盾构机穿越建（构）筑物施工方案
一、编制依据和原则 1、编制依据
（1）杭州地铁1号线武艮盾构区间图纸、详勘资料等项目技术资料； （2）盾构及城市地下铁道施工相关技术规范及地方性法律法规；
（3）《盾构隧道施工手册》、《盾构法隧道施工技术及应用》等书籍，《仑-大区间隧道过河段盾构掘进难点及措施》、《广州地铁大石-汉溪区间盾构工程施工关键技术》等论文；
（4）对本工程区间隧道沿线周边情况的实地调查。 2、编制原则
本专项方案遵循实用、可行、经济的原则进行编制。 二、工程地质概况 1、工程概况
本工程位于杭州市下城区，由2个盾构区间组成。即1号线武林广场站～文化广场站区间隧道工程、1号线文化广场站～艮山门站区间隧道工程、3号线武林广场站～文化广场站区间隧道工程。【武～文】区间1号线起讫里程为K15+620.882～K16+193.476(左K16+187.350)，左、右线的线路长分别为：566.528m和572.654m；3号线起讫里程为K15+620.882～K16+179.361(左K16+173.08)，左、右线的线路长分别为：552.259m和558.539m。本区间的1、3号线分别为4条单线隧道，隧道线路在空间上相互交叉重叠，最小净间距为4.063m。1号线平面分别由直线段和两组缓和曲线组成，左线曲线半径为分别600m、500m；右线曲线半径分别为400m、400m。3号线平面由直线段和三组缓和曲线组成(右线由直线段和两组缓和曲线组成)，左线曲
线半径分别为500m、400m、1000m；右线曲线半径分别为400m、500m。
1号线左线隧道纵断面先以2‰下坡出站(右线以2‰上坡出站)，然后以11.985‰及28‰的上坡(右线以21.937‰的下坡)，最后以2‰的下坡进站(右线以2‰的上坡进站)。3号线左线隧道纵断面先以2‰的下坡出站后(右线14‰的上坡出站)，以4.852‰的上坡(右线先以30‰的下坡再以17.672‰的上坡)，最后以2‰的下坡进站。1号线竖曲线半径最大为5000m，最小为3000m，3号线竖曲线半径最大为5000m。隧道拱顶埋深1号线为9.5～17m，3号线为6.7～18m。
【文～艮】区间起讫里程为K16+461.556～K17+772.28，左线长1366.358m(右线长1308.726m)。区间左线由直线段和四组缓和曲线组成(右线由直线段和三组缓和曲线组成)，左线曲线半径分别为300m、650m、1500m、600m(右线曲线半径分别为300、1200m、600m)。区间隧道以2‰的上坡出站后左线以29‰和19‰的下坡到达区间最低点后(右线以25‰和3‰的下坡到达最低点)，以26.818‰的上坡(右线以26.792‰的上坡)，最后以2‰的上坡进站。线路呈节能V型。本区间竖曲线半径最大为5000m，最小为3000m。隧道拱顶埋深为10.8～22.5m。 2、地质概况
【武～文】区间盾构隧道洞身主要穿越淤泥质粘土层④2、淤泥质粉质粘土层④3、粘质粉土层④4、淤泥质粉质粘土层⑥1、粉质粘土层⑦1、粉质粘土层⑦2。
【文～艮】区间盾构隧道洞身主要穿越淤泥质粉质粘土层④4、⑥1、淤泥质粉质粘土层⑥2、粘土⑦1、粉质粘土层⑧2、含砂粉质粘土⑨1。
沿线浅部地下水属潜水类型，主要赋存于上部填土层及粉土、砂土层中，补给来源主要为大气降水及地表水，其静止水位一般在地下1～4m，并随季节变化。承压含水层主要分布于深部的⑿4、⒁1圆砾层中,隔水顶板为其上部的粘性土层。
3、区间隧道沿线建（构）筑物情况
