本發(fā)明涉及超淺埋隧道盾構(gòu)下穿既有管線施工方法。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，大中型城市的人口越來越多，城市內(nèi)部的交通壓力也越來越大，我國的高鐵網(wǎng)絡(luò)已基本滿足現(xiàn)在國內(nèi)客流量的需求，國家下一步的發(fā)展規(guī)劃將是城市軌道交通建設(shè)。目前北京、廣州、上海、深圳等大城市已經(jīng)建設(shè)了大量城市軌道交通線路，一些二線省會(huì)城市如石家莊、太原、哈爾濱等也相繼開始規(guī)劃和修建地鐵。地鐵是一個(gè)城市的窗口，它安全、準(zhǔn)時(shí)、人文、科技，對(duì)于有效緩解城市內(nèi)部交通壓力起著不可替代的作用，也對(duì)于周邊經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用相當(dāng)顯著。由于地鐵主要目的是為了有效緩解地面交通壓力，所以在線路設(shè)計(jì)時(shí)大多選在城市中心以及人口稠密的商業(yè)中心區(qū)域，在這些區(qū)域修建地鐵會(huì)產(chǎn)生很多復(fù)雜因素，需要穿越較多的房屋建筑、橋梁及市政建設(shè)的管線等結(jié)構(gòu)物。所以，在地鐵的修建過程中怎樣安全順利地通過這些建筑物是每個(gè)隧道工作者需要時(shí)刻考慮的問題。隧道盾構(gòu)施工掘進(jìn)過程中會(huì)對(duì)周圍的建筑物及土層產(chǎn)生不可避免的振動(dòng)影響并引起一定程度上的變形，從而影響這些建筑物功能的發(fā)揮與安全。東南沿海地區(qū)由于城市內(nèi)部多為海相沉積軟弱土層，且地下水位較高，隧道施工過程中更應(yīng)該小心謹(jǐn)慎，選取合理的施工方案及安全輔助措施更為重要。

目前很多學(xué)者也對(duì)于隧道施工過程中沉降規(guī)律進(jìn)行了不少研究，但在東南沿海軟弱地層進(jìn)行隧道盾構(gòu)施工過程中，怎樣減少乃至避免施工沉降變形的研究還相對(duì)較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種施工方便、安全性高的超淺埋隧道盾構(gòu)下穿既有管線施工方法。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種超淺埋隧道盾構(gòu)下穿既有管線施工方法，盾構(gòu)下穿我國東南沿海地區(qū)既有管線，具體包括：

一種超淺埋隧道盾構(gòu)下穿既有管線施工方法，根據(jù)《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2008)、預(yù)穿管線施工試驗(yàn)注漿參數(shù)和施工掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行施工，具體為：

步驟1)對(duì)既有管線地表面進(jìn)行加固；

步驟2)布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)位；

步驟3)進(jìn)行預(yù)穿管線施工試驗(yàn)；

其中，預(yù)穿管線施工試驗(yàn)分兩步進(jìn)行，

第一步，首先，分別預(yù)先設(shè)定注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)的初始值，所述預(yù)先設(shè)定注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)的初始值是下穿既有管線試驗(yàn)段之前正在掘進(jìn)施工的注漿參數(shù)及掘進(jìn)參數(shù)；

然后在管線位置前20環(huán)之外選取3-5環(huán)(例如73-75環(huán))距離的試驗(yàn)段進(jìn)行預(yù)穿管線施工試驗(yàn)，調(diào)整注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)，得到符合《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》的注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)；

如果得到的注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)不符合《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》，調(diào)整注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)重新進(jìn)行預(yù)穿管線施工，直到滿足《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》為止；

第二步在第一步試驗(yàn)段之后的3-5環(huán)(例如76-78)距離進(jìn)行預(yù)穿管線施工試驗(yàn)，根據(jù)《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)第一步得到的參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證與修改；

每次推進(jìn)試驗(yàn)之前進(jìn)行注漿，并對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取初始值，第一次推進(jìn)管片長度的1/4至1/2距離后再進(jìn)行量測，依據(jù)《城市軌道交通測量規(guī)范》(GB50308-2008)分析沉降的大小規(guī)律并及時(shí)修改掘進(jìn)參數(shù)，再進(jìn)行第二次管片長度的1/4至1/2距離的掘進(jìn)施工，施工通過后再采集數(shù)據(jù)，掌握沉降情況并修改掘進(jìn)參數(shù)，再進(jìn)行第三次管片長度的1/4至1/2距離的掘進(jìn)施工，以此類推，直至試驗(yàn)段結(jié)束；

