第6章 建筑物、构造物与管线保护

6.1建筑物、构造物的调查与保护

6.1.1建筑物、构造物调查

1、调查内容与方法

主要调查建筑物的名称、位置、所属业主、建筑物的用途、建筑物的层数（高度）、有无地下室、建造时间、结构类型、内外构件有无损伤及裂缝、建筑物的基础类型、基础深度、基础穿越地质情况、尺寸及其与隧道的相对位置关系，并出具调查报告。

调查时要特别注意以下几点：

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（1）对招标文件给出的建筑物资料进行分析，并到有关管理部门进行确认；

（2）对施工影响范围内的既有建筑物及附属建筑物安排专人负责，逐一进行调查记录在册并实地摄影；

（3）指定并填写每栋建筑物的调查表；

（4）建筑物的内外包括表面修整和维修保养情况进行自检；

（5）主要结构的裂缝等缺陷和破损要进行详细记录和拍摄，重要照片要加示意草图及说明，以显示相应拍摄物的位置；

（6）对四层以上（根据结构形式和高度）的建筑物进行垂直测量。

2、调查范围与重点

盾构施工影响范围（根据地质情况、隧道埋深确定的沉降槽宽度及前后影响范围），对施工范围内的所有地面建（构）筑物进一步进行调查，调查的重点是四层（含四层）以上的建筑物，年久失修的房屋，以及基础调查。对于业主未提供详细资料的建筑物要调查清楚，对已有资料的要进一步核实。对主要建（构）筑物调查见表6.1-1：

表6.1-1 沿线建（构）筑物基础调查一览表

6.1.2建筑物、构造物保护方案

根据表7-1资料显示，其结构均为4层以上建筑，建筑物基础或桩基均未侵入隧道洞身范围内，且隧道穿越处房屋基础或桩基底面与隧道结构顶面有10米以上的净距离，符合《建筑桩基技术规范》要求，且隧道下穿断面岩性较好，因此隧道从房屋下穿过时，对房屋影响较小，不需做特殊处理。

但为了保证房屋的安全，在施工时，进行以下措施控制建筑物的变形。

1、地面建（构）筑物下沉及倾斜监测

根据地面建（构）筑物与隧道的相对位置、地面建（构）筑物结构形式及基础类型、围岩条件、施工方法等，对沿线建（构）筑物在施工过程中可能产生的变形情况做精确的预测。在建（构）筑物周围设置测点，观测盾构穿越前后地表发生的不均匀水平位移和沉降量，据以判定建（构）筑物的安全性，同时对隧道施工影响范围以内的所有建筑物及构筑物建筑群进行沉降及倾斜监测，建（构）筑物变形监测在盾构机开挖面附近每天进行及每周进行后期观测直到沉降稳定，当建（构）筑物的某一部位或构件变形过大时，迅速采取有效的维修加固措施，确保建（构）筑物结构安全和正常使用。

（1）隧道施工引起的地表沉降和隆起均应控制在环境允许的范围内，应根据周围的环境、建筑物的基础和地下管线对变形的敏感程度，采取稳妥可靠的措施。盾构法施工时，一般情况下地表沉降量应控制地表沉降值不超过30mm，地表隆起值不超过10mm。

（2）盾构通过建筑物时应根据其对沉降的允许值制定建筑物的地表变形的警界值，房屋倾斜不超过3‰。盾构推进中实行信息化施工，加强量测工作。盾构机掘进时会产生地表纵、横向沉降槽，判断盾构施工对建筑物的影响除有地表最大沉降值外，还需注意沉降槽坡率，及沉降的速率。由于房屋位于沉降槽不同部位，所以除产生最大沉降外，还会产生不均匀沉降。对砖混结构房屋来说不均匀沉降将是对房屋更为有害，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）的规定允许沉降值如下：

