地铁盾构隧道施工对地面沉降影响分析

尹鑫

中交一公局桥隧工程有限公司湖南省长沙市 410000

摘要：现阶段，随着经济的快速发展以及人们日常出行的实施需要，我国在地铁工程建设方面投入了大量的资源和资金。在地铁隧道施工过程中，借助盾构技术和相关设备能够在复杂地质条件下展开施工作业，保证施工的质量，同时不会对周围的建筑物造成较大的影响，在地铁隧道施工中得到了广泛应用。由于地铁盾构隧道施工在岩土体内部进行，不管埋深的大小，都会在一定程度上对周围土层的机构稳定造成扰动，进而导致出现地面沉降事故。

关键词：地铁盾构；隧道施工；地面沉降；影响分析

引言

在地铁盾构隧道施工作业中，地面沉降是人们关注的重点问题，针对地面沉降问题制定有效的预测和防范措施是当前地铁盾构施工中的重要工作内容。本文在地铁盾构隧道施工对地面沉降影响方面进行了分析，并提出了在应用地铁盾构隧道施工技术过程中的具体控制措施，以供行业人员参考和借鉴。

1地铁盾构隧道施工引起地面沉降的因素分析

1.1覆土厚度和盾构外径的影响

隧道盾构技术在地铁施工中发挥着关键作用，盾构的外径越大，其造成的单位长度的地层损失越大，同时在地面沉降槽宽度相同大的情况下，最大地面沉降也会出现增大。此外，隧道覆土厚度越大，最大地面层沉降值会越小，然而地面沉降槽的宽度会出现进一步的扩大。最大地面沉降会随着覆土厚度与盾构外径的比值的增大而出现相应的减小的现象。

1.2开挖面前的沉降

在地铁隧道盾构施工作业中，施工人员需要对沉降问题加以重视和关注，从开挖面距观测点三到十米的距离范围内，直到开挖面位于观测点正下方位置所产生的沉降现象。在施工作业中，盾构设备设置的盾构土压舱压力与开挖面土体原有土压力之间难以实现有效平衡，受到土体应力释放或者盾构反向土仓压力引起的土层塑性变形的影响而出现相应的沉降问题。

1.3盾构穿越土层性质

地铁隧道盾构施工会面临多种不同性质的土层，一般有砂质粉土、淤泥质粘性土等，不同土层所造成的地面沉降的影响程度也是不同的。相比较黏土层，穿越砂土层是其沉降槽宽度的系数比较小，从沉降量是最大的。工程技术人员通过所掌握的盾构半径和埋深等数据，能够计算出穿越黏土时的沉降槽宽度系数最大的结果，同时其对地面沉降影响的程度和范围也是最大的，盾构设备穿越砂土地面时的沉降量是最大的。

1.4盾尾间隙沉降

在地铁盾尾经过测点之后会产生地表沉降的现象，沉降的范围一般在测点后的二十米范围内。与此同时，因为盾构外径要比管片的外径大，管片外壁和土体之间有着明显的空隙，在实际施工中出现注浆量不足或者不及时的问题，管片周围的土体会流入到空隙中，在这个过程中出现土层应力释放现象，最终导致地表发生变形问题。

2地铁隧道盾构法施工中的地面沉降观测方法

2.1进行沉降观测点布置

在地铁隧道盾构施工作业中，技术人员需要结合当前工程进度情况进行测量工作，在隧道的中线上方的地面设置间隔为5m的距离点，并且每隔四个测点要设置相应的检测横断面，确保测量的合理性和规范性。在面对软土层和埋深较浅区域展开设计工作的时候，需要对各项条件因素做合理分析和研究，在正确的位置布置监测点。当隧道上方路面为混凝土结构的时候，可以采用两种方式布置观测点，一种是直接在路面布置观测点，参考路面中线并规定相应间隔布置观测点，另一种则是在路面下方布置观测点，同时防止路面硬壳而造成沉降测量数据误差现象，避免出现路面空虚问题，结合工程忒单和实际情况选用合适的测量方法，并对其进行合理完善与改进，保证测量数据的准确性和有效性。