本工程区间隧道沿线主要穿越上塘河河堤、南应家河闸、南应家河上小桥、应家河河堤、上塘高架、上塘路、朝晖一区房屋、朝晖二区房屋、中山北路、京杭大运河河堤、西湖文化广场、环城北路等建（构）筑物，其中有河堤、桥梁、水闸、道路和房屋等。详见表1所示，图1所示。 4、区间隧道沿线管线情况
本工程区间沿线管线主要集中分布在上塘路、中山北路和环城北路上。沿线的主要压力管线为上塘路上的2根给水和4根燃气，中山北路上的2根给水和2根燃气，以及环城北路上的2根给水和1根燃气。详见表2、表3所示。 三、盾构穿越建（构）筑物施工风险分析及评估
由于本工程区间隧道穿越及临近建（构）筑物繁多，区间施工难度大，沿线各类管线也多。
1、沉降引起河堤、防汛墙开裂的风险
本段隧道施工，盾构机要下穿上塘河，四过京杭大运河及其河堤，并有400多m沿应家河河岸前行。根据调查河堤基础为条形基础，对地表沉降控制的要求高。因此，在施工中沉降控制不当容易引起河堤及防汛墙出现开裂险情。 2、房屋不均匀沉降引起倾斜、开裂和倒塌的风险
本工程盾构下穿近20幢建(构)筑物，临近隧道的建(构)筑物有40多幢。本来盾构下穿建(构)筑物风险就比较大，更何况部分建(构)筑物正位于区间小曲线、大纵坡段线路上，这又增加了施工的难度。因此，在施工中易引起地层扰动导致房屋不均匀沉降而产生倾斜、开裂和倒塌的风险。 3、地表隆险引起道路塌陷或隆起的风险
工程隧道沿线穿越上塘路、文辉路、中山北路、朝晖路和环城北路等道路，沿线穿越道路多，特别是环城北路和中山北路，既是城市主干道，又是隧道四线并行施工和上下重叠施工地段。更易引起沉降和塌陷。 4、地层位移导致地下带压管线爆裂、爆炸的风险
区间沿线管线多，类型、材质杂。不同类型和材质的管线对盾构施工沉降的要求也不一样。尤其是带压管线，还有爆裂、爆炸的风险。 四、盾构穿越建（构）筑物施工总体方案
根据沿线环境保护要求及盾构法施工特点，施工过程中主要从盾构操作方面入手来减少地表沉降，并配以其它辅助措施，确保盾构施工影响范围内建筑物和地下管线的安全。
五、盾构施工对建筑物、管线影响分析 1、施工影响范围计算
采用经验公式对盾构隧道施工影响范围及地表沉降分布规律进行预测，进而确定盾构施工对周边环境的影响范围。
目前，工程实践中实用的经验公式是Peck公式（Peck，1969）和一系列修正的Peck公式。Peck假定施工引起的地面沉降是在不排水的情况下发生的，所以沉降槽体积等于地层损失的体积。地层损失在隧道长度上是均匀分布的。地面沉降的横向分布类似正态分布曲线，如图2所示。
Peck公式为：
S(X)?Smax2?x??exp???2?i2???式中：S(x)——距离隧道中线x处的地面沉陷量；
x——距离隧道中线的距离；
Smax——隧道中线的最大地面沉降量；
i——沉陷槽的宽度系数，
2R Smaxi反弯点Zβ
最大沉降量采用下式估算：
Smax?Vs2??i?图2 横向分布曲线图 Vs2.5?iVs——沉陷槽容积(等于盾构施工引起的地层损失)。
i——沉陷槽的宽度系数；即沉陷曲线反弯点的横坐标，i可由公式或查peck图表得到。
i?z式中：Z——隧道埋深；
???2??tg?45??2??φ——隧道覆土有效内摩擦角。 根据经验，地面横向沉陷槽宽度W/2≈2.5i。
根据Peck公式估算得：地表沉陷槽宽度最大约为25.0m ~38.0m，从两侧向中间均匀沉降。 2、地表隆陷变化规律
根据盾构施工特点，地表变形的变化发展过程可以分为五个阶段：
盾构到达前，地表的变形取决于掘进过程中土仓压力和出土量的控制，当土仓压力较大而出土量较少时，地表呈隆起状态；当设定土仓压力小而出土量大时，地表呈沉降状态。
盾构到达时，地表变形承接阶段的发展。但变化速率增大。是地表隆陷的峰值