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中铁十五局集团有限公司城市轨道交通工程公司
摘要：本文结合盾构机穿越3号线3102标翠田左线翠竹菀小区11栋80年代的旧房屋的施工实际，总结了盾构机穿越建筑群的施工技术，对今后类似工程的施工具有一定指导意义。
关键词：地铁；建筑群；盾构施工
1.工程概况
我单位承建的深圳地铁3号线3102标翠田左线区间全长1200.8m，本区间设计范围内隧道自田贝站南端头始发，沿翠竹路左转至大头岭，后右转穿越大头岭、翠竹苑居民小区、东门北路至翠竹站东端。
本区间设计范围里程ZDK10+165.970～ZDK11+374.800（含短链16.138m）。全区间有盾构开挖盾构衬砌隧道和矿山法开挖盾构衬砌隧道两种隧道，其中：ZDK10+165.970～ZDK10+635.000和ZDK11+022.000～ZDK11+374.800为盾构开挖盾构衬砌隧道，ZDK10+635.000～ZDK11+022.000为矿山法开挖盾构衬砌隧道。
盾构开挖盾构衬砌隧道长821.83m（单洞）；矿山法开挖盾构衬砌隧道长387m（单洞）。
区间在ZDK10+470.117和ZDK11+017.5处共设2处联络通道，在ZDK10+470.117处联络通道中间设区间排水泵房，在ZDK11+017.5处设矿山法施工横通道，在横通道端头设施工竖井。
本区间所处地段建筑物多，地下管线多，交通繁忙，盾构穿越东门北路北侧翠竹菀住宅小区约13栋建筑，其中6层的建筑物10座，4层的建筑物1座，1层的建筑物2座。
盾构施工至此须采取先进有效的盾构施工技术措施才能保证地面建筑物以及地下管线的安全。如图1为3102标段工程平面示意图。
图1 3102标段工程平面示意图
2.工程地质和水文地质
区间依据地质勘察报告、补充地质勘察报告及盾构工作井的开挖记录，从上到下依次为人工填土层、淤泥质粘性土层、砂层、残积土粘性层、花岗片麻岩。岩石强度变化较大，全、强风化岩层大部分强度在20～40Mpa，最大强度最大值为193.4Mpa，平均150 Mpa。其中进入翠竹菀小区有将近191m，平均强度150 Mpa的花岗麻片岩。100m上软下硬地质，施工难度很大。
根据地下水的赋存条件，沿线地下水主要有两种类型：一是松散土层孔隙水，二是基岩裂隙水。图2为小区地质图。
图2 小区地质图
3.沿线建（构）筑物及管线情况
3.1翠竹小区房屋基础资料调查情况（见表1、表2、图3）根据《翠竹站～田贝站区间总平面图》可知：翠田区间隧道下穿翠竹路后，过康宁医院进入矿山法隧道，出矿山法隧道穿翠竹苑小区，经东门北路到达翠竹站。
翠竹苑小区受隧道施工影响共有13座建筑物，其中6层的建筑物10座，1层的建筑物2座，4层建筑物1座。
区间隧道穿越的地下管线众多，但管径均较小。主要管线有：给水、燃气、电力、电信、雨水、污水等。但污水管管径大（一般均为φ500混凝土管），且埋置深度均在3.0m左右，距隧道顶距离较近，施工过程中尤其要加强对距离隧道净距小于10m范围内的管线监测和保护。由于水泥砂浆抹口的砼管道对沉降最为敏感，故其允许沉降量可作为地下管线控制的基准。
表1 地面建筑物一览表
序号 对应里程 建筑物名称 与线路
关系 与隧道
关系 层数 结构类型 基础
类型 预加固
方法
1 CK10+275 翠竹苑小区4、5、6栋 左右线从下方穿越 与隧道净距12m 6 砖混 条形基础 袖阀管注浆加固