步驟4)根據(jù)步驟3)得到的注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行下穿既有管線施工，施工過程中對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測。

進(jìn)一步，所述步驟1)具體為：首先，采用水泥-水玻璃雙液漿對(duì)既有管線區(qū)域進(jìn)行注漿加固，注漿孔間距2.5×2.5m，從不透水層上邊界開始注漿至砂層頂部；在隧道洞身范圍內(nèi)相對(duì)于水管中心線，加固范圍為縱向12m-15m，隧道正上方及兩側(cè)至結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)3m-5m；

然后，在注漿加固完成后，在分別位于既有管線兩側(cè)且靠近既有管線的一排注漿孔上預(yù)留安裝袖閥管。

注漿孔位布置原則：

根據(jù)計(jì)算注漿擴(kuò)散半徑為R＝2.3m，考慮注漿加固需咬合，故選取R＝1.5m，即注漿孔間距為3m，隧道開挖直徑為D＝8.8m，考慮盾構(gòu)施工影響范圍，故每橫斷面布置5個(gè)孔，考慮到之前地面隆起情況，可能為注漿壓力偏大，故在注漿孔之間，距注漿孔1.5m位置布設(shè)泄壓孔。

進(jìn)一步，所述步驟2)具體為：沉降監(jiān)測點(diǎn)位的布置依據(jù)：一個(gè)橫斷面布設(shè)五個(gè)點(diǎn)，中間拱頂位置一個(gè)點(diǎn)，兩邊各對(duì)稱布設(shè)兩個(gè)點(diǎn)，兩邊的點(diǎn)位中其中一個(gè)在隧道限界里面，另一個(gè)在隧道限界外面。

進(jìn)一步，所述沉降監(jiān)測點(diǎn)位的施工方法為：

采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔布設(shè)監(jiān)測孔；孔徑108mm；

首先鉆至設(shè)計(jì)深度；然后將鉆機(jī)移開；其次將Φ50mmPVC管放至孔內(nèi)；再次在PVC管與孔壁之間回填砂將PVC管固定，回填深度為設(shè)計(jì)深度的1/2-2/3；緊接著，采用Φ18mm鋼筋放入PVC管內(nèi)做為監(jiān)測點(diǎn)，最后，完成后取得初始值。

進(jìn)一步，所述步驟3)具體為：

步驟I，第一次試注漿；

首先，確定注漿孔布置及注漿參數(shù)；

首次試注漿共注漿兩排，每排至少5或7個(gè)點(diǎn)；間距3m-5m；

然后，對(duì)試注漿過程的沉降監(jiān)測，在兩處橫斷面布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，取得初始值；

布設(shè)范圍為現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)刀盤位置前方距離不小于10m；每橫斷面設(shè)3個(gè)點(diǎn)，在管片中心點(diǎn)位置水管底部以下0.5m至1m之間布設(shè)深層監(jiān)測點(diǎn)；在管片與管片之間中心點(diǎn)位置水管頂部以上0.2m至0.5m布設(shè)淺層監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測頻率為3次/天；

最后，通過對(duì)試注漿試驗(yàn)段的地表監(jiān)測數(shù)據(jù)依據(jù)《城市軌道交通測量規(guī)范》(GB50308-2008)進(jìn)行分析，從而得到符合《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2008)的注漿參數(shù)；

步驟II，第二次試注漿；

在第三處橫斷面重復(fù)步驟I中橫斷面施工的內(nèi)容，對(duì)之前步驟I中第一次試注漿得到的參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證及修改。

進(jìn)一步，所述步驟4)具體為：

首先，按照試驗(yàn)段確定的掘進(jìn)參數(shù)，勻速推進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，控制出土量，保證同步注漿量充足，同時(shí)安排拼裝手拼裝管片，穿越既有管線區(qū)域；

