CN103510960A - 一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于盾构工程技术领域的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法。该方法步骤为：（1）通过对富水软弱地层盾构掘进的影响区域进行数值分析、理论计算和盾构掘进试验段的研究，确定了盾构长距离下穿建筑物的控制区划分方法。（2）确定控制区横向范围。（3）在控制区横向范围内，确定建筑物段控制区范围，建筑物段控制区划分为I区、II区、III区、IV区。研究隧道轴线距离建筑物的大小对建筑物的影响程度，将III区细分为T区和非T区。（4）根据不同的控制区划分范围制定相应的掘进控制方法。本方法通过不同控制区采用不同的控制措施，降低了施工风险，保证了施工的安全性和科学性，并减少了工程造价。
Description
技术领域
本发明属于盾构工程技术领域，特别涉及一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法。
背景技术
近年来，由于城市地铁具有大容量、高速、安全、可靠的特点，逐步发展成为解决日趋紧张的城市交通问题的首选方法。而随着城市地铁建设逐步深入，地铁区间不可避免会长距离穿越密集建筑物。为了确保建筑物的安全，首要的问题就是确定盾构掘进对邻近建筑物的影响范围，根据不同的影响区域做出相应的控制措施。
目前，国内外学者把研究重点都放在盾构掘进对建筑物的影响上，而且，只对盾构穿越建筑的横向影响范围进行了粗略的确定，缺少对盾构穿越建筑群控制区系统的划分。在具体工程施工中，一般根据经验判断盾构穿越建筑的影响范围，确定需要进行监测的建筑物，这样很容易增加施工风险。若采用保守的沉降影响范围，则会使工程造价增加。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对富水软弱地层盾构掘进的影响区域进行数值分析、理论计算，并进行盾构掘进试验段研究；
（2）根据步骤（1）的分析研究，确定控制区横向范围；
（3）在控制区横向范围内，依据盾构掘进对建筑物沉降大小的影响以及盾构掘进控制的难易程度，确定建筑物段控制区范围；
（4）根据不同的建筑物段控制区范围制定相应的掘进控制方法。
步骤（2）中所述的控制区横向范围为距离隧道轴线左右各25m的范围。
步骤（3）中所述的建筑物段控制区：盾构刀盘距离建筑物前30m设为建筑物段控制区起点，刀盘过建筑物后40m设为建筑物段控制区终点。
步骤（3）中所述的建筑物段控制区范围为I区、II区、III区、IV区，并将III区细划分为T区和非T区，其中，I区为检查区、II区为调整区、III区为穿越建筑区、IV区为恢复区。
所述的I区为盾构刀盘距离建筑物前30m到前25m之间的范围。
所述的II区为盾构刀盘距离建筑物前25m到前10m之间的范围。
所述的III区：盾构刀盘距离建筑物前10m设为III区起点，刀盘过建筑物后30m为III区终点。
所述的IV区为盾构刀盘过建筑物后30m到40m之间的范围。
所述的T区：III区内正穿建筑物段和III区内侧穿建筑物与隧道的轮廓线距离≤5m的范围。
步骤（3）中所述的建筑物段控制区的划分是针对单个建筑物而言的；当盾构穿越建筑物群时，不同的建筑物划分的区域不同，此时按风险较大的区域划分，控制区风险从大到小依次为：III区T区、III区非T区、II区、IV区、I区。
步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：当盾构进入I区时,对盾构机进行检修,检查盾构机当前的工作性能是否良好，盾尾油脂、添加剂是否符合规定，盾构姿态是否满足安全控制标准的要求。
步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：进入II区，调整盾构掘进参数，缓调土压使每次调节量控制在0.01MPa，根据地表及建筑物的隆沉值进行土压调节，直至与建筑物下的土压相匹配；掘进速度控制在3cm/min；同步注浆使用“准厚浆”，注浆量控制在3.7m3/环；二次补浆使用水泥、水玻璃双液浆，注浆量控制在1.2m3/环；盾构在控制区内掘进时，不允许出现停机的情况。
