一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法
【專利摘要】本發明公開了屬于盾構工程【技術領域】的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法。該方法步驟為：（1）通過對富水軟弱地層盾構掘進的影響區域進行數值分析、理論計算和盾構掘進試驗段的研究，確定了盾構長距離下穿建筑物的控制區劃分方法。（2）確定控制區橫向范圍。（3）在控制區橫向范圍內，確定建筑物段控制區范圍，建筑物段控制區劃分為I區、II區、III區、IV區。研究隧道軸線距離建筑物的大小對建筑物的影響程度，將III區細分為T區和非T區。（4）根據不同的控制區劃分范圍制定相應的掘進控制方法。本方法通過不同控制區采用不同的控制措施，降低了施工風險，保證了施工的安全性和科學性，并減少了工程造價。
【專利說明】一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于盾構工程【技術領域】，特別涉及一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，由于城市地鐵具有大容量、高速、安全、可靠的特點，逐步發展成為解決日趨緊張的城市交通問題的首選方法。而隨著城市地鐵建設逐步深入，地鐵區間不可避免會長距離穿越密集建筑物。為了確保建筑物的安全，首要的問題就是確定盾構掘進對鄰近建筑物的影響范圍，根據不同的影響區域做出相應的控制措施。
[0003]目前，國內外學者把研究重點都放在盾構掘進對建筑物的影響上，而且，只對盾構穿越建筑的橫向影響范圍進行了粗略的確定，缺少對盾構穿越建筑群控制區系統的劃分。在具體工程施工中，一般根據經驗判斷盾構穿越建筑的影響范圍，確定需要進行監測的建筑物，這樣很容易增加施工風險。若采用保守的沉降影響范圍，則會使工程造價增加。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術的缺點，本發明提供一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0005](I)對富水軟弱地層盾構掘進的影響區域進行數值分析、理論計算，并進行盾構掘進試驗段研究；
[0006](2)根據步驟(I)的分析研究，確定控制區橫向范圍；
[0007](3)在控制區橫向范圍內，依據盾構掘進對建筑物沉降大小的影響以及盾構掘進控制的難易程度，確定建筑物段控制區范圍；
[0008](4)根據不同的建筑物段控制區范圍制定相應的掘進控制方法。
[0009]步驟(2)中所述的控制區橫向范圍為距離隧道軸線左右各25m的范圍。
[0010]步驟(3)中所述的建筑物段控制區:盾構刀盤距離建筑物前30m設為建筑物段控制區起點，刀盤過建筑物后40m設為建筑物段控制區終點。
[0011]步驟(3)中所述的建筑物段控制區范圍為I區、II區、III區、IV區，并將III區細劃分為T區和非T區，其中，I區為檢查區、II區為調整區、III區為穿越建筑區、IV區為恢復區。
[0012]所述的I區為盾構刀盤距離建筑物前30m到前25m之間的范圍。
[0013]所述的II區為盾構刀盤距離建筑物前25m到前IOm之間的范圍。
[0014]所述的III區:盾構刀盤距離建筑物前IOm設為III區起點，刀盤過建筑物后30m為III區終點。
[0015]所述的IV區為盾構刀盤過建筑物后30m到40m之間的范圍。
[0016]所述的T區:111區內正穿建筑物段和III區內側穿建筑物與隧道的輪廓線距離(5m的范圍。[0017]步驟(3)中所述的建筑物段控制區的劃分是針對單個建筑物而言的；當盾構穿越建筑物群時，不同的建筑物劃分的區域不同，此時按風險較大的區域劃分，控制區風險從大到小依次為:?π區T區、III區非T區、II區、IV區、I區。
[0018]步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:當盾構進入I區時，對盾構機進行檢修，檢查盾構機當前的工作性能是否良好，盾尾油脂、添加劑是否符合規定，盾構姿態是否滿足安全控制標準的要求。
[0019]步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:進入II區，調整盾構掘進參數，緩調土壓使每次調節量控制在0.01MPa，根據地表及建筑物的隆沉值進行土壓調節，直至與建筑物下的土壓相匹配；掘進速度控制在3cm/min ;同步注漿使用“準厚漿”，注漿量控制在
3.7m3/環；二次補漿使用水泥、水玻璃雙液漿，注漿量控制在1.2m3/環；盾構在控制區內掘進時，不允許出現停機的情況。