然后，在施工中根據(jù)地層情況采用注入添加泡沫或膨潤土；并應(yīng)適時(shí)的進(jìn)行監(jiān)控。

進(jìn)一步，在對(duì)既有管線表面進(jìn)行加固前，還應(yīng)進(jìn)行下述步驟：

I)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，設(shè)計(jì)方案；

II)按檢修保養(yǎng)手冊對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)檢修；提前對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行檢查保養(yǎng)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)進(jìn)行全面檢修，保證盾構(gòu)機(jī)處于良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免盾構(gòu)機(jī)因機(jī)械故障而造成停機(jī)或開倉檢查機(jī)具，減少附加沉降；

III)結(jié)合步驟b盾構(gòu)機(jī)的工作參數(shù)以及步驟a的資料，進(jìn)行初始參數(shù)設(shè)計(jì)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

為了確保水管完好無損，進(jìn)行了預(yù)穿施工試驗(yàn)，采用化學(xué)改良劑對(duì)土體進(jìn)行加固，試驗(yàn)過程中通過實(shí)時(shí)監(jiān)測并及時(shí)修改注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)，監(jiān)控上層土體的擾動(dòng)，從而得到更加合理的施工參數(shù)。施工證明:預(yù)穿管線施工試驗(yàn)后得到的參數(shù)合理，可以有效控制了地面沉降，保證下穿供澳水管隧道施工安全順利地完成，為其他盾構(gòu)工程在沿海軟弱土層中下穿既有管線施工提供了參考和借鑒。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例部分供澳水管監(jiān)測點(diǎn)布置平面圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例監(jiān)測點(diǎn)剖面圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例注漿孔位布置圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例盾構(gòu)下穿供澳水管參數(shù)確定流程圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例3m深度處刀盤通過水管期間各監(jiān)測點(diǎn)位沉降。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例3m深度處盾尾通過水管期間各監(jiān)測點(diǎn)位沉降。

圖7是本發(fā)明實(shí)施例1.5m深度處刀盤通過水管期間各監(jiān)測點(diǎn)位沉降。

圖8是本發(fā)明實(shí)施例1.5m深度處盾尾通過水管期間各監(jiān)測點(diǎn)位沉降。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

本發(fā)明以新建珠海市區(qū)至珠海機(jī)場城際軌道交通項(xiàng)目拱北至橫琴段隧道下穿供澳水管工程為背景，針對(duì)隧道縱橫斷面為軟弱土層，且上面供澳水管沉降要求較高，首先進(jìn)行了預(yù)穿施工試驗(yàn)，并進(jìn)行了沉降實(shí)時(shí)監(jiān)測，確定最優(yōu)的注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)，然后依據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行下穿供澳水管盾構(gòu)施工，整個(gè)過程中總結(jié)出了一套超淺埋盾構(gòu)隧道下穿既有管線施工變形控制技術(shù)。

新建珠海市區(qū)至珠海機(jī)場城際軌道交通項(xiàng)目拱北至橫琴段盾構(gòu)隧道下穿供澳水管，隧道圍巖為軟弱土層，且上面供澳混凝土水管屬于生命線工程，距離近(4.8m)，強(qiáng)度低，沉降控制要求較高。為了確保水管完好無損，進(jìn)行了預(yù)穿施工試驗(yàn)，采用化學(xué)改良劑對(duì)土體進(jìn)行加固，試驗(yàn)過程中通過實(shí)時(shí)監(jiān)測并及時(shí)修改注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)，監(jiān)控上層土體的擾動(dòng)，從而得到更加合理的施工參數(shù)。施工證明:預(yù)穿管線施工試驗(yàn)后得到的參數(shù)合理，可以有效控制了地面沉降，保證下穿供澳水管隧道施工安全順利地完成，為其他盾構(gòu)工程在沿海軟弱土層中下穿既有管線施工提供了參考和借鑒。

其中：根據(jù)的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)參考：《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2008)；.分析沉降大小規(guī)律參考：《城市軌道交通測量規(guī)范》(GB50308-2008)；3.所謂“較為合理的注漿參數(shù)及掘進(jìn)參數(shù)”是指使沉降變形更小，對(duì)周邊土體擾動(dòng)更小的施工參數(shù)《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》，具體的是沉降控制在7mm以內(nèi)的施工參數(shù)；具體的參數(shù)為：①注漿參數(shù)：注漿壓力：0.18～1.2MPa；漿液(A液)水灰比：1:1；水玻璃(B液)配比(水玻璃:水)：1：8～1：9；A液：B液：1:1；水泥用量(包/m)：5.5～6；②掘進(jìn)參數(shù)：推力：2200～2300KN；推進(jìn)速度：0～12mm/min：扭矩：1.3～1.6MNm；土倉壓力：0.7～0.75bar；刀盤轉(zhuǎn)速：0.8rpm。