2.2沉降监测频率分析

沉降监测频率分析是地铁隧道盾构施工中控制地面沉降问题的有效措施，在实际开展过程中，需要从不同方位进行数据分析，充分掌握盾构的实际施工状况，一般都是在盾构机头前方的10m位置或后方20m的位置设定为分析区域，在工程现场对观测点实施科学监控，将观测到的频率准确记录下来，确保施工位置的土层频率与设计要求相一致。如果发生沉降异常或隆起的现象，技术人员必须要对当前频率范围进行测量，为控制地面沉降提供科学依据。

4地铁隧道盾构施工技术分析

4.1盾构出洞准备施工技术

盾构出洞施工是地铁隧道施工中的关键作业内容，施工人员需要在此阶段加强对沉降问题的重视，结合实际情况，充分了解此阶段的各个注意事项和关键内容，做好施工设备和人员的协调，确保地面沉降问题能够得到有效控制和解决。同时对盾构机完成出洞操作后进行科学审核与检查，在维持设备高效可靠运行状态的同时，提高现场施工的安全性，为施工人员提供良好的工作条件。此外，还要精准落实施工加固与检查措施，在完成出洞操作后采取合适的土体加固措施，避免土体结构出现松动和变化。在施工中还需要对升降问题进行有效控制，结合事前计算出的数据确定盾构出洞的基座位置，在完成各项准备工作后实施下一步的施工作业。在使用盾构机进行隧道施工的过程中，需要提前对工程现场的空间因素进行考虑和分析，基本掌握其对施工的干扰程度，在将盾构机和辅助设备运输到施工现场进行组装和调试，保证工程施工的专业性，为地面沉降问题的控制提供保障。

4.2地铁盾构机掘进阶段施工技术

在地铁隧道盾构机掘进阶段，施工人员需要对掘进试验和正式掘进两个施工环节展开相关操作，并结合工程进度情况和设计数据做出合适的调整。在实际掘进过程中，施工人员需要对施工模式进行科学分析和研究，制定出高效安全的施工方案，在按照计划稳步开展施工作业，同时对施工数据进行严格检查和审核，确保其在标准范围内，提高施工的质量和效率。针对施工中出现的各项异常情况或违规现象，相关人员需要及时对其进行处理和纠正，并检查盾构设备的工作状态和参数，进而保证隧道的可靠性。借助计算机技术进行辅助和处理作业，在技术支持下明确设备的掘进方向、刀盘掘进进度等信息，使得掘进方向和速度符合工程设计规定。工程施工人员要做好施工土层的分析工作，并对设备的运行情况进行实时监控，对土层和土体的结构稳定性展开有效监测，避免因地面沉降问题而对隧道的施工性能和安全性造成影响。

4.3挖掘粉砂层阶段的施工技术

地铁隧道盾构施工会受到多方面复杂因素的限制，进而对施工质量以及地质土层结构稳定性产生一定程度的影响，特别是粉质黏土砂层，需要提前做好施工应对措施和解决方案，避免出现严重的地面沉降事故。砂土层对施工的影响程度较大，施工人员必须要结合土质特点和工程进度选择合适的施工技术，进而有效解决其中存在的喷砂问题，加强土体结构的稳定性，同时借助专业化的设备和技术对土体的流动性及止水性展开研究，保证地铁隧道盾构施工的顺利性。

结语

综上所述，地铁工程在城市交通运输过程中发挥中非常重要的作业，其能够有效缓解地面交通的运输压力，因此国家和城市建设部门在地铁工程上投入了大量的资源和资金，目前在地体隧道工程中主要使用盾构技术展开施工掘进作业，其在是施工效率和质量上有着明显的技术优势，但是还需要对其做进一步的优化和改进，针对地面沉降问题采取合理控制和处理措施，保证地铁隧道工程的安全性和稳定性。

参考文献

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