2 CK10+344 翠竹苑泵房 左右线从下方穿越 与隧道净距13m 1 砖混 天然基础 袖阀管注浆加固
3 CK10+349 翠竹苑
管理处 左右线从下方穿越 与隧道净距16m 1 砖混 天然基础 袖阀管注浆加固
此段地层中，隧道范围内为全风化、强风化岩地层且隧道范围内存在沙层，且隧道上部有4米的淤泥层，盾构穿越此范围对土体的扰动大，由于房屋的基础形式为条形基础，整体性不强，地下水丰富，在掘进过程中极易造成房屋内部出现裂缝、局部不均匀沉降等，需提前加固处理。
4 CK10+392 翠竹苑16、17栋 左右线从下方穿越 与隧道净距17m 6 砖混 筏板 袖阀管注浆加固
5 CK10+408 翠竹苑
18栋 左线从下方穿越 与隧道净距20m 6 砖混 筏板基础
6 翠竹苑
32栋 右线从下方穿越 与隧道净距22m 6 砖混 筏板基础
7 CK10+530 翠竹苑
44、45栋 左右线从下方穿越 与隧道净距23m 6 砖混 筏板基础
8 CK10+580 翠竹苑
48栋 左右线从下方穿越 与隧道净距26m 6 砖混 毛石基础
9 翠竹苑
60栋 左右线从下方穿越 与隧道净距29m 4 砖混 毛石基礎
此段地层中，隧道范围内为强风化、中风化岩地层且隧道范围内为上软下硬地层，盾构穿越此范围对土体的时对掘进施工参数不易控制，房屋的基础形式不明，前期调查结果可能为筏板、毛石基础，地下水丰富在掘进过程中地面建筑物沉降较难控制，需提前加固处理。
表2 沿线主要管线调查一览表
序号 管线
名称 对应里程 与线路
关系 数量 处理
措施 与隧道
关系 管径
（m） 备注 1 雨水管 YDK11+044.5～YDK11+374.8 下方斜穿 1 加固 与隧道净距8m 1 翠田区间
2 雨水管 YDK11+044.5～YDK11+374.8 下方斜穿 1 加固 与隧道净距8m 1.2 翠田区间
图3 线路穿过建筑物平面
3.2 翠竹小区房屋探挖揭露基础及管线分布情况
因为翠竹菀小区是80年代建的房屋基础情况资料不是齐全清楚，如果基础不明就会给盾构施工带来极大地风险。为确保房屋竣工资料的真实性，我项目部和翠竹苑小区管理处协商，施工前分别对小区4、5、6号楼进行基础开挖，探明基础真实情况。4、5、6号楼开挖2m后发现有条形基础，高度为40cm，向下继续开挖1m，并在条形基础下向房屋侧掏空80cm，长度方向近1m，没有发现桩基，我们邀请物探专家、设计、监理进行桩基探明，都一直认为没有桩基。对16、17、18、32、44、45号楼基础同样进行了开挖发现为伐板基础和房屋基础图纸相符。对48、60号楼基础進行开挖发现为毛石基础。
开挖区域均有多种浅埋管线，如多根排水管、煤气管道。开挖揭露管线情况如图4所示。
图4 建筑物基础揭露及管线揭露
4.翠竹小区房屋段钻孔及揭露地质情况
为了降低盾构施工风险，施工前对小区地质情况进行了补充地质勘查钻孔，给盾构机掘进时参数确定提供真实切合地质情况的掘进参数。为盾构机安全通过小区房屋提供保证。地质钻孔布置见图5，祥勘取芯部分照片如图6所示
图5 小区房屋地质钻孔布置图
图6 详勘取芯照片
5. 盾构下穿小区期间的施工措施
5.1下穿前对小区部分建筑进行预加固
已查明有13座建筑物基础位于隧道正上方且基础坐落在回填土上，埋深较浅。根据现场调查情况得知，结合翠～田区间右线施工经验，地质勘察报告不能完整反映该区间地质状况，盾构在掘进过程中易造成局部土体坍塌现象和房屋沉降量大，存在安全隐患。为保证施工安全及施工的顺利进行，必须对此房屋基础进行预加固处理。针对上述情况，决定对ZDK10+343.641至ZDK10+401.641（翠竹苑小区4、5、6、16、17号楼及小区管理处）采用袖阀管注浆法施工，对该段土体进行加固处理，增强地基的自稳性。
