地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题分析

地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题分析

唐高洪

中建八局轨道交通建设有限公司 江苏南京 210000

摘要：随着时代不断发展，地铁交通已经成为人们出行的重要方式，相比于传统方式更具有优势，促使人们享受便捷的服务。地铁工程的不断增加促使人们对其施工的安全性、稳定性以及先进性提出全新的要求，灵活应用当前先进的盾构法施工，有效的解决地面沉降问题，提升地面建筑结构的安全性，为人们提供优质的服务。

关键词：地铁隧道；盾构法施工；地面沉降

现代化城市大多都有地铁系统。地铁是目前城市最常用、最常见的交通工具。近些年国内很多地区都有在兴修地铁项目。地铁盾构机是一种隧道挖掘机械设备，常用于地铁线路挖掘，近些年被广泛使用。当然施工中很多因素都会影响到作业安全，引起隧道土层倒塌和松动，进而造成地表沉降。为了减少这类事件发生，就需要做好地表沉降原因分析工作，围绕实际情况和条件提出控制方法，减少沉降带来的负面问题。

1盾构法原理

盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。因为盾构机作业也中会对周围的土层造成干扰和影响，使得地层发生移动情况，引发地层结构损失。所以要明确地层损失带来的地表沉降问题。笔者对此选择地层损失量在不同的施工状况下施工。以此获得盾构机作业带给地表沉降的干扰和影响，从结果上来看，地表沉降值和地层损失量为线性关系，这意味着盾构机带给地层的影响十分突出，地层损失量越大地表沉降值越大。基于这一点考虑必须用合适的措施降低盾构机带来的负面危害与影响。

2地铁盾构沉降原因

2.1土体扰动

盾构机在掘进过程中刀盘切削土体，因地层复杂，渣土改良效果不佳，导致盾构掘进刀盘扭矩过大，加快了对土体的扰动，破坏了原有的地下水位和土体结构，导致地表出现沉降。不仅影响了盾构机掘进，同时也可能引发安全事故。

2.2地层疏松、掘进超方

地质情况的变化直接影响盾构掘进时参数的调整，影响地表沉降情况。在围岩较好的泥岩地层，土体结构相对稳定，盾构掘进过程中可适当降低土压，提高掘进效率。但，在地层疏松，地层富水的砂层，砂卵石等地层，土体结构及其不问题，盾构掘进过程中极易造成掘进超方现象，从而导致地表沉降。在空矿地带地表反应迅速，将会出现坍塌情况；若在城市柏油路和混凝土路面，沉降反应较慢，但一旦出现坍塌后果十分严重。

2.3滞后沉降

盾构掘进是一个边掘进边注浆填充的过程。刀盘开挖切屑土体，通过同步注浆填充盾尾管片外和土体之间的间隙，起到填充和止水的作用，因同步浆液凝固收缩，导致土体与管片之间存在缝隙，注浆不饱满，土体长时间不能被支撑导致地表发生沉降。

3地铁隧道盾构法施工中的地面沉降观测方法

3.1进行沉降观测点布置

在实际施工过程中，应根据现阶段的实际情况开展测量，在隧道的中线上方的地面布置相关的距离点，将其控制在5m,每间隔四个布置点进行一个检测横断面的设置，并在其上根据实际情况设置五个观测点，以达到观测的目的。针对现阶段的软土层或者埋深较浅的区域来说，在进行设计过程中，应根据现阶段的实际情况对其进行判断，分析其条件因素产生的影响，合理设置监测点。在进行布置过程中，如果隧道的上方路面为混凝土，工作人员在进行设计过程中可以选择两个方式设置其观测点，如可以在混凝土的路面设置观测点，通常情况下可以根据路面的中线间隔一段距离设置一个观测点，其观测点需要布置在路面上，以保证其发挥出自身的功能，达到观测的目的。另一种是根据实际情况在现阶段的实际情况将其观测点布置在路面以下，并且在起该观测环节中起应根据现阶段的实际情况避免路面硬壳出现沉降测量起误差，以避免出现路面空虚情况，针对现阶段的实际情况选择方法测量，优化现阶段的模式，针对现阶段的实际情况开展测量，以满足现阶段的发展需求，实现合理的监测。