步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：进入III区，严格控制盾构掘进参数，掘进速度控制在2cm/min，设定土压值P0控制在：水压力+主动土压力<P0<水压力+被动土压力；掘进过程中根据地层情况实时调整土仓压力，不超过设定土压的10%；若是T区，则对建筑监测点进行加密监测，监测频率为3次/天；同步注浆量控制在为4m3/环，二次补浆量控制在1.4m3/环；严格控制沉降，建筑单次沉降大于3mm时，加大二次补浆量；当盾首或盾尾垂直偏差或水平偏差的绝对值超过24mm，则进行纠偏，严格控制盾构姿态。
步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：进入IV区，调整盾构掘进参数，缓调土压使每次调节量控制在0.01MPa，根据前方地表的隆沉值进行土压调节，直至与刀盘前方的土压相匹配；掘进速度控制在3cm/min；同步注浆使用“准厚浆”，注浆量控制在3.7m3/环；二次补浆使用水泥、水玻璃双液浆，注浆量控制在1.2m3/环。
本发明的有益效果是：通过数值分析、理论计算和试验段研究来划分盾构穿越建筑群控制区，不同控制区采用不同的控制措施，降低了根据经验判断所带来的施工风险，使得大部分建筑物沉降能控制在合理范围内，保证了施工的安全性和科学性，同时减少了工程造价。
附图说明
图1为长距离穿越建筑物群的分区段流程示意图；
图2为盾构穿越建筑物控制区划分示意图；
图3（a）为盾构穿越建筑物T控制区（正穿建筑物）示意图；
图3（b）为盾构穿越建筑物T控制区（侧穿建筑物）示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
某工程穿越建筑物群区域，隧道水平走向是r=500m的圆曲线，左右线隧道中心线距离14m，垂直走向逐渐上升，隧道上覆土厚度为12m左右。
当建筑物距离隧道轴线的距离超过25m时，则不在控制区范围内，不进行沉降控制。当建筑物在控制区范围内时，将建筑物段控制区划分为I区（检查区）、II区（调整区）、III区（穿越建筑区）、IV区（恢复区）。
I区为盾构刀盘距离建筑物前30m到前25m之间的范围；II区为盾构刀盘距离建筑物前25m到前10m之间的范围；III区：盾构刀盘距离建筑物前10m设为III区起点，刀盘过建筑物后30m为III区区终点；IV区为盾构刀盘过建筑物后30m到前40m之间的范围。
将III区划分为T区和非T区。T区：III区内正穿建筑物段和III区内侧穿建筑物与隧道的轮廓线距离≤5m的范围。
由此划分的控制区有2栋建筑物在III区非T区，4栋建筑物在III区T区。
当盾构进入I区,对盾构机进行检修，使得盾构机具有良好的工作性能，盾构姿态满足安全标准要求，使用符合规定的盾尾油脂和添加剂。
进入II区，缓调土压，控制土压在0.01Mpa，掘进速度控制在3cm/min，同步注浆的注浆量控制在3.7m3/环。二次补浆的注浆量控制在1.2m3/环。在掘进期间，不允许停机。
进入III区，对III区内的建筑物布置监测点，非T区内的建筑物监测频率为2次/天，T区内的建筑物监测频率为3次/天。进入T区，掘进速度控制在2cm/min，同步注浆量控制在4m3/环，二次补浆量控制在1.4m3/环。严格控制沉降，建筑单次沉降大于3mm时，加大二次补浆量。当盾首或盾尾垂直偏差或水平偏差的绝对值超过24mm时，进行纠偏，严格控制盾构姿态。
进入IV区，缓调土压，每次调节量控制在0.01MPa，根据前方地表的隆沉值进行土压调节，直至与刀盘前方的土压相匹配。掘进速度控制在3cm/min。同步注浆的注浆量控制在3.7m3/环。二次补浆的注浆量控制在1.2m3/环。
监测结果表明，采用分区段沉降控制方法，97%的建筑物沉降能控制在12mm以内，建筑没有出现开裂等情况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对富水软弱地层盾构掘进的影响区域进行数值分析、理论计算，并进行盾构掘进试验段研究；
（2）根据步骤（1）的分析研究，确定控制区横向范围；
（3）在控制区横向范围内，依据盾构掘进对建筑物沉降大小的影响以及盾构掘进控制的难易程度，确定建筑物段控制区范围；
（4）根据不同的建筑物段控制区范围制定相应的掘进控制方法。
2.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（2）中所述的控制区横向范围为距离隧道轴线左右各25m的范围。