加固土体3～4天单轴极限抗压强度≥1.0Mpa。注浆间距为1000m，梅花形布置如图7，对房屋基础范围下方土体进行辐射型注浆加固处理，形成具有复合地基，以达到稳固土体的预期目的。注双液浆，其配比为水灰比1：1，水泥浆：水玻璃浆液体积比1：0.6。水玻璃原液（35-40BE），注浆参数：注双液浆孔直径￠46mm、浆液扩散半径：1m、浆液凝结时间：15min以内，注浆压力1-2bar，注浆量以实际方量为准。注浆加固剖面图如图8所示。
图7 袖伐管施工平面布置图
图8 袖伐管注浆加固剖面
5.2 下穿前施工准备
（3）过小区施工方案及相关技术交底必须通过在项目部、施工队组织专题学习，确保技术方案落实和传达到所有的施工技术人员及作业人员。
（4）盾构机刀盘距离第一栋房屋前有计划的进行盾构设备的维修和保养，确保推进系统完好、注浆系统（4路管路必须畅通，保证注浆量）、盾尾密封等完好，并备足常用备件，确保盾构机能以良好的状态进行小区房屋段施工。
（5）有计划的进行换刀，换刀前通过管片经向注浆封堵管片水源，再根据开仓程序及换刀方案进行换刀。由于根据地质祥勘资料，盾构过小区房屋段隧道洞身地层为微风化花岗麻片岩，计划换刀位置地层相对较好选择，无需提前对换刀位置地层进行处理，但为确保换到位置的安全，地层是否需加固根据取芯补堪情况判断确定。换刀及刀具检查必须在安全的位置进行，必要时必须通过辅助措施对地层进行加固处理，以保证施工的安全。根据前期掘进情况选择适合该地层的刀具厂家，保证道具质量。根据地质情况选择全断面硬岩结束前换刀，更换一盘全新刀具。此位置经地面取心验证和地质图相符。
摘要：本文结合盾构机穿越3号线3102标翠田左线翠竹菀小区11栋80年代的旧房屋的施工实际，总结了盾构机穿越建筑群的施工技术，对今后类似工程的施工具有一定指导意义。
关键词：地铁；建筑群；盾构施工
1.工程概况
我单位承建的深圳地铁3号线3102标翠田左线区间全长1200.8m，本区间设计范围内隧道自田贝站南端头始发，沿翠竹路左转至大头岭，后右转穿越大头岭、翠竹苑居民小区、东门北路至翠竹站东端。
本区间设计范围里程ZDK10+165.970～ZDK11+374.800（含短链16.138m）。全区间有盾构开挖盾构衬砌隧道和矿山法开挖盾构衬砌隧道两种隧道，其中：ZDK10+165.970～ZDK10+635.000和ZDK11+022.000～ZDK11+374.800为盾构开挖盾构衬砌隧道，ZDK10+635.000～ZDK11+022.000为矿山法开挖盾构衬砌隧道。
盾构开挖盾构衬砌隧道长821.83m（单洞）；矿山法开挖盾构衬砌隧道长387m（单洞）。
区间在ZDK10+470.117和ZDK11+017.5处共设2处联络通道，在ZDK10+470.117处联络通道中间设区间排水泵房，在ZDK11+017.5处设矿山法施工横通道，在横通道端头设施工竖井。
本区间所处地段建筑物多，地下管线多，交通繁忙，盾构穿越东门北路北侧翠竹菀住宅小区约13栋建筑，其中6层的建筑物10座，4层的建筑物1座，1层的建筑物2座。
盾构施工至此须采取先进有效的盾构施工技术措施才能保证地面建筑物以及地下管线的安全。如图1为3102标段工程平面示意图。
图1 3102标段工程平面示意图
2.工程地质和水文地质
