注漿技術對隧道施工地表沉降的影響分析

閆正罡

(安徽理工大學 土木建筑學院，安徽 淮南 232001)

0 前 言

隨著城市建設的快速發展，城市規模逐步擴張，人口密度不斷增加，使得城市用地越來越緊張，要解決城市建設與地表空間緊張的矛盾，促進城市的可持續發展，合理開發利用地下空間已成為一條擴大城市容量和功能的有效途徑。地下鐵道具有運輸能力大、速度快等特點，尤其在人口密集的大城市，其對于緩解地面交通壓力有著不可替代的作用，已逐漸成為各大城市的交通骨干[1]。

盾構法施工一般在地下施工，基本不受地面情況干擾，更不受季節的影響，開工隨時隨地，能夠有效保證施工進度[2]。盾構施工優點[3]主要包括：工作環境安全，便于開挖和支護；對環境、管線還有鄰近建筑物影響小；施工產生噪音較小；結構防水性能較好；施工不受天氣、溫度等自然條件的影響。該施工方法以其工作效率高、安全性高、經濟性佳等優勢廣泛地應用于地鐵施工中[4]。盡管盾構法施工已相當成熟，但是由工程實踐表明，在施工過程中很難避免因土體變形而產生的地表沉降[5]。同時注漿施工技術是一種能夠減少地表沉降的有效方法。本文主要針對由盾構施工引起的地表沉降由注漿技術產生的數值變化進行分析和討論。

1 工程概況

合肥市軌道交通四號線土建施工五標段盾構區間起始于和平路站，終止于東二環路站。區間出和平路站后，沿當涂路掘進經新安江路，側穿和平家園小區住宅樓，下穿淮南線箱型鐵路橋，側穿福海新村商鋪后進入東二環路站。區間線間距14.0～17.0 m，區間隧道埋深為16.0～27.8 m。采用盾構法施工，聯絡通道采用冷凍法加固，礦山法開挖。

2 地表沉降施工技術控制分析

2.1 注漿施工技術

盾構法施工隨著城市軌道交通的蓬勃發展，越來越多地應用于地鐵隧道的建設當中。而通過盾構法開挖的隧道直徑較大，容易導致當盾構機脫出后會與周邊土體留下空隙，如果這些空隙無法及時得到由注漿施工的填充，那么隧道周邊的天然土體因失去原有的土體支撐而發生坍塌[6]，進一步導致地表沉降，更有甚者會對地面的建筑造成破壞。

注漿施工技術是在盾構隧道施工過程中，利用注漿泵的壓力，將漿液壓注入襯砌壁后空隙中，達到填充空隙、固定襯砌管片位置、減少地表沉降、充當襯砌壁后第一道防水線的目的，并確保管片襯砌早期和后期的穩定性的一種施工方法[7]。因此，利用注漿技術及時填充因盾構施工而產生的空隙，減少周圍的土體變形，確保周邊地層、建筑、環境的安全穩定，從而達到減少地表沉降的目的[8]。所以，注漿施工技術是在盾構施工中影響地表沉降的重要因素。

2.2 地表沉降監測數值分析

對合肥軌道交通4號線土建施工和平路站至東二環路站盾構區間進行監測，監測周期為10天，監測的時間段在9:00～10:00，使用的監測儀器為Triblme Dini03。

在隧道施工工程中，選取某一路段布置監測點，監測點用不同的間距分別布設，但監測點必須埋設在觀測路線上且保持彼此平行，監測點的布設情況如圖1所示。

圖1 監測點布設情況

2.2.1 數據分析

依據監測條件，在和平路站至東環二路站區間某一路段上布置了六個監測點，為了使處理數據過程簡化，監測點的對稱部分只考慮一邊，我們先對上半部分監測點進行監測，也就是01、02、03監測點，其監測數據如圖2所示。

圖2 監測點地表累計沉降量-時間曲線圖

通過對以上數據進行分析，可以得到如下的結論。

1)隨著監測時間的不斷增長，所有監測點反應的地表沉降先是呈減小的趨勢而后逐漸的穩定于某一數值附近。

2)隨著監測點離隧道中心位置的距離增加，監測點所反應的地表沉降量逐漸減小。

3)監測點01的地表累計沉降值穩定在-7.00 mm附近；監測點02的地表累計沉降值穩定在-10.70 mm附近；監測點03的地表累計沉降值穩定在-11.00 mm附近。

2.2.2 結論分析

針對以上結論，我們可以發現監測點01、監測點02、監測點03的地表累計沉降量過大，為了減小地表沉降，進一步保護施工道路周邊的地層穩定和安全，我們考慮采取注漿施工的技術對地表沉降量進行控制。對監測點08、監測點07、監測點06在施工過程中采取注漿技術，并對這三個監測點進行監測，監測數據如圖3所示。

圖3 監測點地表累計沉降-時間曲線圖

通過以上監測數據的情況，我們可以得出如下結論：

1)在采用注漿技術施工后，監測點08、監測點07、監測點06的地表累計沉降量明顯減小。

2)監測點08在第3天地表當日沉降量達到最大，沉降值為-1.12 mm，變化速率為1.12 mm/d；監測點07在第3天地表當日沉降量達到最大，沉降值為-0.71 mm，變化速率為0.71 mm/d；監測點06在第2天地表當日沉降量達到最大，沉降值為-1.19 mm，變化速率為1.19 mm/d。

3 結 論

1)在一組橫向方向上的監測點，如果監測點的位置距離隧道施工的中間線越遠的話，則地表沉降量越小；如果監測點的位置距離隧道施工的中間線越近的話，則地表沉降量越大。

2)隨著施工時間的增加，監測點所顯示的地表沉降數值會趨于穩定。

3)通過對圖2～3的數據表明，由注漿施工技術的作用下可以顯著地減少地表沉降量的產生，在減小土體變形的同時，也保護施工道路周邊道路環境的安全。

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