具體包括：

步驟a：進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，設(shè)計(jì)方案；

為確保盾構(gòu)機(jī)安全順利通過供澳水管，參照《盾構(gòu)法隧道施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50446-2008)；《橫琴隧道進(jìn)口～灣仔北區(qū)間工程地質(zhì)補(bǔ)充勘察報(bào)告》；《城市軌道交通測量規(guī)范》(GB50308-2008)；《混凝土和鋼筋混凝土排水管》(GB/T11836-1999)；結(jié)合1#工作井至灣仔北站至灣仔站區(qū)間平縱橫斷面圖；珠海市區(qū)至珠海機(jī)場城際拱北至橫琴段新建工程橫琴隧道施工圖變更設(shè)計(jì)進(jìn)口段～灣仔北站區(qū)間隧道地層加固設(shè)計(jì)圖；珠海水務(wù)集團(tuán)供澳公司提供相關(guān)資料；施工隊(duì)伍在廣州、深圳、東莞等地盾構(gòu)隧道區(qū)間注漿施工經(jīng)驗(yàn)和研究成果及現(xiàn)有的施工管理水平、技術(shù)水平、科研水平、機(jī)械設(shè)備配套能力。

步驟b：按檢修保養(yǎng)手冊對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)檢修；

提前對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行檢查保養(yǎng)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)各系統(tǒng)進(jìn)行全面檢修，保證盾構(gòu)機(jī)處于良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，避免盾構(gòu)機(jī)因機(jī)械故障而造成停機(jī)或開倉檢查機(jī)具，減少附加沉降；

步驟c：結(jié)合步驟b盾構(gòu)機(jī)的工作參數(shù)以及步驟a的資料，理論計(jì)算，進(jìn)行初始參數(shù)設(shè)計(jì)；

步驟d：對(duì)供澳水管地面加固；

首先，采用水泥-水玻璃雙液漿對(duì)水管區(qū)域進(jìn)行注漿加固，注漿孔間距2.5×2.5m或3×3m，從不透水層上邊界開始注漿至砂層頂部；在隧道洞身范圍內(nèi)相對(duì)于水管中心線，加固范圍為縱向12m-15m，隧道正上方及兩側(cè)至結(jié)構(gòu)外邊線外側(cè)3m-5m；

進(jìn)一步，在隧道洞身范圍內(nèi)注漿孔鉆至隧道底部，目的是以探明供澳水管區(qū)域隧道范圍內(nèi)是否有孤石；

然后，在注漿加固完成后，在分別位于供澳水管兩側(cè)且靠近供澳水管的一排注漿孔上預(yù)留安裝一定數(shù)量的袖閥管；當(dāng)盾構(gòu)機(jī)下穿供澳水管時(shí)若沉降出現(xiàn)異常，及時(shí)啟動(dòng)補(bǔ)充注漿；

其次，因?yàn)樵诠┌乃苌戏接幸粚雍窦s20cm的鋼筋砼蓋板，且在蓋板上方鉆孔施工比較困難，控制不到位容易造成供澳水管擾動(dòng)，所以在蓋板外側(cè)施做一排斜孔進(jìn)行注漿保護(hù)供澳水管，斜孔間距為1.2m-1.5m；

再次，由于斜孔中心線距水管最小距離不小于1m，例如按注漿壓力0.15Mpa計(jì)算，則斜孔擴(kuò)散半徑為2.2m，因此對(duì)斜孔注漿時(shí)必須適當(dāng)選擇注漿點(diǎn)，例如當(dāng)采用后退式注漿，則每隔1m對(duì)斜孔注漿一次，并嚴(yán)格控制注漿壓力，避免因注漿壓力過大造成水管損壞；