1）砖混结构、条形基础：

基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值：0.002

2）框架结构、桩基础：

0.002 L L-相邻桩基础的中心距离（mm）。

（2）在盾构通过时，及时跟踪注浆，必要时实施二次注浆，以加固隧道及桩端周边地层。

2、盾构掘进控制措施

（1）严格控制土仓内压力、刀盘转速等参数、严格控制出土量，以求得土舱压力与地层压力的平衡。

（2）盾构掘进过程中，合理使用水、膨润土和发泡剂，以改善土仓内土的和易性，加强对刀盘的保护，提高掘进效率。同时，可以避免发泡剂管路堵塞。

（3）严格同步注浆工序，确保地层稳定。注浆管要经常检查，确保管路畅通。必要时，衬砌背后实施二次注浆，重点对拱部120⁰范围进行。

（4）盾构推进过程中，控制好盾构姿态，避免盾构上浮、叩头和后退等现象发生，盾构在曲线段掘进时，须放慢掘进速度、减少超挖加大注浆量机加强纠偏测量工作，以减少地层损失和地面沉降量。

（5）针对建筑物的结构类型、对沉降的敏感程度及沉降的允许值，制定建筑物及地面变形警戒值，建立系统、完善的监测网，安排专人对地面建（构）筑物进行二十四小时（间隔不大于2小时）监测，及时进行信息反馈，及时进行盾构参数调整。

（6）加强机械检修养护，防止螺旋输送机喷涌砂，盾尾及铰接部位漏砂等，造成地层损失，加大沉降。

（7）当前方地质情况复杂或不容易确定时，密切监视土压、螺旋输送机等参数，结合地面监测情况，分析开挖面的稳定性，发现问题及时采取有效对策。

（8）避免在该区段进行停机、换刀，必须停机时，保持好土仓内压力，并对停机部位土体进行预先加固措施。

（9）经过专家论证，必要时采用地面加固方案，并严格实施。

6.1.3建筑物、构筑物发生变形时的应急预案

1、动态监测

针对线路上建筑物密集这一情况，在施工过程中，将加强对周边建（构）筑物的监测，采取临时加固和跟踪注浆等措施来控制建筑物的沉降变形，并制定以下预案，确保万无一失。

在监测中发现周围建筑物有明显沉降时，采取：

（1）必要时立即疏散人群，以确保人员安全。

（2）提前准备一定数量的钢支撑，及时架设临时支撑。

（3）提前准备双液注浆、旋喷注浆机械、编织袋、短木桩等相关应急物资若干。根据需要进行地基加固处理。

（4）加大对地面沉降监测的频率，随时观察变形动态，发现异常，立即增设支撑，并以监测信息指导开挖。

2、处理措施

（1）洞内二次注浆

1）当发现建筑物变形速率较大后，立即打开建筑物位置对应的管片二次注浆孔，进行二次注浆。

2）浆液采用水泥＋水玻璃，凝固时间几十秒～十几分钟不等，具体根据沉降速率来调整，注浆压力0.2～0.5MPa。

3）注浆过程对建筑物加强监测，必要时每小时监测一次，及时反馈信息，指导洞内二次注浆施工。

（2）注浆加固

1）注浆孔布置：注浆孔布置于建筑物周边桩与地梁周边，主要在桩周布置，间距1.5m，孔深根据建筑物桩基深度确定。

2）注浆浆液：采用水泥浆—水玻璃双液浆，浆液配合比初步确定：注浆浆液浓度由稀到浓逐级变换，水灰比控制在0.8：1～1：1；水玻璃浓度35～40Be'；水泥浆与水玻璃的体积比为1：0.6。具体的浆液配合比通过在注浆前及起先几个孔注浆时的现场试验确定。

3）注浆量及压力：注浆以加固土体，提高建筑物基础承载力为目的，同时也考虑到建筑物的安全，施工过程中通过加强监测，缓慢加大注浆压力，注浆压力一般控制在1～2Mpa；注浆量根据地层加固区需充填的地层孔隙数量及现场试验来确定；同时也应加强各方面的监测，以便指导注浆。

