翟曉霞　廖曄發(fā)　農(nóng)飛比

摘要：與單圓盾構(gòu)施工相比較而言，雙圓盾構(gòu)施工過程中對技術(shù)的要求較高，而且影響地表沉降的因素也較多。本文對雙圓盾構(gòu)施工過程中引起地表沉降的因素進行分析，并且提出了優(yōu)化施工方法，旨在提高施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：雙圓盾構(gòu)；隧道施工；地表沉降

中圖分類號：U451 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）06-135-01

前言

近年來，雙圓盾構(gòu)施工技術(shù)在很多工程項目的施工過程中越來越流行，與單圓盾構(gòu)施工雙線隧道相比，雙圓盾構(gòu)有很多優(yōu)勢，比如能夠一次性完成雙線隧道的施工、施工速度比較快、挖掘土方的數(shù)量較少、對隧道斷面面積的利用率較高。正是因為這些優(yōu)點，使得雙圓盾構(gòu)結(jié)構(gòu)在很多隧道工程的施工中成為主流形式，與此同時，雙圓盾構(gòu)在隧道施工過程中也會產(chǎn)生一定的影響。由于雙圓盾構(gòu)在隧道施工中應(yīng)用的時間不長，對于這種施工方法帶來的地表沉降的研究還比較缺乏，因此很容易出現(xiàn)安全隱患。在工程研究過程中，必須要加強對地表沉降的研究，找到優(yōu)化方法，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

1.雙圓盾構(gòu)地表沉降的影響因素

（1）隧道幾何形狀和埋深。隧道是一種特殊的工程形式，隧道的直徑較大，曲線半徑較小，采用雙圓盾構(gòu)進行施工時，盾構(gòu)掘進中的超挖量會越來越大，對地層造成的影響也就越來越大，沉降也會越來越大，影響范圍會逐漸擴張。

（2）土體性質(zhì)和施工擾動。雙圓盾構(gòu)施工過程中，土體性質(zhì)的變換以及施工過程中隨著施工進程也會對地表產(chǎn)生一定的影響。可以得到下面的公式其中i代表的是隧道沉降槽的寬度系數(shù)，代表的是土體內(nèi)摩擦角，z代表的是隧道的深度。

（3）隧道襯砌變形。隧道需要有一定的支撐才能保持穩(wěn)定的，雙圓盾構(gòu)隧道的襯砌很容易發(fā)生大的變形，這種變形主要發(fā)生在水平軸處的豎向位移和向外側(cè)的水平位移，由于雙圓盾構(gòu)施工過程中一般都會在中間設(shè)置一個立柱支撐，因此雙圓盾構(gòu)隧道的襯砌變形對地表沉降的影響可能比圓形盾構(gòu)要小。

（4）盾構(gòu)推進的平衡壓力。盾構(gòu)在推進的過程中，會產(chǎn)生一定的平衡壓力，這些平衡壓力會導(dǎo)致隧道周圍的土體的應(yīng)力場分布發(fā)生很大的改變，會影響到盾構(gòu)掘進過程中的沉降程度，而且對于隧道投入使用之后的沉降情況也有一定的影響，因此控制盾構(gòu)推進過程中的平衡壓力是控制盾構(gòu)掘進地表沉降的直接措施。平衡土壓是對盾構(gòu)推進速度、出土速率等參數(shù)的一種間接反映，因此雙圓盾構(gòu)要設(shè)定好土壓，可以根據(jù)兩邊螺旋機的出土速度進行相應(yīng)的調(diào)整。

（5）盾構(gòu)推進的姿態(tài)。隧道施工過程中，盾構(gòu)推進的姿態(tài)也會對地表沉降產(chǎn)生影響，當(dāng)隧道設(shè)計的軸線與雙圓盾構(gòu)機的軸線之間有較大的夾角的時候，盾構(gòu)實際開挖的斷面就會超過隧道斷面，在雙圓盾構(gòu)機的周圍就會產(chǎn)生很多空洞或者空穴，不僅會使得地層的損失加大，而且也會對周圍土體產(chǎn)生影響，