3.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（3）中所述的建筑物段控制区：盾构刀盘距离建筑物前30m设为建筑物段控制区起点，刀盘过建筑物后40m设为建筑物段控制区终点。
4.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（3）中所述的建筑物段控制区范围为I区、II区、III区、IV区，并将III区细划分为T区和非T区，其中，I区为检查区、II区为调整区、III区为穿越建筑区、IV区为恢复区。
5.根据权利要求4所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，所述的I区为盾构刀盘距离建筑物前30m到前25m之间的范围。
6.根据权利要求4所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，所述的II区为盾构刀盘距离建筑物前25m到前10m之间的范围。
7.根据权利要求4所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，所述的III区：盾构刀盘距离建筑物前10m设为III区起点，刀盘过建筑物后30m为III区终点。
8.根据权利要求4所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，所述的IV区为盾构刀盘过建筑物后30m到40m之间的范围。
9.根据权利要求4所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，所述的T区：III区内正穿建筑物段和III区内侧穿建筑物与隧道的轮廓线距离≤5m的范围。
10.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（3）中所述的建筑物段控制区的划分是针对单个建筑物而言的；当盾构穿越建筑物群时，不同的建筑物划分的区域不同，此时按风险较大的区域划分，控制区风险从大到小依次为：III区T区、III区非T区、II区、IV区、I区。
11.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：当盾构进入I区时,对盾构机进行检修,检查盾构机当前的工作性能是否良好，盾尾油脂、添加剂是否符合规定，盾构姿态是否满足安全控制标准的要求。
12.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：进入II区，调整盾构掘进参数，缓调土压使每次调节量控制在0.01MPa，根据地表及建筑物的隆沉值进行土压调节，直至与建筑物下的土压相匹配；掘进速度控制在3cm/min；同步注浆使用“准厚浆”，注浆量控制在3.7m3/环；二次补浆使用水泥、水玻璃双液浆，注浆量控制在1.2m3/环；盾构在控制区内掘进时，不允许出现停机的情况。
13.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：进入III区，严格控制盾构掘进参数，掘进速度控制在2cm/min，设定土压值P0控制在：水压力+主动土压力<P0<水压力+被动土压力；掘进过程中根据地层情况实时调整土仓压力，不超过设定土压的10%；若是T区，则对建筑监测点进行加密监测，监测频率为3次/天；同步注浆量控制在为4m3/环，二次补浆量控制在1.4m3/环；严格控制沉降，建筑单次沉降大于3mm时，加大二次补浆量；当盾首或盾尾垂直偏差或水平偏差的绝对值超过24mm，则进行纠偏，严格控制盾构姿态。
14.根据权利要求1所述的一种盾构长距离穿越建筑物群的分区段沉降控制方法，其特征在于，步骤（4）中所述的不同控制区的掘进控制方法：进入IV区，调整盾构掘进参数，缓调土压使每次调节量控制在0.01MPa，根据前方地表的隆沉值进行土压调节，直至与刀盘前方的土压相匹配；掘进速度控制在3cm/min；同步注浆使用“准厚浆”，注浆量控制在3.7m3/环；二次补浆使用水泥、水玻璃双液浆，注浆量控制在1.2m3/环。
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