关于地铁盾构工程地面隆沉控制的分析_地铁论文

关于地铁盾构工程地面隆沉控制的分析

田良才

摘要：目前，在我国随着城市大规模的修建地铁，而在施工技术方面以盾构法隧道的安全性、快捷性以及特有的智能化优势也逐渐的得到了广泛的应用和推广。盾构法的成绩是显而易见的，但是在使用这种施工方法的同时，也会造成地表的沉降情况发生，在当地表的沉降极大时，这就会严重影响盾构隧道的地表建筑物是否可以安全的使用以及施工的安全性问题。在盾构法的施工技术方面虽然已经有了迅猛的发展，可是在盾构的施工过程当中还会引起不利的因素也就是对地层引发扰动，从而就会导致在隧道的周围地层造成严重的变形以及地表会沉降的情况发生。因在在修建城市的地铁时，盾构施工的隧道要经穿越在城市的中心地带区，因此中心区的建筑物比较多，有着复杂的地质情况，交通比较密集，所以，对于施工的环境是会受到严格的限制的，因此在地铁盾构的施工当中，对于隆沉的控制问题要引起足够的认识。

关键词：盾构工程 地面 隆沉控制

在盾构施工的过程当中，都会在不同程度上扰动地表层，从而导致地层的移动和对环境产生的不利影响。在当前先进的盾构技术领域里，也是难以对其进行控制以及防止地面的隆陷和发生地层的位移现象。在修建城市的地铁时，因为施工中的埋其比较浅，地下的设施和地面的建筑都比较多，所以在修建地铁的过程中会对周边的环境影响很大，因为地层的变形会导致建筑物的倾斜，坍塌等情况发生，也会破坏地下管线，影响到通道与管线的正常使用等一系列的问题出现。所以在盾构的施工过程当中，尤其是在修建地铁所穿越城市的建筑物体时，这种不利因素所带来的影响必须要得到严格的控制，要对地面的沉降以及影响到的后果进行预测分析，并采取相应的措施和对策加以解决。

一、关于盾构工程

盾构法指的是地下暗挖隧道时的一种有效方法，也是适用于修建地铁的工程施工当中。盾构施工首先在要隧道的一端建造起基坑或者是竖井，方便盾构施工匠安装，然后盾构在基坑或者是竖井墙壁的开孔位置施工，沿地层的设计轴线向另一端的基坑或者是竖井的设计进行推进，在盾构的推进过程当中会受到一定的阻力，这时就要应用盾构的千斤顶传到盾构的尾部已经拼装顶制的隧道衬砌结构，然后再传到基坑或者是竖井的靠壁上。根据盾构的施工方法，它是比较独特的施工机具，它可以支撑起地层的压力，又可以在地层当中推进特殊形状的圆筒结构。当盾构施工过程中所引起的地层受损以及在盾构隧道的周围受到扰动这就是地面沉降的主要原因。在施工当中，地层受损也是盾构施工时实际开挖的土体体积和竣工隧道的体积之间的差。在周围的土体要弥补地层的损失中会发生的地层位移情况，从而引起地面的沉降。而在地层的损失中影响的其他因素还包括：（1）在当盾构进行掘进时，在开挖面的土体会受到的水平面的支护应力就会小于原始的侧向力，在土体向着盾构内移动时，这样便会引起地层受到损失从而导致盾构在上方的地面发生沉降。在当盾构向前推进时，这时作用在正面的土体推力就会大于原始的侧向力，正向的土体会向上和向前的移动，也会引起地层受损从而致盾构前上方的土体出现隆起。（2）在盾尾的后方隧道的外周建筑的空隙中由于压浆量不足和不及时、压浆的压力不够恰当等因素，这就会使盾尾后的周边土体失去了平衡，在向盾尾的空隙里移动，从而导致地层受损。（3）盾构在暂停的推进过程中，盾构推进时由于千斤顶的漏油回缩从而引起盾构的后退，导致开挖面的土体松动甚至坍落，也会造成地层受损。（4）在盾构进行移动时会对地层产生摩擦。（5）在土压力的作用下，也会产生隧道衬砌的变形情况，对地层也会引起一定的受损。

二、对盾构工程中地面隆沉的控制措施

（一）、以盾构土压的平衡控制措施

在减少土层变形施工参数的主要就是对于在盾构开挖面上的土压平衡控制措施。在设定的土压理论值一般是水压加上静止土压。但是，在实际的施工过程当中应该把盾构上方的土体隆陷所发生的变化逐渐进行调整。把土压的设定值与盾构的推速、推力和刀盘的转矩以及螺旋输送机等相匹配上，这样才可以在开挖面的稳定方面在最大限度上可以减少对土体的扰动。

（二）、推进的速度

在选取推进速度的参量方面要掌握对土体要尽量进行切削而不是挤压。对过量的挤压，必然会产生前舱内外的压差，从面就增加了对地层的扰动。如果在正常推进时，其速度可以控制在20～30mm／min之间，当盾构纠偏时，要取较小的速度。所以，要根据不同的地质条件，推进速度也应是不同的。因土压的平衡是依赖于排土来控制的，所以前舱的入土量必须与排土量匹配。在合理设定土压力控制值的同时应限制推进速度，如推进速度过快，螺旋输送机转速相应值达到极限，密封舱内土体来不及排出，会造成土压力设定失控。所以应根据螺旋输送机转速(相应极限值)控制最高掘进速度，一般控制在50mm／min以内。由于推进速度和排土量的变化，前舱压力也会在地层压力值附近波动，施工中应特别注意调整推进速度和排土量，使压力波动控制在最小幅度。

（三）、同步注浆的措施

在盾构的外径和衬砌环外径之间的空隙建筑应该在10cm左右，在进行推进l环空隙量要在一定的数值范围之内。要及时的填补出现的空隙，所以盾构在推进的时候，要从盾尾向衬砌环的外围同步进行注浆的工作，一般浆液是由石灰、粉煤灰、和膨润土以及水相配制的，要充分的考虑到浆液的固结收缩，以及浆液的流失和土层受到扰动以后的固结沉降等因素。在注入率(注入量／盾构空隙量)一般可以是150％～200％之间，而注浆的压力一般大约是0.3MPa～0.4MPa(要稍微大于隧道拱底的土压力，是拱顶土压力2倍以上)之间。如果在隧道的上方有构筑物超载的作用问题，就应该及时的考虑到要增加注浆量以及注浆的压力。如果有需要重要保护的构筑物，在进行同步的注浆以外，就要必须考虑到需要进行2次的注浆或是多次的壁后注浆，也就是在盾尾脱出以后的衬砌环上，再通过以预留的压浆孔向隧道的外围处注浆。注浆在盾构的施工当中是非常重要的环节，如果控制好对盾构的注浆是可以保证地面的沉降值在很小的范围之内，同时也对地面的建筑物也起到了安全的作用。

结语：

总之, 在盾构施工过程当中，对于盾构施工中产生的地面沉降进行了数据的分析和深入的研究，并把所分析到的结果及时有效的进行反馈，这样在盾构的施工中起到了很大的指导作用，并可以对地面的沉降影响能够得到很好的控制。所以，对于地面沉降的监测工作必须要与施工相结合，将地面的沉降的研究结果应用在盾构的施工当中在很大程度上是可以降低因沉降所造成的安全隐患和经济损失。所以在盾构的施工地过程当中，必须要制订出有效的监控措施，以避免在施工过程中所造成的影响。

参考文献：

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