盾构施工中换刀位置设置1个监测点；3)盾构掘进异常位置布设1个监测点；4)在盾构穿越的建构筑物前后各布设1个测孔；所述受影响指位于隧道埋深约1～2倍的距离范围。优选地，所述下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，还包括以下步骤：所述建构筑物沉降、倾斜及裂缝监测测点布设方法：建筑物沉降观测基点与地表垂直位移监测网基点共用，将建筑物沉降监测点纳入其中构成闭合线路、附合线路的形式；观测、计算方法：建筑物沉降观测采用几何水准测量方法，使用精密水准仪进行观测，计算方式：A、B两点的高差：hab＝a-b(高差＝后视读数-前视读数)的出待定点B的高程HB为：HB＝HA＝hAB建筑物裂缝观测采用埋钉法，在建筑物大的裂缝两侧各钉一颗钉子，使用游标卡尺测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断裂缝变化长度、宽度、位置；建筑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，包括以下步骤：/n(1)盾构下穿建筑物，设置推进速度为30～40mm/min，每60cm测量一次，纠正盾构机的推进方向；设置同步注浆浆液配比重量份比例为:水泥100-300，粉煤灰300-400，膨润土80-120，砂500-700，水500-600；/n推进单环管片造成的理论建筑空隙为：4.04(m

【技术特征摘要】
1.一种下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，包括以下步骤：
(1)盾构下穿建筑物，设置推进速度为30～40mm/min，每60cm测量一次，纠正盾构机的推进方向；设置同步注浆浆液配比重量份比例为:水泥100-300，粉煤灰300-400，膨润土80-120，砂500-700，水500-600；
推进单环管片造成的理论建筑空隙为：4.04(m3)，设置实际的压注量为该每环管片理论建筑空隙的130％～180％，泵送出口处的压力0.2-0.4MPa；
盾构掘进参数：掘进速度(cm)3～4，推力(KN)9000～13000，扭距(KN·m)3000～4000，刀盘转速(rpm)1.0～1.2，土仓压力(MPa)0.15～0.2。


2.根据权利要求1所述下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，还包括以下步骤：
(2)掘进通过后加固措施：
1)二次注浆:
管片脱出盾尾后采用二次补强双液浆注浆,双液浆重量份配比为：水泥浆液混合液的水和水泥灰比为0.8：1；水玻璃混合液溶液配比水玻璃：水为0.6：1；将所述混合液水泥浆液：水玻璃溶液重量份比例为1：1再次制成混合液；
2)地面注浆加固：
注浆孔布置：注浆孔沿线路穿越范围建筑物的周边轮廓线布置，间距1.5m，孔深比建筑物桩基深1-3m；采用水泥浆—水玻璃双液浆，浆液配比同上述二次注浆；
注浆量压力：，注浆压力1～2Mpa；
注浆时，当每个孔段达到终压之后，且注浆量单液浆小于20～30升/分，稳定20-30分钟后结束注浆；双液浆泵量小于30～40升/分，持续15-25分钟后结束注浆。


3.根据权利要求1所述下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，还包括以下步骤：
(3)布置监测点：
1)在隧道施工影响范围内的建筑主体结构上设置沉降监测点、倾斜监测点，在每幢需进行监测的建筑物的底部墙体1m高位置布设沉降观测点，布置在建筑物的承重构件、基础角点、柱底部；在建筑顶部每个角布设倾斜、位移观测点；
2)盾构施工对建筑物影响程度分析：按照Peck公式进行计算，Peck公式：



其中：
式中：v—地层损失，地表沉降容积；
Smax—距隧道中心线的最大沉降量；
χ—距隧道中心线的距离；
i—沉降槽宽度系数，沉降槽曲线拐点；
z—隧道中心埋深；
Φ—为土的内摩擦角，对于成层土取加权平均值；
取地面横向沉陷槽宽度W/2≈2.5i，根据Peck公式估算地表沉陷槽宽度最大为8-12m，从两侧向中间均匀沉降；
3)盾构施工地表隆陷变化的盾构到达前、盾构到达时、盾构通过时、盾尾通过时、后期沉降阶段中，对地表建筑物变形能力设置控制标准，如下：
砌体承重结构局部倾斜控制：砌体承重结构沿纵墙6～10m内基础两点的沉降差与其距离的比值：对中、低压缩性土为0.002，对高压缩性土为0.003；
对于框架结构和单层框架结构相邻柱基的沉降差控制：框架结构对中、低压缩性土的沉降差为0.002L，对高压缩性土的沉降差为0.003L，L为相邻柱基的中心距离；
对于高层或多层建筑物的基础倾斜：当H＜24m时，中低压缩性土为0.004L，高压缩性土为0.004L；当24≤H＜60m时，中低压缩性土为0.003L，高压缩性土为0.003L。


4.根据权利要求1-4之一的所述下穿城市密集建筑物的盾构施工及监测方法，还包括以下步骤：施工监测，包括：
1.现场巡查：监测影响范围内地物地貌、隧道内部；
2.地表沉降及隆起：监测影响范围内地表，采用埋深、线间距合理布设方法：
1)盾构始发、到达段，联络通道位置断面间距5m，断面横向布设9-11个测点；
2)盾构始发前50米，10米设置一个监测断面，断面横向布设9-11个测点；
3)盾构始发50～100米，20米设置一个监测断面，断面横向布设9-11个测点；
4)盾构左、右线沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚义，田作华，王天武，肖祥，廖友根，彭毅，刘浪，王丙吉，蒋华，周祖斌，朱斌，唐毅雨，郭旭光，
申请(专利权)人：中铁二十二局集团轨道工程有限公司，中铁二十二局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11