步驟e：進(jìn)行試注漿預(yù)穿管線施工試驗(yàn)；

為確定下穿供澳水管施工參數(shù)，避免在施工過程中參數(shù)選擇不當(dāng)造成水管損壞，應(yīng)當(dāng)在穿越供澳水管施工前YDK2+886～YDK2+895里程范圍內(nèi)進(jìn)行試注漿預(yù)穿管線施工試驗(yàn)；并在試注漿期間對(duì)地面沉降進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)情況確定供澳水管處加固注漿參數(shù)。

預(yù)穿管線施工試驗(yàn)分兩步進(jìn)行：

步驟I，第一次試注漿；

首先，確定注漿孔布置及注漿參數(shù)；

首次試注漿共注漿兩排，每排優(yōu)選5個(gè)點(diǎn)，間距3m，注漿里程分別為YDK2+887.9、YDK2+890.9；YDK2+887.9里程注漿時(shí)間為1月4日至1月7日，YDK2+890.9注漿時(shí)間為1月8日至1月10日；

然后，對(duì)試注漿過程的沉降監(jiān)測；

按要求布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，布設(shè)范圍為現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)刀盤位置前方距離最近為10m。監(jiān)測橫斷面間距0.8m，每橫斷面設(shè)3個(gè)點(diǎn)，在管片中心點(diǎn)位置布設(shè)3m深層監(jiān)測點(diǎn)(鋼筋底標(biāo)高與供澳水管底標(biāo)高相同)；在管片與管片之間中心點(diǎn)位置布設(shè)1.5m淺層監(jiān)測點(diǎn)(鋼筋底標(biāo)高與供澳水管頂標(biāo)高相同)，監(jiān)測頻率為3次/天；

其中，采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔布設(shè)監(jiān)測孔，孔徑100mm—108mm，鉆至設(shè)計(jì)深度(3m或1.5m)后，將鉆機(jī)移開，將Φ50mmPVC管放至孔內(nèi)，并在PVC管與孔壁之間回填砂將PVC管固定，回填深度為設(shè)計(jì)深度的1/2-2/3，然后采用Φ18mm鋼筋放入PVC管內(nèi)做為監(jiān)測點(diǎn)，完成后取得初始值；

每次監(jiān)測均由專人現(xiàn)場監(jiān)督，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的及時(shí)性和真實(shí)性；

其次，通過對(duì)試注漿試驗(yàn)段的地表監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，73至75環(huán)橫斷面的地表都存在隆起現(xiàn)象，YDK2+880橫斷面最大隆起71.63mm(含前期回填注漿隆起約15mm)，YDK2+890橫斷面最大隆起20.10mm，，從而得到較為合理的注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)；

最后，通過基本施工經(jīng)驗(yàn)和以往注漿情況，針對(duì)該試驗(yàn)段地層確定以下參數(shù)，并進(jìn)一步現(xiàn)場技術(shù)員和試驗(yàn)人員進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，確定符合該地層的合理的施工參數(shù)：如表a：

表a

步驟II，第二次試注漿；

在76至78環(huán)重復(fù)步驟I中73至75環(huán)的內(nèi)容，對(duì)之前第一次試注漿得到的參數(shù)進(jìn)行再優(yōu)化使之更加合理；確保在下穿供澳水管施工過程中不至于變形過大，對(duì)供澳水管造成損壞，影響其功能的正常發(fā)揮；為確定供澳水管處注漿加固施工參數(shù)，避免在加固過程中因注漿參數(shù)選擇不當(dāng)造成水管損壞，

首先，注漿孔布置及注漿參數(shù)；

根據(jù)計(jì)算注漿擴(kuò)散半徑為R＝2.3m，考慮注漿加固需咬合，故選取R＝1.5m，即注漿孔間距為3m，隧道開挖直徑為D＝8.8m，考慮盾構(gòu)施工影響范圍，故每橫斷面布置5個(gè)孔，考慮到之前地面隆起情況，可能為注漿壓力偏大，故在注漿孔之間，距注漿孔1.5m位置布設(shè)泄壓孔；

然后，布設(shè)范圍為現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)刀盤位置前方10m。每橫斷面設(shè)5個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)與點(diǎn)之間距離3m，每日通過對(duì)監(jiān)測點(diǎn)的量測，統(tǒng)計(jì)注漿加固對(duì)地面沉降的影響；

