建筑群施工風(fēng)險(xiǎn)控制探討

時(shí)間:2022-07-20 11:15:57

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建筑群施工風(fēng)險(xiǎn)控制探討

1工程概況

某盾構(gòu)區(qū)間隧道采用兩臺(tái)泥水/土壓雙模式盾構(gòu)掘進(jìn)。如圖1所示,在完成下穿河流后,進(jìn)入農(nóng)新排水站區(qū)域,區(qū)域施工長(zhǎng)度約120m,覆土8~10m,排水站房屋坐落在排水箱涵上方,其余建筑全為20世紀(jì)60年代老舊的淺基礎(chǔ)建筑。除保留的原有排水功能作用外,其它建筑現(xiàn)作為加工廠和居住用途。其中,泵房為下沉式集水,隧頂距底板小于4m。隧道上覆建筑物原計(jì)劃拆遷,但由于各種原因無(wú)法進(jìn)行拆遷,經(jīng)第三方鑒定為一般損壞房,施工時(shí)地面沉降及建筑物的保護(hù)是重要風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)。由于建筑物只拆除了一小部分(上圖下方515~530環(huán)位置),地質(zhì)勘查資料有限,房屋下方無(wú)鉆孔勘察地質(zhì)。從周邊地勘揭示:地層主要為砂層和微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r,灰?guī)r侵入盾構(gòu)開(kāi)挖面最高約為4.5m,該區(qū)域溶洞發(fā)育強(qiáng)烈,存在洞高超過(guò)10m的3層串珠式溶洞。地質(zhì)條件差,施工風(fēng)險(xiǎn)控制是關(guān)鍵。

2風(fēng)險(xiǎn)控制

圍繞雙模式盾構(gòu)的突出優(yōu)勢(shì)、嚴(yán)密組織掘進(jìn)管理,以監(jiān)控管理、應(yīng)急防控為主要思路,加強(qiáng)應(yīng)急預(yù)案處理準(zhǔn)備,主要控制措施如下。

2.1溶洞預(yù)處理

1)溶洞預(yù)處理,降風(fēng)險(xiǎn)部分可能存在位于建筑物下方的溶洞,使用斜孔引孔,引孔后下袖閥管進(jìn)行注漿,減少盾構(gòu)下穿施工的風(fēng)險(xiǎn)??刂埔c(diǎn):①斜孔施工時(shí),確保角度的準(zhǔn)確性,根據(jù)直孔探明的洞高,與斜孔施工位置,計(jì)算出鉆孔角度;②鉆孔一是加強(qiáng)泥漿比重,減少塌孔,二是要保證袖閥管下管長(zhǎng)度;以單液漿為主,延長(zhǎng)初凝時(shí)間;適當(dāng)增大注漿壓力(幅度0.1MPa左右)以增加注漿影響范圍;同時(shí)加強(qiáng)地面及建構(gòu)筑物監(jiān)測(cè)。2)盾構(gòu)穿越溶洞區(qū),避風(fēng)險(xiǎn)①穿越巖溶區(qū)最大的風(fēng)險(xiǎn)為盾構(gòu)失穩(wěn),利用雙模盾構(gòu)的優(yōu)勢(shì),使用濃泥漿或惰性漿,快速灌入掌子面,避免掘進(jìn)失壓、保壓困難等異常問(wèn)題;②對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)和掘進(jìn)速度進(jìn)行控制,實(shí)時(shí)記錄土倉(cāng)壓力并進(jìn)行24h監(jiān)測(cè),保證盾構(gòu)安全通過(guò);③在注漿方面,盾構(gòu)配置有兩套注漿系統(tǒng)和3臺(tái)注漿泵,同時(shí)快速進(jìn)行同步注漿和管片補(bǔ)漿。管片補(bǔ)漿采用每隔2~3環(huán)進(jìn)行一次雙液漿作封閉環(huán),有效形成保護(hù)。每環(huán)推進(jìn)前,對(duì)注漿的漿液進(jìn)行小樣試驗(yàn)。