（6）在盾構(gòu)機周圍產(chǎn)生多余的空洞或者局部的孔穴，這樣不僅會加大地層損失，同時會加大對周圍土體的擾動。

（7）注漿壓力的影響。雙圓盾構(gòu)隧道的施工必須要對注漿的速度以及壓力進行合理地控制，實現(xiàn)同步注漿是最好的狀態(tài)，同步注漿主要的目的在于及時填充盾尾空隙，減少盾尾土體坍塌，對地表沉降進行控制。從理論上來講，注漿量越多，填充的效果就越好，地表沉降也會越小，但在實際施工過程中。注漿量大于某一個值的時候，注漿的效果就不明顯，而且注漿的體積越大，也會導(dǎo)致漿液盡快收縮，反而會增大沉降。

2.雙圓盾構(gòu)隧道地表沉降的控制策略

影響雙圓盾構(gòu)隧道地表沉降的施工參數(shù)主要有幾個方面，分別是土體壓力、出土量、推進速度、同步注漿壓力等。另外還有很多其他的參數(shù)也會對沉降產(chǎn)生影響，在施工過程中應(yīng)該要對各種因素進行控制，減少沉降變形。

2.1對土體壓力進行控制

土倉壓力、推進速度與出土量是相關(guān)的施工參數(shù)，這三者之間如果能有較好的匹配關(guān)系，則可以減少雙圓盾構(gòu)的偏移以及旋轉(zhuǎn)情況，從而可以減少盾構(gòu)推進過程中對地表沉降產(chǎn)生的影響。雙源盾構(gòu)機兩側(cè)的螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速以及開口率是相互獨立的，由隔倉板上的土壓力計反饋迎面土壓力值，因此，在施工過程中可以對左右螺旋機的出土量進行調(diào)整，從而實現(xiàn)對土倉壓力進行控制的目的，以便維持開挖面的土體壓力的平衡，一般來講，土壓的上限是被動土壓和水壓的總和，下限是主動土壓力和水壓的總和。

2.2實現(xiàn)同步注漿

注漿過程是雙圓盾構(gòu)隧道施工中的一個重要環(huán)節(jié)，如果注漿不及時，則很可能使得土體塌陷在各種孔隙中，最嚴重的沉降可以達到十幾毫米，因此在進行注漿的時候應(yīng)該要注意控制時間、速度和壓力。當(dāng)土質(zhì)比較硬的時候，注漿的壓力可以保持在0.3～0.5MPa，當(dāng)土質(zhì)比較松軟的時候注漿壓力可以設(shè)置在0.2～0.3MPa左右。需要注意的是，注漿壓力不能太大，一旦注漿壓力過大，則會對地層產(chǎn)生較大的干擾，會導(dǎo)致隧道使用過程中的沉降情況更加嚴重。為了有效地控制注漿壓力，則可以采用注漿量控制方式，注漿充填率一般在150%左右。

2.3合理控制盾構(gòu)姿態(tài)與管片拼裝

雙圓盾構(gòu)施工過程中不能發(fā)生左右偏移的現(xiàn)象，對于這種問題，可以采用單側(cè)壓重和調(diào)節(jié)左右出土量來產(chǎn)生一定的扭矩對偏差進行糾正。對于雙圓盾構(gòu)機的管片而言，可以采用錯縫拼裝工藝，使得隧道的縱向以及橫向的整體剛度都有所提高，可以減少縱向上的不均勻沉降。

3.結(jié)束語

綜上所述，在隧道施工過程中，雙圓盾構(gòu)施工法具有一定的優(yōu)勢，但同時也具有一些缺陷，尤其是對于地表沉降的控制，應(yīng)該要從多個角度著手，對引起地表沉降的因素進行控制，減少地表沉降，提高隧道施工質(zhì)量。