其次，根據(jù)第一次試注漿加固期間沉降數(shù)據(jù)和第一個(gè)試驗(yàn)段第73至75環(huán)掘進(jìn)情況及掘進(jìn)期間的地面沉降數(shù)據(jù)分析得出第二次試注漿的施工參數(shù)；

針對(duì)步驟I以及步驟II，具體說：

試驗(yàn)段第73環(huán)上半環(huán)掘進(jìn)完成后，進(jìn)行地面沉降監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示地面隆起(最大隆起12.35mm)，分析掘進(jìn)參數(shù)得出原因?yàn)橥羵}壓力偏大，遂在后半環(huán)掘進(jìn)中降低土倉壓力，掘進(jìn)完成后再次進(jìn)行地面沉降監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示地面隆起值明顯減小。

總結(jié)分析第73環(huán)掘進(jìn)過程中地面沉降情況，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，繼續(xù)掘進(jìn)第74至75環(huán)，同樣在掘進(jìn)中和掘進(jìn)后進(jìn)行地面沉降監(jiān)測，掘進(jìn)中監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，地面有輕微沉降(最大沉降2.9mm)，該數(shù)值在沉降允許范圍內(nèi)，遂在后半環(huán)對(duì)土壓進(jìn)行微調(diào)，掘進(jìn)完成后再次進(jìn)行地面沉降監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示地面沉降值減小為1.8mm。

總結(jié)分析前兩環(huán)掘進(jìn)情況中地面沉降情況，保持參數(shù)不變，繼續(xù)掘進(jìn)第76至78環(huán)，同步驟I中73至75環(huán)的內(nèi)容一樣，在掘進(jìn)中和掘進(jìn)后進(jìn)行地面沉降監(jiān)測，掘進(jìn)中監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，地面有輕微隆起(最大值為4.05mm)，該數(shù)值在隆起允許范圍內(nèi)，遂在后半環(huán)掘進(jìn)中對(duì)土壓做微調(diào)，掘進(jìn)完成后進(jìn)行地面沉降觀測，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示地面隆起值減小，且管片脫出盾尾后有輕微沉降，分析為注漿量偏小，故決定在供澳水管段掘進(jìn)時(shí)將同步注漿量進(jìn)行適量增加(改為14方)，其他參數(shù)保持不變。

步驟f：在步驟e之后，采集定段推進(jìn)的注漿參數(shù)及掘進(jìn)參數(shù)，

每次推進(jìn)試驗(yàn)之前進(jìn)行步驟e注漿并對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，獲取相應(yīng)的初始值；

作為優(yōu)選，定段推進(jìn)為800mm即管片的1/2長度；當(dāng)推進(jìn)第一次800mm后再進(jìn)行重復(fù)上述步驟d和步驟e，分析橫斷面沉降量的大小規(guī)律并及時(shí)修改掘進(jìn)參數(shù)；

按照修改的掘進(jìn)參數(shù)，再進(jìn)行第二次800mm的掘進(jìn)施工，施工通過后重復(fù)上述步驟d和步驟e，分析橫斷面沉降量的大小規(guī)律并及時(shí)修改掘進(jìn)參數(shù)；按照修改的掘進(jìn)參數(shù)，再進(jìn)行第三次800mm的掘進(jìn)施工。

具體舉例；

1.注漿參數(shù)確定

根據(jù)計(jì)算得出的注漿擴(kuò)散半徑為R＝2.3m，考慮注漿加固需咬合，故選取R＝1.5m，即注漿孔間距為3m；

隧道開挖直徑為D＝8.8m，依據(jù)盾構(gòu)施工影響范圍，故每橫斷面布置5個(gè)注漿孔，由于之前盾構(gòu)時(shí)地面出現(xiàn)隆起情況，可能為注漿壓力偏大，故在注漿孔之間，距注漿孔1.5m位置布設(shè)泄壓孔，具體布置圖如圖3；

根據(jù)第一次試注漿加固期間沉降數(shù)據(jù)和第一個(gè)試驗(yàn)段第73至75環(huán)掘進(jìn)期間的地面沉降數(shù)據(jù)分析得出第76至78環(huán)試驗(yàn)注漿的初始施工參數(shù)。試驗(yàn)段的注漿參數(shù)如表1。