区间依据地质勘察报告、补充地质勘察报告及盾构工作井的开挖记录，从上到下依次为人工填土层、淤泥质粘性土层、砂层、残积土粘性层、花岗片麻岩。岩石强度变化较大，全、强风化岩层大部分强度在20～40Mpa，最大强度最大值为193.4Mpa，平均150 Mpa。其中进入翠竹菀小区有将近191m，平均强度150 Mpa的花岗麻片岩。100m上软下硬地质，施工难度很大。
根据地下水的赋存条件，沿线地下水主要有两种类型：一是松散土层孔隙水，二是基岩裂隙水。图2为小区地质图。
图2 小区地质图
3.沿线建（构）筑物及管线情况
3.1翠竹小区房屋基础资料调查情况（见表1、表2、图3）根据《翠竹站～田贝站区间总平面图》可知：翠田区间隧道下穿翠竹路后，过康宁医院进入矿山法隧道，出矿山法隧道穿翠竹苑小区，经东门北路到达翠竹站。
翠竹苑小区受隧道施工影响共有13座建筑物，其中6层的建筑物10座，1层的建筑物2座，4层建筑物1座。
区间隧道穿越的地下管线众多，但管径均较小。主要管线有：给水、燃气、电力、电信、雨水、污水等。但污水管管径大（一般均为φ500混凝土管），且埋置深度均在3.0m左右，距隧道顶距离较近，施工过程中尤其要加强对距离隧道净距小于10m范围内的管线监测和保护。由于水泥砂浆抹口的砼管道对沉降最为敏感，故其允许沉降量可作为地下管线控制的基准。
表1 地面建筑物一览表
序号 对应里程 建筑物名称 与线路
关系 与隧道
关系 层数 结构类型 基础
类型 预加固
方法
1 CK10+275 翠竹苑小区4、5、6栋 左右线从下方穿越 与隧道净距12m 6 砖混 条形基础 袖阀管注浆加固
2 CK10+344 翠竹苑泵房 左右线从下方穿越 与隧道净距13m 1 砖混 天然基础 袖阀管注浆加固
3 CK10+349 翠竹苑
管理处 左右线从下方穿越 与隧道净距16m 1 砖混 天然基础 袖阀管注浆加固
此段地层中，隧道范围内为全风化、强风化岩地层且隧道范围内存在沙层，且隧道上部有4米的淤泥层，盾构穿越此范围对土体的扰动大，由于房屋的基础形式为条形基础，整体性不强，地下水丰富，在掘进过程中极易造成房屋内部出现裂缝、局部不均匀沉降等，需提前加固处理。
4 CK10+392 翠竹苑16、17栋 左右线从下方穿越 与隧道净距17m 6 砖混 筏板 袖阀管注浆加固
5 CK10+408 翠竹苑
18栋 左线从下方穿越 与隧道净距20m 6 砖混 筏板基础
6 翠竹苑
32栋 右线从下方穿越 与隧道净距22m 6 砖混 筏板基础
7 CK10+530 翠竹苑
44、45栋 左右线从下方穿越 与隧道净距23m 6 砖混 筏板基础
8 CK10+580 翠竹苑
48栋 左右线从下方穿越 与隧道净距26m 6 砖混 毛石基础
9 翠竹苑
60栋 左右线从下方穿越 与隧道净距29m 4 砖混 毛石基礎
此段地层中，隧道范围内为强风化、中风化岩地层且隧道范围内为上软下硬地层，盾构穿越此范围对土体的时对掘进施工参数不易控制，房屋的基础形式不明，前期调查结果可能为筏板、毛石基础，地下水丰富在掘进过程中地面建筑物沉降较难控制，需提前加固处理。
表2 沿线主要管线调查一览表
序号 管线
名称 对应里程 与线路
关系 数量 处理
措施 与隧道
关系 管径
（m） 备注 1 雨水管 YDK11+044.5～YDK11+374.8 下方斜穿 1 加固 与隧道净距8m 1 翠田区间
2 雨水管 YDK11+044.5～YDK11+374.8 下方斜穿 1 加固 与隧道净距8m 1.2 翠田区间
