地鐵盾構區間施工沉降處理技術探討

潘 超

紹興市柯橋區軌道交通集團有限公司 浙江 紹興 312000

前言：城市化建設過程中人口帶來的壓力影響十分突出，除了住房因素受到影響以外，交通同樣遇到了很大的難題。為了緩解城市交通壓力就需要重視地鐵建設。地鐵有著速度快、運量大、污染小等優點，正因如此才需要予以地鐵建設足夠多的關注度。盾構施工法是非常常見的地鐵作業方式，盾構法的應用會改變土體原本狀況，很有可能會引發地表沉降，破壞已有設施，這勢必會威脅和影響到社會群體安全。在這樣的視角下必須重視地鐵盾構區施工研究，找到沉降問題處理辦法，做好相關技術研究具有現實性意義，需得到關注。

一、地鐵盾構施工沉降原因

一般來說天然土體都是三相體系。具體包括氣體充骨架體、孔隙水、礦物顆粒骨架體。其中飽和土構成元素包括水和土顆粒，土顆粒一般呈現粘結和非粘結兩種狀態，有著傳遞荷載作用，利用土骨架完成傳力。土體上部分外荷載由土骨架、孔隙水承擔。在土體變形時，孔隙流體與氣體的體積會變得越來越小，此時顆粒開始重新排列，并伴隨骨架體錯動現象。土滲透性、孔壓力降低以及土所在位置三者有明確聯系。在土體受到外力影響以后，孔隙流體和土粒開始位移，此時建筑物的壓力就會傳導至地基，此時的土方開挖引起土層下方失去支撐力故出現土體應力變形，具體表現為地表下沉、地基下沉。

二、地鐵盾構區施工沉降機理

地鐵盾構區作業環節會受到施工進度、施工位置影響。伴隨著盾構區施工，此時的地層應力將不再平衡，平衡狀態將會被打破。因為應力被完全釋放，于是地層出現了變形問題。基于地層條件來看，盾構施工地表沉降是非常重要的因素。此外灌漿壓力、掘進壓力、出土量、速度等也是需要考慮的問題。從工程實際測量數據結果可以得知，之所以地鐵盾構作業環節會出現地表變形現象就是因為下述幾個原因所引起的。首先是先期變形。盾構施工環節會遇到很多地下水，保障施工進度和質量需要將這些地下水排空。地下水位下降后，地層內的孔隙水壓力發生顯著變化，引發地表變形問題出現。其次地表變形。盾構作業中，掘進環節會受到前方作業面頂進壓力影響。此時土體會受到強烈沖擊、擠壓讓地表開始隆起。在壓力越來越小以后，前方土體開始松動，于是引發地表沉降。最后盾構通過地表變形。受盾構施工影響，土體和盾構機之間會出現相對位移現象，引起地層損失。此時的兩側土體外側開始移動，隨后就會出現地表變形現象。當然在盾構機通過以后，襯砌和盾構機之間的空隙如果沒有及時得到注漿或是說注漿量不足也有可能會引起地表沉降、地層塌落問題。

三、地鐵盾構區施工沉降處理技術

（一）優化施工參數

盾構區間施工中為了應對沉降問題就需要做好施工參數細節的優化。要牢牢結合地鐵工程實際狀況，參照盾構覆土的厚度、圖紙特征、地表建構筑物情況、過往施工經驗初步制定盾構操作參數和工藝。這里需要考慮的數據包括加泥量、土壓力、掘進速度等。明確盾構機工藝參數后要最大化展現測繪人員的崗位作用，在盾構沿線的地層做永久性規范布設，發揮現代技術監控作用，實體化、全面化監控，把握每一個地層盾構掘進情況和地面條件。以此為參照點調整和優化盾構掘進技術，保障施工順利，減少沉降概率。

（二）控制注漿

為保障有效應對盾構區間作業的沉降問題，施工中就需要予以注漿量控制高度關注。基于理論角度來說空隙倍率需要保持在1.5至1.8。甚至在必要條件下需要二次補漿獲得更好的效果。作業中要基于盾構段實際條件使用同步注漿方式保障注漿質量，滿足應對沉降問題的各種要求。實際施工中假設需要穿過湖區、構筑物、建筑物就需要用雙控措施，做好注漿量和注漿壓力的控制，提高漿液飽滿度，獲得最佳注漿效果。盾尾施工要嚴格控制同步注漿量，獲得良好密封效果，調整油脂實際用量絕不允許出現漏漿、漏水問題。

（三）控制土倉壓力

沉降問題的處理需要嚴格控制土倉壓力。施工中要控制好推進的速度，保障穩定與合理。要根據圖紙條件嚴格控制掘進施工，保障施工質量。對砂卵石層而言施工一定要控制好速度，因為掘進土壓波動幅度和其關聯十分密切，會影響到土壓控制難度。要控制好螺旋輸送機的轉速，控制好泡沫和泥漿的加入量。多方配合管理土倉壓力。科學判斷圍巖變化，調整平衡土壓力，保障規范化施工。控制土倉壓力螺旋輸送機掘進速度和出土量，利用信息技術探測洞內外信息，做好土樣分析，判斷地層情況，達成出土量控制目的。

（四）管片拼裝

在盾構施工中該環節非常重要。管片拼裝中使用千斤頂收起，結束拼裝后讓千斤頂保持頂緊狀態，隨后做下一管片拼裝。如盾構處于長時間停頓，盾構機重量與土體壓力就會對機頭造成影響，使其出現后縮與下沉。對此要注意頂緊千斤頂，在后部襯砌增加千斤頂，有效支撐后部襯砌管片和盾構下半部，平衡上方土樣和前方土壓，達成防沉降目的。

（五）控制線性準確性

推進中要做好糾偏量控制。如存在軟硬均勻度不足、坡度變化、曲線變化就會導致盾構機掘進出現偏差。要科學控制盾構機姿態，減少地層變形，搭配管片拼裝環節，為正確掘進提供支持。

（六）連續性施工

盾構區間作業中如長時間停機，將無法保障土倉壓力保護效果，引起地面沉降。所以要保障連續性施工，減少非正常停機出現概率。特殊情況下控制好停機時間和位置。

四、施工流程與注意事項

施工中要根據實際情況科學選擇盾構機，保障盾構機性能和地質條件相契合，保障適應性，提高施工質量的控制效果。要做好進場方案、吊裝方案制定，明確操作要求。

結語：大部分地鐵工程都位于城市最繁華的區域，周圍存在大量地下管線和建筑物，如果發生沉降機會引起很大的損失，影響人民生活，增加工程成本。盾構區間施工一定要做好技術研究，加強技術處理，保障工程效益，這對城市發展、社會進步來說意義重大。