4）注浆步骤：

A．注浆孔采用钻机钻孔后插入小导管（或用冲击钻破除硬化地面后打入小导管），用双液注浆泵注浆，浆液在进入小导管前混合。

B．加工注浆管：在φ50钢管前端2m范围内梅花型布设直径8mm左右的注浆眼，间距20cm左右。把加工好的注浆管与注浆塞一起下入注浆孔内。

C．注浆前先注水试压，注水压力1Mpa，持续20min左右。

D．根据选定的参数配制注浆浆液，水泥浆液配好后用筛过滤一遍。按设计连接注浆管路并做好注浆系统的检查。浆液采用集中制浆，集中制浆站设立灰浆搅拌机、3台送浆泵，并铺设三条管路，一条送浆管、一条回浆管，另一条为送水管，采取措施使浆液温度保持在5～40℃之间。对水泥浆水泥采用合格新鲜水泥，所用水泥细度要求满足通过80μm方孔筛的筛余量<5%。

E．压稀浆试验，压稀浆压力由低到高，终压达设计终压的1.2倍，试验时间15～30min。

F．压稀浆结束后，立即按设计压力、注浆量及时注浆。注浆时，压力逐渐由低到高，排量逐渐减少，并逐渐趋于平衡，可视为正常。时刻注意泵口及孔内压力、流量变化。若压力不升，流量不减，或注入30min后压力上升过快，流量减少亦快，调换浆液配比或调整浆液凝胶时间，并防止堵管事故的发生。

G．当每个孔段达到终压之后，且注浆量单液浆小于20～30升/分，稳定20-30分钟后，即可结束注浆。双液浆泵量小于30～40升/分，持续20分钟后可结束注浆。

5）注浆应急材料及设备：

表6.1-2 注浆应急材料及设备表

要求：小导管每个3～5m（中间丝扣连接），其中20个带花眼并前端做成锥形。电源、电线、开关、插座、水源、起吊设备、运输设备等相应配齐备。其它配置按常规及设备自身需要。材料准备齐备并集中堆放，经常检查，如发现不足，立即补充，确保材料供应及时；设备及相关管路、电路等应定期检查，确保设备运转正常。

（3）顶撑加固

对变形超过警戒值的建筑物加密监测，根据监测结果和建筑物变形情况决定是否进行顶撑加固。如果变形过大首先疏散楼房内的住户，确保人身安全。

1）顶撑加固根据现场条件和建筑物变形的情况，在一楼地面上铺设钢板，选择用门型支架或钢（木）支撑在选定的柱子周边对梁进行顶撑加固，分散地基承载，减轻不均匀沉降，控制建筑物变形。

2）施工时，先对沉降过大的柱子周边进行顶撑，在竖向支撑底部设千斤顶加力或用木楔楔紧，具体根据现场实际确定。

3）应急物资和设备如下表所示：

表6-4 顶撑应急材料及设备表

要求：电源、电线、开关、插座、水源、运输设备等相应配齐，其它配置按常规及设备自身需要。材料准备齐备并集中堆放，经常检查，如发现不足，立即补充，确保材料供应及时；设备及相关管路、电路等应定期检查，确保设备运转正常。

3、加固注意事项

1）现场施工管理人员应每天关注施工监测情况，监测人员及时将监测结果报项目部相关领导。

2）如遇沉降较大时，项目部应立即组织应急小组到位。

3）建筑物应急保护时首先要考虑到楼内居民的安全。

4）应急处理过程中加密监测。

5）建筑物应急保护时要考虑对周围建筑物影响，尽最大可能避免建筑物倒塌事故，以减少损失。

6）应急方案实施时，要统一指挥，有序进行。

7）应急物资、设备应在最短时间内到位。

6.2地下管线的调查与保护

6.2.1地下管线的调查

1、调查内容与方法

（1）施工前组织专门的管线调查小组，配备管线探测仪进行地下管线调查。

（2）对照隧道设计图，确认在工程影响范围内现有管线分布情况。

（3）进一步收集在隧道施工范围内的所有管线图纸和管线竣工资料，结合地质情况周围环境及管道的试验结果，分析、确定现有管线的种类、位置、形状、尺寸、材料、入孔位置、接口状况。并将分析情况、结论递交有关部门确认。最后报监理工程师和业主存档。