图3 线路穿过建筑物平面
3.2 翠竹小区房屋探挖揭露基础及管线分布情况
因为翠竹菀小区是80年代建的房屋基础情况资料不是齐全清楚，如果基础不明就会给盾构施工带来极大地风险。为确保房屋竣工资料的真实性，我项目部和翠竹苑小区管理处协商，施工前分别对小区4、5、6号楼进行基础开挖，探明基础真实情况。4、5、6号楼开挖2m后发现有条形基础，高度为40cm，向下继续开挖1m，并在条形基础下向房屋侧掏空80cm，长度方向近1m，没有发现桩基，我们邀请物探专家、设计、监理进行桩基探明，都一直认为没有桩基。对16、17、18、32、44、45号楼基础同样进行了开挖发现为伐板基础和房屋基础图纸相符。对48、60号楼基础進行开挖发现为毛石基础。
开挖区域均有多种浅埋管线，如多根排水管、煤气管道。开挖揭露管线情况如图4所示。
图4 建筑物基础揭露及管线揭露
4.翠竹小区房屋段钻孔及揭露地质情况
为了降低盾构施工风险，施工前对小区地质情况进行了补充地质勘查钻孔，给盾构机掘进时参数确定提供真实切合地质情况的掘进参数。为盾构机安全通过小区房屋提供保证。地质钻孔布置见图5，祥勘取芯部分照片如图6所示
图5 小区房屋地质钻孔布置图
图6 详勘取芯照片
5. 盾构下穿小区期间的施工措施
5.1下穿前对小区部分建筑进行预加固
已查明有13座建筑物基础位于隧道正上方且基础坐落在回填土上，埋深较浅。根据现场调查情况得知，结合翠～田区间右线施工经验，地质勘察报告不能完整反映该区间地质状况，盾构在掘进过程中易造成局部土体坍塌现象和房屋沉降量大，存在安全隐患。为保证施工安全及施工的顺利进行，必须对此房屋基础进行预加固处理。针对上述情况，决定对ZDK10+343.641至ZDK10+401.641（翠竹苑小区4、5、6、16、17号楼及小区管理处）采用袖阀管注浆法施工，对该段土体进行加固处理，增强地基的自稳性。
加固土体3～4天单轴极限抗压强度≥1.0Mpa。注浆间距为1000m，梅花形布置如图7，对房屋基础范围下方土体进行辐射型注浆加固处理，形成具有复合地基，以达到稳固土体的预期目的。注双液浆，其配比为水灰比1：1，水泥浆：水玻璃浆液体积比1：0.6。水玻璃原液（35-40BE），注浆参数：注双液浆孔直径￠46mm、浆液扩散半径：1m、浆液凝结时间：15min以内，注浆压力1-2bar，注浆量以实际方量为准。注浆加固剖面图如图8所示。
图7 袖伐管施工平面布置图
图8 袖伐管注浆加固剖面
5.2 下穿前施工准备
（3）过小区施工方案及相关技术交底必须通过在项目部、施工队组织专题学习，确保技术方案落实和传达到所有的施工技术人员及作业人员。
（4）盾构机刀盘距离第一栋房屋前有计划的进行盾构设备的维修和保养，确保推进系统完好、注浆系统（4路管路必须畅通，保证注浆量）、盾尾密封等完好，并备足常用备件，确保盾构机能以良好的状态进行小区房屋段施工。
（5）有计划的进行换刀，换刀前通过管片经向注浆封堵管片水源，再根据开仓程序及换刀方案进行换刀。由于根据地质祥勘资料，盾构过小区房屋段隧道洞身地层为微风化花岗麻片岩，计划换刀位置地层相对较好选择，无需提前对换刀位置地层进行处理，但为确保换到位置的安全，地层是否需加固根据取芯补堪情况判断确定。换刀及刀具检查必须在安全的位置进行，必要时必须通过辅助措施对地层进行加固处理，以保证施工的安全。根据前期掘进情况选择适合该地层的刀具厂家，保证道具质量。根据地质情况选择全断面硬岩结束前换刀，更换一盘全新刀具。此位置经地面取心验证和地质图相符。