盾構施工時地表沉降的控制措施

張昭

（中水電四局武漢軌道交通工程有限公司 湖北省武漢市 430014）

在當前地鐵施工中，通過采用盾構法可以有效的保證工程的穩定性，同時實現了不間斷的掘進作業。由于盾構法適合各類軟土地層和軟巖地層的隧道壓塌，因此在地鐵工程中較為常見。但由于盾構機體積較大，因此極易導致地表沉降問題發生。因此在盾構施工過程中，需要對地表沉降問題嚴格檢測，合理采用盾構法進行施工，嚴格對地表沉降進行控制，確保地鐵工程的質量。

1 地鐵盾構施工中地面沉降的原因

1.1 地層損失

在地鐵盾構施工過程中，由于實際開挖土體體積與竣工隧道體積之間存在差值，一旦出現這種差值，則會導致地層損失。這主要是由于在地鐵盾構施工過程中，實際開挖土體后，周圍土體不斷填補而導致土體損失發生，此起地層移動，從而導致地面沉降。

1.2 土體擾動后重新固結

當盾構機在推進過程中會對土體造成擠壓，在壓漿作用下周圍地層會產生超孔隙水壓區，而且隨著施工的推移而消散、還原，這個過程中會對地層帶來較大的影響，容易出現排水固結，導致變形，從而引發地面沉降。

2 盾構施工地表沉降的控制措施

2.1 掘進模式的選擇

在盾構施工過程中，由于會地層條件的限制，掘進模式會存在較大的差異。通常情況下一臺盾構機可以采用土壓平衡、半敞開式、敞開式三種掘進模式，而且每一種施工模式都具有不同的施工參數。在實際施工過程中，需要根據具體的地質條件來選擇適宜的掘進模式，以此來對地表沉降問題進行有效控制。

2.2 優化施工參數

通過優化盾構施工參數，可以實現盾構的最佳的推進。在實際施工過程中，需要找到適宜的推進方式，確保對土層擾動最小，以此來對地表沉降進行有效控制，避免出現地表強度下降及地面突出等問題發生。在盾構掘進過程中，通過對土艙壓力、排土量和掘進速度、千斤頂頂力及分布、盾構坡度等掘進參數進行優化，確保其彼此聯系和各自的獨立性，以此來減少地表沉降問題的發生。在盾構施工過程中，需要科學合理的選擇盾構機。通常情況下需要多國外引進盾構機，施工時土倉切削下來的土所產生的壓力要與推進產生的土壓力和水壓力保持平衡，這樣才能保證地形的穩定性，減少地表沉降和地層變形情況的發生，確保施盾構機的穩步推進。由于施工進需要根據土壓力來對其他壓力進行確定，因此要了解盾構刀盤面的壓力值和開挖面土體的壓力，當開挖面土體因力度小而向后移動時，則要保證土體單元的垂直應力要大于水平應力，以此來控制出土速度，避免出土速度過快而導致地面沉降問題發生。

2.3 盾構在曲線上推進及盾構糾偏

盾構在曲線上推進時。需要進行盾構軸線的糾偏，這時候的土體沒有多余的約束力來控制盾構的軸線，因此，盾構做曲線推進時一定要放慢速度，適當進行糾偏，減少地層損失。盾構在推進時會切換刀盤方向，注意切換速度，要注意轉換的時間間隔，不宜太過頻繁；及時調整掘進參數，并盡量優化，確保盾構機順利掘進，而且需要有相應的限制，一旦超過這一限制幅度，就需要進行盾構糾偏；盾構曲線推進時，需要使盾構當前所在位置點與遠方點的連線同設計曲線相切。如果是直線推進，就需要選擇目前存在的位置和設計線較遠處作為連接的直線路線，然后再重新進行管理；盾構法施工最忌諱推行速度過快，或者由于某一部位的速度過快而影響整個地下作業。油缸的油壓需要高度注意，不可調節過快。調節各處千斤頂的油壓和推力合力的作用位置，進行糾偏。總之，糾偏工作關系到盾構施工的質量。更關系到地層是否會變形。

2.4 襯砌接縫防水

當地鐵施工過程中，當襯砌接縫處存在漏水問題時，則會導致隧道周圍地層孔隙水流失，導致土體有效應力增加，從而導致地層再壓縮和固結，引發地表沉降。因此需要做好襯砌接縫防水工作。當前地鐵施工過程中，襯砌接縫防水主要以管片間的彈性密封墊防水、隧道內內側相鄰管片間的嵌縫防水以及必要時向接縫內注漿等方法為主。其中彈性密封墊防水最重要也最可靠，是接縫防水的重點。采用多孔型三元乙丙彈性橡膠止水條，在千斤頂推力和螺栓擰緊力的作用下，使得管片間的三元乙丙彈性橡膠止水條的縫隙被壓縮來起防水的作用。

2.5 盾尾同步注漿的影響

由于施工需要，所以盾構機直徑要大于襯砌環的直徑，這樣就會存在一個“建筑空隙”，如果不能及時填充，就會引起周圍土體的塌落而引起地面沉降，所以要通過同步注漿的方法來減小由盾尾空隙引起的地層損失，從而減小地面沉降。同步注漿是影響地面沉降的主要因素之一，它跟注漿壓力、注漿時機、注漿量、漿液配比等情況密切相關。

3 結束語

由于地鐵施工工程十分復雜，而且在城市快速發展過程中地鐵工程項目也不斷增加。在當前地鐵工程項目實施過程中，盾構法作為非常重要的一種施工方法，但是在施工中由于盾構刀盤超挖、掘進方向的改變、注漿量控制不當、盾構后退等施工因素問題，以及括注漿材料、土質、設計軸線和管片變形等非施工因素問題而容易引發地表沉降問題，所以需要在地鐵隧道盾構施工中采用地表沉降的控制技術，減少地面沉降問題的發生，確保地鐵隧道盾構施工中周邊環境的安全，保證地鐵施工的安全、順利開展。