關于地鐵盾構施工引起的地表沉降問題研究

夏洋

摘要：隨著科技的發展，地鐵已經成為了人們方便出行的交通工具。因為地鐵乘坐時價格低廉，并且車速比較快。由于地鐵的這些特點，越來越被人們所喜愛，成為了人們在城市中出行首選的交通方式，然而地鐵工程又是在國內建設工程中較為復雜的工程，并且建設的難度也是越來越大。然而在建設之中有一個沉降問題，這是由于使用盾構機而引起的地表沉降。然而這個問題的產生已經在一定程度上影響到了人們的日常生活，所以現在我國在進行地鐵盾構施工中所需要快速解決的問題是地表沉降問題。下面就對在地鐵盾構施工中造成地表沉降問題的原因以及其解決方法進行分析。

關鍵詞：地鐵盾構;地表沉降;施工技術

我國的科技水平不斷地發展，人們日常生活水平也在不斷的提高，我國地鐵的發展也是愈來愈快。地鐵慢慢成為了人們日常出行的主要工具。隨著地鐵行業的不斷發展，地鐵盾構機也被大量的投入使用，然而由于地鐵盾構機的在施工過程中可能會導致周圍的土層的松動甚至是造成土層的倒塌，這些問題的產生都會導致地表沉降。下面就具體分析在地鐵盾構機在進行施工過程中所導致的地表沉降問題分析。從而做出能夠進行對地表沉降問題控制的方法。

一、地鐵盾構機的施工簡介

（一）地鐵盾構機的工作原理

地鐵盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時文撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業在護盾的掩護下進行。

（二）地鐵盾構機的施工特點

使用地鐵盾機施工主要由穩定開挖面、挖掘及排土、襯砌包括壁后灌漿三大要素組成。其中開挖面的穩定方法是其工作原理的主要方面，也是區別于硬巖掘進機或比硬巖掘進機復雜的主要方面。大多數硬巖巖體穩定性較好，不存在開挖面穩定問題。用地鐵盾構機進行隧洞施工具有自動化程度高、節省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時不影響水面交通等特點，在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下，用地鐵盾構法施工更為經濟合理。這是地鐵盾構機在施工中的優點，但是其在施工的過程中還有可能會導致土體的擾動以及造成地層的移動，從而引起地面沉降問題。下面就談談在施工過程中導致地面沉降的原因。

二、地鐵盾構機施工中形成沉降問題的原因

在地鐵盾構機施工的過程中往往會導致土體的擾動以及地層的移動，這些問題都是不容小覷的，這些也是導致地表沉降問題的具體原因所在。

（一）形成土體擾動

在地鐵盾構及施工的過程中所施工的地域可能會導致不同的施工影響。在這之中有地下水的區域是比較特殊的，因為在地鐵盾構機施工的過程中可能會對地下水流的原有結構造成破壞。從而對地下水的水位造成影響，由于地下水水位的下降這將會導致其原本起支撐作用的土體將會發生擾動，從而導致地表的沉降，一旦這樣的問題發生將會導致很多安全事故的發生，而且將會影響到地鐵盾構機的施工進程。并且由于盾構機的施工特點，在進行施工的過程中還會經常觸碰到土體，這將會對土體造成非常大的影響，這將會對土體造成很大的壓力，從而導致地表的沉降。并且盾構機的推力問題也將會導致土體的擾動，如果說駕駛員的技術不過關，或者是盾構機的質量有問題，這些因素都將會導致土體的擾動，從而導致地表的沉降。其原因是因為在盾構機移動推力在不斷的發生變化，并且盾構機的尾部間隙不能夠像其他部位一樣去支撐土層。所以在盾構機通過的那一瞬間將會導致土層突然下陷，從而導致土層的下陷，進而影響到地鐵建設的進度。

（二）造成地層的移動

在盾構機進行工作的過程中會對盾構機的內壓值進行設定，因為內壓值所影響到的是盾構機的出土量。由于在盾構機施工的過程中，如果其設定的內壓值越小，地層受到的推力也就越小，但是其出土量就更大，從而對地層結構造成影響。當地層結構受到破壞的時候將會導致地表的沉降問題發生。而且在地面的表層不僅僅有土體結構還有混凝土結構，當其發生松動和沉降時將會導致地面表層出現一個很大的空隙，從而導致地層結構不斷的移動，這樣問題的發生將會對人們的生命財產安全造成很大的影響，隨著施工的不斷進行，其所造成的破壞就越來越大。

三、控制地表沉降的措施

想要對地表沉降問題進行控制需要做的就是從盾構機上進行解決。對于盾構機的推進模式要進行合理選擇以及對盾構刀盤的控制切換也是非常重要的，以及對于盾構施工參數的優化這些方面都能夠控制盾構機施工的過程中對地表造成的影響。

（一）合理選擇盾構推進模式

盾構推進模式對于地層結構的移動和損失有著特別重要的影響，所以對于盾構推進模式的合理選擇能夠直接的去控制地表沉降的問題，控制好其推進速度將會對土體乃至地層的移動和損失將會起到非常好的抑制作用，從而減少地表的沉降，保證人們的生命財產安全。盾構機一般的推進方式有三種，開敞式、半開敞式和土壓平衡式，不同的方式有不同的特點并且對于土體和地層的影響都不同。所以在進行實際操作時，還應當根據實際的地形進行分析選用合適的推進模式來進行施工。

（二）控制盾構刀盤的切換

盾構機在進行工作時，其刀盤是其掘進功能強弱的關鍵。如果在對于不同的地形進行掘進時，不選取其合適的刀盤進行工作將會對地層和土體造成很大的傷害。并且在刀盤進行投入使用的時候還應當合理的控制刀盤的轉速，并且在工程進行的過程中一旦出現特殊情況還應當立馬停止進行查看，從而避免對施工人員的生命財產安全造成傷害。

（三）對于盾構施工參數的優化

盾構施工的過程中，施工參數也是對于地層造成影響的主要問題，所以在進行實際施工的過程中。還應當根據實際的施工情況選擇合理的施工參數，從而保證對地層的傷害降到最低，減少地表沉降問題發生的概率。

四、結束語

地鐵盾構施是非常重要的，但是我國的相關方面技術還不夠完善，相關的施工人員還應當對這些技術不斷的創新和改善。并且在實際施工的過程中，還應當對于實際情況來選擇合適的施工方法，以及參數、推進模式和刀盤，在最大程度上保證對土體和地層最小的傷害。

參考文獻：

[1]張中陽.地鐵盾構施工地表沉降及其控制措施[J].科技創新與應用，2015（15）：224.

[2]鄭輝.淺談地表盾構施工地表沉降及其控制[J].黑龍江科技信息，2008（5）：120-224.