[0020]步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:進入III區，嚴格控制盾構掘進參數，掘進速度控制在2cm/min,設定土壓值P。控制在:水壓力+主動土壓力〈PQ〈水壓力+被動土壓力；掘進過程中根據地層情況實時調整土倉壓力，不超過設定土壓的10% ;若是T區，則對建筑監測點進行加密監測，監測頻率為3次/天；同步注漿量控制在為4m3/環，二次補漿量控制在1.4m3/環；嚴格控制沉降，建筑單次沉降大于3mm時，加大二次補漿量；當盾首或盾尾垂直偏差或水平偏差的絕對值超過24mm，則進行糾偏，嚴格控制盾構姿態。
[0021]步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:進入IV區，調整盾構掘進參數，緩調土壓使每次調節量控制在0.01MPa，根據前方地表的隆沉值進行土壓調節，直至與刀盤前方的土壓相匹配；掘進速度控制在3cm/min ;同步注漿使用“準厚漿”，注漿量控制在3.7m3/環；二次補漿使用水泥、水玻璃雙液漿，注漿量控制在1.2m3/環。
[0022]本發明的有益效果是:通過數值分析、理論計算和試驗段研究來劃分盾構穿越建筑群控制區，不同控制區采用不同的控制措施，降低了根據經驗判斷所帶來的施工風險，使得大部分建筑物沉降能控制在合理范圍內，保證了施工的安全性和科學性，同時減少了工程造價。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為長距離穿越建筑物群的分區段流程示意圖；
[0024]圖2為盾構穿越建筑物控制區劃分示意圖；
[0025]圖3 (a)為盾構穿越建筑物T控制區(正穿建筑物)示意圖；
[0026]圖3 (b)為盾構穿越建筑物T控制區(側穿建筑物)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]本發明提供了一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
[0028]某工程穿越建筑物群區域，隧道水平走向是r=500m的圓曲線，左右線隧道中心線距離14m，垂直走向逐漸上升，隧道上覆土厚度為12m左右。
[0029]當建筑物距離隧道軸線的距離超過25m時，則不在控制區范圍內，不進行沉降控制。當建筑物在控制區范圍內時，將建筑物段控制區劃分為I區(檢查區)、11區(調整區)、III區(穿越建筑區)、IV區(恢復區)。
[0030]I區為盾構刀盤距離建筑物前30m到前25m之間的范圍；11區為盾構刀盤距離建筑物前25m到前IOm之間的范圍；111區:盾構刀盤距離建筑物前IOm設為III區起點，刀盤過建筑物后30m為III區區終點；IV區為盾構刀盤過建筑物后30m到前40m之間的范圍。
[0031]將III區劃分為T區和非T區。T區:111區內正穿建筑物段和III區內側穿建筑物與隧道的輪廓線距離≤5m的范圍。
[0032]由此劃分的控制區有2棟建筑物在III區非T區，4棟建筑物在III區T區。
[0033]當盾構進入I區，對盾構機進行檢修，使得盾構機具有良好的工作性能，盾構姿態滿足安全標準要求，使用符合規定的盾尾油脂和添加劑。
[0034]進入II區,緩調土壓,控制土壓在0.01Mpa,掘進速度控制在3cm/min,同步注衆的注漿量控制在3.7m3/環。二次補漿的注漿量控制在1.2m3/環。在掘進期間，不允許停機。
[0035]進入III區，對III區內的建筑物布置監測點，非T區內的建筑物監測頻率為2次/天，T區內的建筑物監測頻率為3次/天。進入T區,掘進速度控制在2cm/min,同步注衆量控制在4m3/環，二次補漿量控制在1.4m3/環。嚴格控制沉降，建筑單次沉降大于3mm時，加大二次補漿量。當盾首或盾尾垂直偏差或水平偏差的絕對值超過24mm時，進行糾偏，嚴格控制盾構姿態。
[0036]進入IV區，緩調土壓，每次調節量控制在0.01MPa，根據前方地表的隆沉值進行土壓調節，直至與刀盤前方的土壓相匹配。掘進速度控制在3cm/min。同步注漿的注漿量控制在3.7m3/環。二次補漿的注漿量控制在1.2m3/環。
[0037]監測結果表明，采用分區段沉降控制方法，97%的建筑物沉降能控制在12mm以內，建筑沒有出現開裂等情況。
[0038]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)對富水軟弱地層盾構掘進的影響區域進行數值分析、理論計算，并進行盾構掘進試驗段研究； (2)根據步驟(1)的分析研究，確定控制區橫向范圍； (3)在控制區橫向范圍內，依據盾構掘進對建筑物沉降大小的影響以及盾構掘進控制的難易程度，確定建筑物段控制區范圍； (4)根據不同的建筑物段控制區范圍制定相應的掘進控制方法。
