天津地铁1号线盾构穿越百年故居施工技术.doc

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天津地铁1号线盾构穿越百年故居施工技术
摘  要  天津地铁1号线(新建段)首次采用盾构法进行施工,在下瓦房~小白楼区间隧道(左、右线)施工中,盾构机要穿越具有百年历史的王仲山故居建筑物,施工难度高。文章就盾构穿越建筑物时采取的技术措施加以叙述,通过对监测数据的分析,证明所采用的技术措施是切实有效的,可供同类工程借鉴。
关键词  天津地铁  盾构隧道王仲山故居  施工技术  监测
1   概述
天津地铁1号线工程小白楼~下瓦房区间隧道,地处天津市中心区域,沿线经过小白楼商业区、河西区的商业中心以及天津市主要的办公区,其中重要的建筑物有王仲山故居。
王仲山故居位于南京路与浦口道交界处(河西区重要的商业中心南京路21号),已有百余年历史,是天津市政府颁布的重点建筑物保护单位。该建筑物为砖木结构的3层楼房(带地下室和顶子间),一层为半地下,具有德国传统风格。区间隧道的左、右线从王仲山故居及其周边建筑物下部穿过(见图1)。盾构轴线在此处由R350 m的曲线段变为直线段。
区间隧道采用盾构法施工, m; m, m;隧道管片设计强度为C50,宽1 m,整环管片分为1块F封顶块、2块L邻接块、3块标准块,采取通缝拼装形式,纵、环向均采用M30弯螺栓连接;管片接缝防水采用弹性密封垫(三元乙丙橡胶和遇水膨胀橡胶)。
2  地质概貌
该区间隧道区域的土层主要为第四系全系统人工填土层(人工堆积Qml)、第Ⅰ陆相层(河床~河漫滩相沉积层Q43al)、第Ⅰ海相层(浅海相沉积层Q42m)、第Ⅱ陆相层(河床~河漫滩相沉积层Q41al)、第四系上更新统第Ⅲ陆相层(河床~河漫滩相沉积层Q3cal)、第Ⅱ海相层(滨海~潮汐带相沉积层Q3dmc)及第Ⅳ陆相层(河床~河漫滩相沉积层Q3cal)。盾构主要穿越④、④3、⑤、⑥和⑥4等土层,土层的性能指标见表1。
3  盾构机穿越王仲山故居技术措施
  理论地表变形计算
盾构穿越王仲山故居前,根据派克(Peck)的地层损失概念进行理论计算。假定施工引起的地面沉降是在不排水情况下产生的,那么,所有的沉降槽的体积应等于地层损失的体积;假定地层损失在隧道长度上是均匀分布的,那么,地面沉降的横向分布呈正态分布曲线。采用地面沉降量的横向分布公式估算,王仲山旧居的最大沉降量为- cm,2个角部沉降分别为- cm和- cm。
  利用《专家系统》进行预测
《专家系统》即《盾构法隧道施工智能化辅助决策系统》软件。
将土层的性能指标、盾构施工掘进参数等输入系统,运用静态预测,对其沉降量和土体扰动等情况进行分析,并显示数值,指导施工。预测盾构在穿越过程中,正常施工情况下, MPa,地面最大变形量为- mm,最大隆起量为+ mm。
  右线隧道施工技术措施
⑴在盾构穿越王仲山故居过程中,应严格控制切口平衡压力,减少波动;推进速度为1~2