（4）必要时，到现场进行人工挖孔探测。

（5）查清各类管线的允许变形量，并报监理工程师备案。

（6）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。另外，管线的允许沉降量是随着围岩类别的提高而减少的。各种常用管线材料的允许沉降值见表6.2-1。

表6.2-1 各种管线的允许沉降值

注：以C10砼弹性模量的70%取值。

（2）如遇有关部门对管线的沉降有特殊要求时，以其要求为准。

2、调查范围与重点

本标段区间隧道在施工前期对沿线的地下管线进行详细调查，重点是对高压水管、煤气管、砂浆抹口管等对沉降特别敏感的管线作尽可能详实的调查。经过与相关管线部门调查，暂未发现需要保护处理的管线。

6.2.2地下管线保护方案

（1）管线监测措施

在施工过程中对地面管线主要采取以下监测保护措施：

1）根据管线实际情况，委托有资质的单位进行管线雷达探测。施工前组织专门的管线调查小组，配备管线探测仪进行地下管线调查。

2）加强地面沉降监测，尤其要对沉降敏感的重要管线（上水、光纤、煤气管等）布点监测，并根据观测结果调节观测的重点和频率；

3）施工期间严格控制盾构机的工况及操作参数，减少地层损失；及时注浆，减少地层变形。

（2）管线监测点布设及频率

根据地下管线的详细调查资料，在确定受影响的管线上每隔5m布设一个监测点，以测量盾构掘进期间地下管线的变形量。

受地形条件限制，地面沉降点位于地面建筑物范围或与地下管线位置重合时，考虑将地面沉降测点与建筑物或地下管线监测点结合布置。

监测点位布设如【图6.2-1管线监测点布设示意图】。

图6.2-1 管线监测点布设示意图

地下管线监测人员及工具：水准仪、铟钢尺各两套，测量工程师4人。

地下管线监测频率：隧道左右10m内：1～2次/天；

隧道左右10m～20m内：1次/2天；

隧道左右20m～30m内：1次/3天；

隧道左右30m外：1次/周。

对盾构机机头前20m和后30m范围内的地下管线进行沉降检测，每天早晚各一次，盾构通过后按正常监测频率监测，直至稳定。

各类管线的监测频率需根据施工实际进度情况综合确定，结构变形过大或场地情况变化时应加密量测，必要时需连续监测。

监控量测点在施工过程中需加强测点保护，如遭破坏，需尽快在原位置或尽量靠近原测点处补设，以保证观测数据的连续性。

6.2.3地下管线的保护应急预案

对于隧道顶部的管线，在掘进过程中加强对该管线的跟踪监测，确保管线的安全。一旦发现管线范围内地面有较大隆降时，可采取以下预案：

（1）在管线对应位置进行洞内注浆，控制地层变形，从而控制管线的沉降。

（2）根据监测情况，必要时在地面对管线实施跟踪注浆。

（3）根据监测情况，若沉降过大时采取悬吊保护的办法，详见图6.2-2。

在条件允许地段或万一发生较大地面沉降，从而危及地下时，沿盾构掘进的方向挖开管线上方的土体，在土坑两侧沿管线方向架设钢架，如管线方向与线路方向大致相同，可多架设几根钢架悬吊管线不同部位。在钢架上设置可调丝杆，以调节高度，将悬吊管线悬吊部分放置于钢槽中进行保护，并按要求进行管线加固及土坑回填。

（4）制定详细可行的管线保护施工预案，盾构通过前需预见事故发生的可能性，施工前贮备一定数量的应急材料，作好抢险加固准备工作。

（5）成立管线保护应急小组，明确责任。

（6）在施工过程中，如果遇到漏水或破坏的管道，立即向业主，监理汇报，并组织人员按照有关规范要求，配合管线主管部门进行管线维修，然后通过地面注浆加固管线下地层。注浆材料采用水泥净浆，注浆在横向沿管线左右各5m，纵向沿地表变形范围内进行，确保管线无漏水现象。

图6.2-2 管线悬吊保护示意图

表6.2-2 主要应急物资、设备汇总表