2.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(2)中所述的控制區橫向范圍為距離隧道軸線左右各25m的范圍。
3.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(3)中所述的建筑物段控制區:盾構刀盤距離建筑物前30m設為建筑物段控制區起點，刀盤過建筑物后40m設為建筑物段控制區終點。
4.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(3)中所述的建筑物段控制區范圍為I區、II區、III區、IV區，并將III區細劃分為T區和非T區，其中，I區為檢查區、II區為調整區、III區為穿越建筑區、IV區為恢復區。
5.根據權利要求4所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，所述的I區為盾構刀盤距離建筑物前30m到前25m之間的范圍。
6.根據權利要求4所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，所述的II區為盾構刀盤距離建筑物前25m到前IOm之間的范圍。
7.根據權利要求4所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，所述的III區:盾構刀盤距離建筑物前IOm設為III區起點，刀盤過建筑物后30m為III區終點。
8.根據權利要求4所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，所述的IV區為盾構刀盤過建筑物后30m到40m之間的范圍。
9.根據權利要求4所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，所述的T區:111區內正穿建筑物段和III區內側穿建筑物與隧道的輪廓線距離(5m的范圍。
10.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(3)中所述的建筑物段控制區的劃分是針對單個建筑物而言的；當盾構穿越建筑物群時，不同的建筑物劃分的區域不同，此時按風險較大的區域劃分，控制區風險從大到小依次為:?π區T區、III區非T區、II區、IV區、I區。
11.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:當盾構進入I區時，對盾構機進行檢修，檢查盾構機當前的工作性能是否良好，盾尾油脂、添加劑是否符合規定，盾構姿態是否滿足安全控制標準的要求。
12.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:進入II區，調整盾構掘進參數，緩調土壓使每次調節量控制在0.01MPa，根據地表及建筑物的隆沉值進行土壓調節，直至與建筑物下的土壓相匹配；掘進速度控制在3cm/min ;同步注漿使用“準厚漿”，注漿量控制在3.7m3/環；二次補漿使用水泥、水玻璃雙液漿，注漿量控制在1.2m3/環；盾構在控制區內掘進時，不允許出現停機的情況。
13.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:進入III區，嚴格控制盾構掘進參數，掘進速度控制在2cm/min，設定土壓值P。控制在:水壓力+主動土壓力<PQ〈水壓力+被動土壓力；掘進過程中根據地層情況實時調整土倉壓力，不超過設定土壓的10%;若是T區，則對建筑監測點進行加密監測，監測頻率為3次/天；同步注漿量控制在為4m3/環，二次補漿量控制在1.4m3/環；嚴格控制沉降，建筑單次沉降大于3mm時，加大二次補漿量；當盾首或盾尾垂直偏差或水平偏差的絕對值超過24mm，則進行糾偏，嚴格控制盾構姿態。
14.根據權利要求1所述的一種盾構長距離穿越建筑物群的分區段沉降控制方法，其特征在于，步驟(4)中所述的不同控制區的掘進控制方法:進入IV區，調整盾構掘進參數，緩調土壓使每次調節量控制在0.01MPa，根據前方地表的隆沉值進行土壓調節，直至與刀盤前方的土壓相匹配；掘進速度控制在3cm/min ;同步注漿使用“準厚漿”，注漿量控制在3.7m3/環；二次補漿使用水泥、水玻璃雙液漿，注漿量控制在1.2m3/環。
【文檔編號】E21D9/06GK103510960SQ201310499753
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】袁大軍, 董朝文, 蔡榮, 朱寧 申請人:北京交通大學