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岩溶地层盾构机穿越建筑物施工措施的研究 　　摘要：盾构工法目前已广泛应用于各国城市地铁的建设中。文章通过总结岩溶地层盾构机穿越建筑物的各项施工措施，得出适用于该地层中一套有效的施工措施，为同类工程的施工提供了参考。 　　关键词：岩溶地层；盾构机；穿越建筑物；盾构工法；施工措施 文献标识码：A 　　中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2015）31-0120-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.060 　　1 概述 　　盾构工法目前已广泛应用于各国城市地铁的建设中。随着社会的进步和法律的完善，建设过程中征拆的难度越来越大，代价也越来越高。现代城市中建筑物密集，地铁施工中盾构机穿越建筑物的情况频繁，一旦控制不当，极有可能造成建筑物沉降开裂变形，影响结构安全和正常使用，甚至会引起建筑物坍塌造成人员伤亡，因此盾构机穿越建筑物是盾构施工项目中的重大风险，需严格控制各项施工技术措施。广州地铁九号线主要位于花都区，区内水文地质条件复杂。地质情况的复杂多变给盾构法地铁施工带来巨大的难度和不确定性。而花都区又地处岩溶发育地段，由于溶蚀作用造成岩面起伏变化大，岩土层交界面附近发育土洞，岩层表层和上部溶沟、溶槽、溶隙及溶洞等发育强烈，岩溶及土洞发育呈无序状态，其形态特征、规模和分布范围难以确定。盾构机在岩溶地层掘进可能造成盾构机坍落、刀具磨损、刀盘崩裂等事故。如何在保证盾构施工质量安全的同时，确保地面建筑物的安全，给盾构法施工提出了新的挑战。本文以成功完成的盾构机穿越秀全中学宿舍楼和新华镇教办集资教师楼的实例，研究分析岩溶地层盾构机穿越建筑物的各项技术措施。 　　2 工程概况 　　2.1 房屋基础及地质情况 　　广州地铁九号线某标段位于花都区繁华中心，采用泥水盾构法施工，盾构隧道需穿越多栋房屋。其中一区间隧道主要穿越秀全中学宿舍楼、新华镇教办集资教师楼风险较大，如图1所示。 　　秀全中学宿舍楼为1988年建造的8层框架结构，条形基础。下方的地质情况依次为：人工填土层，冲积-洪积硬塑粉质黏土层，可塑状炭质泥岩、灰岩、炭质灰岩残积土层，微风化灰岩。建筑物下方隧道穿越地层主要为微风化灰岩层。 　　新华镇教办集资教师楼为1991年建，框架7层，独立基础，地质为：人工填土层，可塑粉质黏土，可塑状炭质泥岩残积土，中风化炭质灰岩，微风化炭质灰岩。隧道埋深约17.3m（隧道中心线），左线隧道洞身掘进范围均为微风化灰岩，右线隧道洞身掘进范围为微风化灰岩及中风化灰岩。 　　工程勘察及岩溶处理阶段均在这两栋房屋下方发现溶洞。 　　2.2 水文情况 　　根据区间水文地质资料及地下水赋存条件，盾构穿越这两栋房屋区域地下水主要为孔隙水和岩溶（土洞）水。其中孔隙水主要赋存于冲积-洪积砂层，渗透系数为5～15m/d。岩溶（土洞）水部分与砂层中的地下水呈互补给状态，地下水水量很大，一般具有承压性，但灰岩的透水性、富水性均较弱。 　　3 盾构穿越房屋施工措施 　　3.1 溶洞处理措施 　　岩溶地层中掘进最主要的影响因素是溶（土）洞的存在，虽然通过地面钻探和CT扫描能够大致确定溶（土）洞的位置及形态，但对于溶（土）洞的具体边界很难精确探明。而较大溶（土）洞如未经处理或者处理过程中未填充密实，则盾构机通过时极有可能整体下陷，且因为部分溶洞富含水且与外界相连通，还可能因为击穿溶洞而导致大量承压水涌入盾构机，导致地面沉降、上方建筑物损坏，产生灾难性的后果。因此对于溶（土）洞的处理及应对措施是盾构施工能否取得成功的前提。溶（土）洞形态各异，与盾构隧道的空间关系也不尽相同，因此对盾构施工的影响也不同，如何对溶（土）洞进行处理、处理范围如何界定、处理效果是否满足盾构施工的要求等问题均是泥水盾构在岩溶地层中施工安全首先要解决的问题。 　　3.1.1 处理原则。根据工程类比和施工经验，确定以下溶（土）洞处理原则：（1）隧道洞身范围的土洞，不需处理；（2）全填充溶（土）洞内充填物的标贯大于5，不需处理；（3）需处理的溶（土）洞，应在隧道平面轮廓线外3m范围以内；（4）位于隧道上方或隧底下方10m范围或10m范围外但上部无不透水层的土洞需处理；（5）位于隧道顶以上或隧底以下5m范围内或隧底以下5～10m范围内但上部为砂层的溶洞需处理；（6）盾构管片安装时，隧道底部要预留好隧底加固注浆管，以便在盾构施工完后处理新发现的溶（土）洞。 　　3.1.2 处理措施。 　　第一，注浆参数。处理范围的外排注浆孔注双液浆，双液浆质量配比为水∶水泥∶水玻璃=（0.8～1）∶1∶（0.08～0.20），水玻璃波美度为38～43Be′，模数为2.4～3.0；内侧注浆孔注普通水泥浆，浆液水灰比为0.8∶1～1∶1，施工中根据现场