[发明专利]一种富水粉砂地层盾构下穿建筑物群沉降控制施工方法

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种富水粉砂地层盾构下穿建筑物群沉降控制施工方法。为了解决富水粉砂软弱地层以往盾构机下穿建筑物群，沉降过大造成建筑物开裂、破损的问题。具体为在盾构掘进至影响区域范围前，通过运用岩土有限元分析软件预先对下穿建筑物群施工进行数值模型分析，得出下穿房屋时所控制的盾构参数；下穿施工过程中通过严格控制施工参数及同步注浆降低对地表及房屋基础的影响。本发明改进了以往盾构机下穿建筑物群，沉降过大造成建筑物开裂、破损的弊端，应用效果良好。在不同穿越地质情况中土压平衡盾构下穿越建筑物群施工，特别是在粉砂软弱地层中盾构下穿建构筑物施工中推广前景十分广阔。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种富水粉砂地层盾构下穿建筑物群沉降控制施工方法。

背景技术

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，随着各大城市轨道交通建设的蓬勃发展，盾构法施工因其安全性好、高效较高、噪声较小的特点，盾构法已得到广泛的运用。当盾构在富水软弱地层中掘进时，因富水软弱地层稳定性差，沉降不易控制，有些建筑物建设年代久远、结构稳定性差、抵抗地表变形能力弱，如沉降控制不当，会引起地表及建筑物沉降过大，致使建筑物开裂、倾斜甚至倒塌，从而造成重大的经济损失和恶劣的社会影响。

盾构下穿建筑物在理论方面的目前较为完备，主要集中在二次注浆、间隙性跟踪注浆、袖阀管注浆等，但在对粉砂地层中盾构参数控制方面研究较少，同时在查阅相关资料显示，采取的注浆加固措施对隧道沉降的控制效果一般。

发明内容

本发明为了解决富水粉砂软弱地层以往盾构机下穿建筑物群，沉降过大造成建筑物开裂、破损的问题。

进而提供了一种富水粉砂地层盾构下穿建筑物群沉降控制施工方法，包括以下步骤，在盾构掘进至建筑物群范围前，运用岩土有限元分析软件预先对下穿建筑物群施工进程进行数值模型分析，初步得出下穿建筑物群时所控制的盾构施工参数；下穿施工过程中严格控制施工参数并配合同步注浆降低对地表及房屋基础的影响。

本发明具体包括以下部分：

S1）下穿前先利用MIDASGTSNX软件建立单元网格模型，然后导入到FLAC3D中侧穿施工流固耦合计算实现数值模拟风险分析及评估；

S2）试掘进阶段施工；将盾构机到达影响范围后的前45m-55m作为模拟试验段；试掘进过程中记录盾构机穿越过程中盾构推力、推进速度、出土量和同步注浆的最佳参数；并根据步骤S1的分析结果优化试验段取得的盾构推力、推进速度、出土量和同步注浆的控制参数；试掘进施工过程中对地表、地下管线、地面及地下建筑物进行监测；

S3）正常推进，遵照试掘进阶段优化后的施工参数推进，推进过程中延续试掘进阶段的监测标准继续进行施工监测；施工过程中控制推进里程，控制隧道轴线偏差；表面隆沉控制在±5mm范围内；

在缓和曲线和圆曲线段，衬砌环的位置与设计中的隧道设计纵轴方向里程、垂直隧道设计轴方向、标高偏离不大于50mm，隧道轴线上、下、左、右偏差控制在50mm范围内。

进一步地，步骤S2所述的试掘进阶段施工过程中；采用沿轴线方向布设沉降监测点对地表变形监测，包括深层沉降点和横断面监测点；地下管线布设沉降点；对建筑物在调查研究的基础上，对轴线两侧盾构机影响区域范围内的建筑物布设沉降监测点、倾斜监测点、裂缝监测点；试掘进阶段中所有监测点的监测，每天至少2次。

进一步地，步骤S3所述的正常推进过程中控制以下参数：

1）土压；施工过程中，拟定土压力设定为0.1～0.12MPa之间，在进入软弱土体后，控制土仓压力，避免土压剧烈波动；每环掘进土压波动范围控制在0.02MPa以内；

2）出土量；出土量控制在理论出土值的125%，即每环出土量控制在47.2～49.2m3之间，施工过程中，根据地面沉降监测数据调整出土量，同时，向土仓内添加泡沫剂、控制螺旋输送机出土的稳定性；