2.2盾構(gòu)施工總體方案

1)盾構(gòu)掘進(jìn)模式選擇采用以泥水模式掘進(jìn)為主,土壓模式輔助排石,減少擾動(dòng)和沉降。①一是排水站區(qū)域兩面靠河道,高差較大,泥水模式保壓效果好;二是為減少盾構(gòu)二次擾動(dòng)和對(duì)建筑物的保護(hù)有利考慮,左線采用泥水模式通過(guò)排水站(下方為箱涵)房屋;②下穿房屋時(shí),掌子面出現(xiàn)較多巖層,為安全有序、平穩(wěn)地進(jìn)行掘進(jìn)施工,切換成土壓模式施工。一是進(jìn)行及時(shí)有效地排石,以減小土倉(cāng)石塊堆積對(duì)刀具的破壞和消除泥水模式下管路出現(xiàn)堵塞造成環(huán)流不暢的現(xiàn)象;二是提高掘進(jìn)效率,減少施工滯留時(shí)間,降低施工風(fēng)險(xiǎn)。2)刀具配置①適當(dāng)擴(kuò)大帶合金粒滾刀的配置范圍,加大對(duì)巖層的破碎能力,增加刀具的耐磨性。刀具保護(hù)是盾構(gòu)掘進(jìn)的最關(guān)鍵系統(tǒng),推進(jìn)速度、扭矩、推力、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速的控制皆是為了有效保護(hù)刀具,作好掘進(jìn)控制管理就是作好刀具管理;②合理的刀具配置后,有計(jì)劃地進(jìn)行開(kāi)倉(cāng)檢查和掘進(jìn)參數(shù)設(shè)定、優(yōu)化。盾構(gòu)下穿房屋,刀具磨損最大的為單刃滾刀15mm,處于最長(zhǎng)軌跡線處。3)精控掘進(jìn)參數(shù),及時(shí)優(yōu)化更新參數(shù)掘進(jìn)參數(shù)設(shè)置以確保上部地層穩(wěn)定為前提,盡量減少對(duì)上部土體的擾動(dòng)。①對(duì)已先行的右線類似地層,盾構(gòu)掘進(jìn)段的掘進(jìn)參數(shù)及地面沉降情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,制定盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù);②盾構(gòu)的推進(jìn)速度和姿態(tài)控制直接影響到土體沉降,上軟下硬土層中以均勻、穩(wěn)定下穿為原則,掘進(jìn)速度控制在10mm/min以內(nèi),不得在巖面低時(shí)提高速度,以減小對(duì)刀具的損壞。4)監(jiān)測(cè)測(cè)量,做好地層沉降控制和應(yīng)急管理①進(jìn)行三維一體的管理,地面、地層、隧道內(nèi)組成的監(jiān)控測(cè)量;②由于上軟下硬地層掘進(jìn)速度慢,極易造成出渣過(guò)多和超挖,綜合考慮各地層松散系數(shù)和地下水等因素,掘進(jìn)時(shí),隧道工程師做好實(shí)際出土量統(tǒng)計(jì),并與理論值對(duì)比,做到掘進(jìn)速度與出土同步;③由于施工環(huán)境特殊,制定了嚴(yán)格的單次監(jiān)測(cè)沉降指標(biāo),單次超過(guò)5mm時(shí),啟動(dòng)預(yù)警,堅(jiān)持注漿壓力和量的雙控原則,及時(shí)遏制沉降趨勢(shì),確保隧道上部建筑物安全;④在盾構(gòu)土倉(cāng)壁位置和地面建筑物設(shè)置振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀,出現(xiàn)異常振動(dòng)或振動(dòng)突然變大時(shí)及時(shí)分析原因并采取相應(yīng)對(duì)策;⑤現(xiàn)場(chǎng)設(shè)值班室和增強(qiáng)照明,24h輪值,有效快速應(yīng)急響應(yīng);增設(shè)照明設(shè)備,確保任何時(shí)候均可以實(shí)時(shí)掌握地面、房屋變化。

3結(jié)語(yǔ)

在雙模式盾構(gòu)自身優(yōu)勢(shì)下,對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行精細(xì)管理,掘進(jìn)控制有力,刀具管理嚴(yán)格。掘進(jìn)過(guò)程以確保地層穩(wěn)定及地面建筑物安全為前提,實(shí)行全天候的駐點(diǎn)值班巡視監(jiān)測(cè)制度,左、右線盾構(gòu)安全可控,房屋監(jiān)測(cè)沉降最大的為-11.6mm,高質(zhì)量地完成下穿施工并實(shí)現(xiàn)零投訴。

作者:王余良 單位:北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司

[參考文獻(xiàn)]

[1]熊炎林.深圳地鐵盾構(gòu)下穿建筑物施工技術(shù)[J].建筑機(jī)械化,2012,(S2):58-60.