地鐵盾構施工地表沉降及其控制措施研究

梁洋洋

摘要：在經濟進步的歷程中，民眾的交通出行方式也出現了比較顯著的變換，而地鐵借助于價位低、車速快的優勢，也成為了當前十分受歡迎的一種交通工具。但是基于實際情況來看，地鐵的建造不單投入的成本比較大，并且整個施工活動也是十分的繁雜，特別是在地鐵盾構施工部分，極易出現地表下沉的隱患，一旦控制不利，就可能誘發作業事故。基于此，本文就以地鐵盾構施工作為出發點，首先探究其引發地表沉降的特性及要素，繼而從不同維度，著重探討其中的有效防范手段，以供參考。

關鍵詞：地鐵盾構施工;地表沉降;特性;防范措施

引言

從地鐵建造的經驗上來看，隧道建造環節最為常見的施工模式就是盾構施工，其不單效率比較高，并且品質也能夠得以保證。然而，由于地鐵穿梭于城市之間，因此在采取這種施工作業法的過程中，經常會由于各種內部、以及外部的要素干擾，而致使出現地表下沉的問題，這對于城市中的建設物危害極大，并且還有可能破壞地下的各種市政管路。所以，就需要采取行之有效的手段，來對這種施工方法而誘發的地表下沉現象予以管控，下文將對這部分內容做出簡要論述。

1地鐵盾構施工不同時期地表沉降的特性

在施工活動中，盾構作業誘發的地表沉降，隨著時間的不同，其特性也不盡相同，詳細來說，可以分為如下幾個時期：首先是沉降時期，在水位比較低的位置，盾構作業使得地質水壓降低，由于圍巖的內部應力，使得地表下沉;其次是地層的隆起時期，隨著施工的深入，地層壓力也會出現攀升，此時地層便會出現隆起狀態;再次是下沉時期，因為受到盾構設備與圍巖交錯動力的影響，地層開始下沉;最后是盾構間隙的沉降時期，隨著盾構設備的掘進，圍巖撐力變得愈來愈小，最終地表沉降現象出現。

2引發地鐵盾構施工期間地表沉降的要素

2.1地層損失引發地面沉降

作業人員在利用盾構設備作業的期間，通常會致使四周的土地被攪動，在這樣的形式之下，土體就會變得越來越松散，終而成為松土，這種松土會對地層的穩固度產生比較顯著的干擾，通過對以往由于地層損失而引發沉降狀況的項目調研之后，可以察覺到大多數都是由于盾構超挖、面土位移、掘進方向不當等要素而造成的。

2.2地下水流失造成地面沉降

通常情況下，在盾構施工作業期間，致使地下水流失，也會導致地表沉降的問題浮現，究其原因，是由于隨著地下水位的降低，可能會對建設物的地基穩固度產生干擾。盾構作業使地下水流失的主要引發因素就是同步灌漿時的密實度比較差，在盾構設備掘進暫停之后，地下水便會快速流失。

2.3盾構設備引起的沉降

除了上述兩項引起地表沉降的要素之外，盾構設備自身也可能誘發沉降問題，在盾構作業期間，由于四周土質壓力的變換，土壤會變得愈加緊實，繼而致使管片承受的壓力上升，管片產生變形現象，此時一旦填充物與設計的差異比較大，那么在填充時，便會由于不完全填充而引起地表的沉降。

3防范地鐵盾構施工過程中地表沉降的有效對策

3.1確保設計的恰當性

相關技術人員在實際設計隧道的選線期間，應當全方位地思考地表在產生沉降問題以后對于附近建設物會造成哪些影響。通常情況下，地層結構在遭受震動以后，對于地面上的建設物自身的穩固能力會帶來很大的影響，因此，工作人員在選線時，應該盡可能的躲讓居住人群密集的小區，并且將隧道線路規劃在地表沉降的可控范圍之內。除此之外，選線設計時，技術部門的工作人員應該全面掌握線路沿線途中地質結構的構成內容，如果條件準許，還應盡量避讓地上軟土地下硬土的地段、巖溶區域等。

3.2加強注漿作業品質管控

在地鐵盾構施工中，注漿作業是其中不可缺少的施工環節，因此在進場施工階段，相關施工技術人員應該將工作重點落于，嚴加管控漿液的配比、注漿作業的施工速度，并且還要精準地把控注漿的總體時間，在注漿實踐中務必要將同步注漿作業、二次注漿作業等細致性工作做好。針對同步注漿作業的漿液灌注速度而言，施工技術人員一定要盡量地將其盾構機械的挖掘速度維持相同，同時隨時將盾尾的縫隙填充完整，參照工程場地的實際施工作業情況，及時調整注漿的速度。此外，對于注漿作業的時間來講，應當在管片脫離盾尾的時開始注漿，只有這樣才能防止由于注漿作業不及時而誘發不勻整沉降問題的產生。

3.3使用針對性的地表沉降防控技術

（1）掘進控制技術

在盾構機械掘進施工期間，土體結構的穩固能力會直接關系到掘進效果的好壞。如果隧道的埋深程度相對較淺，以及圍巖的穩固能力比較差時，工程場地中的施工人員應該在深度分析工程區域內地質情況的基礎上，設計編制出實用性強的施工方案，并且還應在此期間借助“郎金理論”將主動土的壓力值、被動土的壓力值等參數信息運算出來。與此同時，基于地鐵盾構施工中，會不可避免地有土體結構產生形變的情況，因此，如果在隧道施工時，對于地鐵盾構的精準程度要求比較嚴苛，在這種情況下施工技術人員務必要確保主動土壓力值，一直小于盾構機械的掘進力度，唯有如此才可以使土體結構向著掘進的方向滑動，從而降低地表沉降的程度。

（2）管片拼接技術

從實際施工情況來看，管片拼接效果好壞會直接決定地鐵盾構施工的整體掘進施工成果。一般狀況下，管片會在盾殼的里面完成全部的拼接作業。現階段，地鐵盾構施工項目中，普遍使用的管片有鋼筋混凝土材質的、鋼管材質的以及復合型材質的管片等等。因此，施工企業應當參照工程項目的實際情況以及特征，選用不同的管片拼接技術，以此確保施工內容的有效落實。

3.4全方位監測地基變形

為了可以改善地基結構形變的問題，就需要施工技術人員在盾構機械掘進前夕，選用有限單元施工完成相應的作業內容，并且將基準數值判定出來。在此期間，還應該恰當地選定監測點的位置，如果沉降程度較大，則應馬上停止盾構施工，再次注漿以后，繼續盾構施工。除此之外，施工技術人員還應當有效落實水準測量工作，在此之后根據測量結果完成后面的施工內容，并且適當地對施工參數做出改良，以此保證地鐵盾構施工品質達到預期目標。

4結束語

總而言之，對于地鐵項目來說，盾構作業方法擁有極強的繁雜性，任何的環節出現欠缺，都可能使得出現地表沉降的問題，與此同時，由于地鐵施工活動場所的特殊性，因此很容易受到各種內部以及外部要素的干擾，繼而致使盾構施工作業浮現出偏差，在這種問題的影響之下，也增加了地表沉降的幾率。

參考文獻：

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（作者單位：中鐵七局集團西安鐵路工程有限公司）