表1預(yù)穿管線施工試驗(yàn)注漿參數(shù)

步驟g：掘進(jìn)參數(shù)確定

同注漿參數(shù)的確定一樣，掘進(jìn)參數(shù)也是在兩步試驗(yàn)掘進(jìn)過程中得到最優(yōu)的、對(duì)土體擾動(dòng)最小的、使沉降最小的參數(shù)。具體的部分掘進(jìn)參數(shù)如表2。

根據(jù)前面的預(yù)穿管線施工試驗(yàn)得到的合理的注漿參數(shù)和掘進(jìn)參數(shù)，進(jìn)行下穿供澳水管施工，并在掘進(jìn)施工過程中仍對(duì)各監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，嚴(yán)密觀測沉降變形情況，整個(gè)盾構(gòu)下穿供澳水管流程如圖4。

表2部分施工掘進(jìn)參數(shù)匯總表

表3沉降控制值標(biāo)準(zhǔn)

監(jiān)測結(jié)果分析

1、監(jiān)測項(xiàng)目具體如下

1)土體深度為3m處各橫斷面在刀盤及盾尾通過供澳水管時(shí)的沉降變化。

2)土體深度為1.5m處各橫斷面在刀盤及盾尾通過供澳水管時(shí)的沉降變化。

2、監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)

供澳水管由于年代久遠(yuǎn)，極易發(fā)生破損，故對(duì)其周邊土體的沉降控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。具體沉降控制標(biāo)準(zhǔn)如表3。

3、監(jiān)測結(jié)果

深度3m及深度1.5m處刀盤通過供澳水管期間及盾尾通過供澳水管期間的沉降變形曲線見圖4-5。

綜上，新建珠海市區(qū)至珠海機(jī)場城際軌道交通項(xiàng)目拱北至橫琴段盾構(gòu)隧道下穿供澳水管過程中，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示深度為3m處各監(jiān)測點(diǎn)位刀盤通過水管時(shí)最大變形量為6.8mm，盾尾通過水管時(shí)最大變形量為6.98mm；深度1.5m處各監(jiān)測點(diǎn)位刀盤通過水管時(shí)最大變形量為5.7mm，盾尾通過水管時(shí)最大變形量為6.74mm，下穿供澳水管期間所有點(diǎn)位的最大變形量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于施工要求的控制標(biāo)準(zhǔn)。

步驟h，按照步驟g優(yōu)化修改的注漿參數(shù)及掘進(jìn)參數(shù)，盾構(gòu)機(jī)下穿通過供澳水管；具體如下：

(1)按照確定的掘進(jìn)參數(shù)，嚴(yán)格控制出土量，保證同步注漿量充足，同時(shí)安排熟練拼裝手加快管片拼裝速度，快速均衡穿越供澳水管區(qū)域；推進(jìn)通過水管下方時(shí)可根據(jù)需要將其中一條水管停水不超過3h。

(2)土體改良

盾構(gòu)隧道所穿越的地層，地質(zhì)條件不均勻，施工中根據(jù)地層情況采用注入添加材料(泡沫、膨潤土等)對(duì)砂性土體及不均勻地層進(jìn)行改良；注入添加材料改良土體后，還可控制地表過量沉降。

①提高土體的和易性和防滲性

將添加材料注入開挖面和泥土倉，通過攪拌，使渣土變成具有可塑性、流動(dòng)性、防滲性的泥土，這種泥土充滿土倉和螺旋輸送機(jī)內(nèi)。當(dāng)土倉內(nèi)壓力小于開挖面壓力時(shí)，開挖面渣土繼續(xù)進(jìn)入土倉，土倉內(nèi)土壓力升高，達(dá)到開挖面內(nèi)外土壓力平衡，穩(wěn)定前方地層，控制地層變形。管片拼裝過程中保持全土壓。

注入添加材料后，可以提高強(qiáng)滲透性土體的粘性，降低土體滲透系數(shù)，當(dāng)經(jīng)過改良處理的土體充滿壓力倉時(shí)，對(duì)阻止開挖面地下水的滲入，減少地層失水沉降有積極的作用，同時(shí)可以防止噴涌事故的發(fā)生，確保施工安全。