3.2沉降监测频率分析

在进行施工过程中，为保证其合理的控制地面沉降，应根据实际情况对现阶段的沉降观测频率分析，从多个角度进行研究，明确其盾构的实际情况，通常情况下其盾构机头前的10m位置或者其后20m的位置应保证其进行合理的观测，根据实际情况开展研究，分析现阶段每一个观测点的实际情况，并保证其观测频率合理，直到施工位置的土层频率符合实际的要求。当出现沉降异常或者隆起情况时，应根据实际情况对现阶段的频率范围开展测量，以保证其满足实际需求。

4地铁隧道盾构法施工技术分析

4.1盾构出洞准备施工技术

现阶段在施工过程中，盾构的出洞施工是重点内容，工作人员应加强重视力度，从多个角度创新，以现阶段的实际情况为基础，明确施工其中的注意事项，做好施工设备与施工人员的准备工作，保证后续施工的整体效率。工作人员还应重视盾构机的审核工作，针对出洞后进行严格的审核，保证整个施工过程的安全性，满足现阶段的施工要求，为工作人员营造优质的施工环境，清除施工中存在的安全隐患，提升施工质量。做好施工的加固与检查工作，在出洞后应将重点放在土体的加固方面，保证其周围的稳定性，针对其地下管线进行分析，避免其对施工产生影响。在施工过程中应注重其升降问题，情况分析盾构出洞的基座位置，根据实际的情况分析该位置，做好准备工作后开展施工，尽可能保证施工的精准性，达到施工目标。针对现阶段的盾构机进行合理的设置，明确空间因素对施工产生的影响，将配套设施与盾构机分别运输至施工场地，在场地上进行组装，保证整体的施工质量。

4.2地铁盾构机掘进阶段施工技术

在该施工环节中，可以将掘进分为两个部分，一部分为初步的掘进试验环节，另一部分为正式的掘进施工环节，工作人员在施工过程中应根据实际的施工情况针对性处理，以保证施工质量。例如，在工作人员尝试掘进过程中，应重点分析施工模式，明确施工方案，结合工程的实际情况开展施工，分析现阶段的施工理念，针对性操作，保证相关的施工数据在标准范围内，按照施工初始参数开展，满足现阶段的发展需求。在施工现场如果受施工实际因素影响可能出现不合理情况，此时工作人员应针对其问题开展分析，根据实际情况对盾构机的参数开展适当的调整，以提升施工质量。与此同时，工作人员在施工中还需要离开灵活应用计算机技术进行处理，通过技术优势明确其设备的掘进方向、刀盘掘进进度等，保证其掘进的稳定性。工作人员还应结合实际情况对施工土层进行分析，明确现阶段的设备运转情况，针对其情况进行处理，及时发现施工中存在的问题，保证施工进度与质量。

4.3挖掘粉砂层阶段的施工技术

受实际的施工自身性质因素影响，在施工过程中容易受到外界因素的影响，降低施工质量与施工效率，尤其是地质因素，部分粉质黏土等相关的环境更容易施工。在部分砂土层中，经常为施工带来一定的难度，工作人员应根据实际情况针对现阶段的需求选择合理的施工技术，解决该土质层容易出现的喷砂情况，全面控制土体，加强对土体的流动性与止水性进行分析，以降低其产生的影响，提升施工质量。

5结语

综上所述，在当前的时代背景下，地铁工程数量增多，规模增大，促使现阶段的盾构技术被广泛地应用在地铁隧道施工中，从整体上提升现阶段的施工质量，缩短施工工期，但其在应用中还存在较多的问题，应全面深化其技术，优化现有的沉降问题，以实际的需求为基础开展测量监督，从根本上避免其出现沉降问题，提升整体的施工质量。

参考文献

[1]秦玉开.地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题分析[J].建筑技术开发,2019(13):138~139.

[2]喻凯,宁纪维.地铁隧道盾构法施工邻近建筑物风险分级及区域划分[J].施工技术,2018(S4):1394~1397.