②降低刀盤扭矩，減少機(jī)械故障率

注入添加材料在提高土體和易性的同時(shí)還具有潤滑的作用，可以降低盾構(gòu)掘進(jìn)中的刀盤扭矩，使盾構(gòu)機(jī)始終處于良好的機(jī)械狀態(tài)下施工作業(yè)，減小機(jī)械故障發(fā)生率，保證掘進(jìn)施工的連續(xù)性。

(3)合理安排施工計(jì)劃

編排循環(huán)施工進(jìn)度計(jì)劃時(shí)，分配好掘進(jìn)出土與管片拼裝等主要施工工序的時(shí)間，盡量縮短測量、管片等待的時(shí)間，提高運(yùn)輸效率，維持作業(yè)面連續(xù)施工，并及時(shí)按照計(jì)算確定的管片拼裝順序組織管片材料的下井運(yùn)輸，加快管片拼裝作業(yè)。

控制盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)速度，保證每環(huán)施工進(jìn)度大致均衡，防止因推進(jìn)速度不均勻而導(dǎo)致地表出現(xiàn)較大的差異沉降，減少土體的擾動(dòng)和管片變形。

(4)確保管片質(zhì)量和制作精度

管片制作精度和抗?jié)B性滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工管片接頭防水，確保管片拼裝質(zhì)量和接頭防水效果，減少地下水滲入，同時(shí)充分緊固連接螺栓，以免管片襯砌變形而引起土體變形。

(5)強(qiáng)化注漿量

每環(huán)掘進(jìn)拼裝完成后及時(shí)進(jìn)行二次注漿，為減少地面變形，控制地基不均勻沉降量，采用水泥+水玻璃漿液進(jìn)行壁后雙液注漿。二次注漿控制好注漿量和注漿壓力，減少對(duì)地層的擾動(dòng)，并防止因注漿壓力過大造成地基隆起。

步驟j，地面監(jiān)控量測方案；

注漿施工過程及盾構(gòu)推進(jìn)經(jīng)過加固區(qū)域尤其是供澳水管在加固和盾構(gòu)通過時(shí)應(yīng)跟蹤監(jiān)測及時(shí)提供準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況對(duì)監(jiān)測頻率進(jìn)行調(diào)整，監(jiān)測的布置點(diǎn)位按照本區(qū)間監(jiān)測方案進(jìn)行以準(zhǔn)確把握跟蹤注漿時(shí)機(jī)、區(qū)域和跟蹤注漿結(jié)束控制，避免隨意注漿造成局部注漿量過大，而引起地面隆起或者水管接頭錯(cuò)位。

豎向位移點(diǎn)埋設(shè)采用鋼筋。根據(jù)具體情況在地面砼路面或?yàn)r青路面鉆孔至砂層，鉆孔直徑5cm,安裝5cm直徑pvc套筒，將鋼筋埋入套筒中深度至原砂層中，頂部略微底于地面。將觀測標(biāo)志埋入原土層中，在孔中灌入砂。觀測標(biāo)頭應(yīng)低于路面(地表面)3～5mm，并在旁邊用紅色油漆標(biāo)注點(diǎn)號(hào)。

供澳水管地面監(jiān)測點(diǎn)布置同加固地面監(jiān)測點(diǎn)布置，由于供澳水管橫跨南灣南路。南灣南路為市區(qū)主要干道車流量相當(dāng)大，因此在綠化帶(不影響交通)中央處開挖暴露水管，在水管上面布設(shè)2個(gè)監(jiān)測點(diǎn)對(duì)水管進(jìn)行監(jiān)測。在水管接頭位置一側(cè)0.5m處設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，鉆孔直徑5cm,安裝5cm直徑pvc套筒，將鋼筋埋入套筒中深度至原砂層中。在孔中灌入砂，觀測標(biāo)頭應(yīng)低于路面(地表面)3～5mm。為監(jiān)測頻率按照監(jiān)測方案進(jìn)行量測或根據(jù)施工具體情況進(jìn)行加密調(diào)整。在注漿加固供澳水管地層和盾構(gòu)機(jī)通過供澳水管時(shí)在原有監(jiān)測頻率基礎(chǔ)上進(jìn)行加密(每4h進(jìn)行監(jiān)測一次)。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；作為本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的多個(gè)技術(shù)方案進(jìn)行組合是顯而易見的。而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。