張昭

（中水電四局武漢軌道交通工程有限公司 湖北省武漢市 430014）

在當(dāng)前地鐵施工中，通過(guò)采用盾構(gòu)法可以有效的保證工程的穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了不間斷的掘進(jìn)作業(yè)。由于盾構(gòu)法適合各類(lèi)軟土地層和軟巖地層的隧道壓塌，因此在地鐵工程中較為常見(jiàn)。但由于盾構(gòu)機(jī)體積較大，因此極易導(dǎo)致地表沉降問(wèn)題發(fā)生。因此在盾構(gòu)施工過(guò)程中，需要對(duì)地表沉降問(wèn)題嚴(yán)格檢測(cè)，合理采用盾構(gòu)法進(jìn)行施工，嚴(yán)格對(duì)地表沉降進(jìn)行控制，確保地鐵工程的質(zhì)量。

1 地鐵盾構(gòu)施工中地面沉降的原因

1.1 地層損失

在地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程中，由于實(shí)際開(kāi)挖土體體積與竣工隧道體積之間存在差值，一旦出現(xiàn)這種差值，則會(huì)導(dǎo)致地層損失。這主要是由于在地鐵盾構(gòu)施工過(guò)程中，實(shí)際開(kāi)挖土體后，周?chē)馏w不斷填補(bǔ)而導(dǎo)致土體損失發(fā)生，此起地層移動(dòng)，從而導(dǎo)致地面沉降。

1.2 土體擾動(dòng)后重新固結(jié)

當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在推進(jìn)過(guò)程中會(huì)對(duì)土體造成擠壓，在壓漿作用下周?chē)貙訒?huì)產(chǎn)生超孔隙水壓區(qū)，而且隨著施工的推移而消散、還原，這個(gè)過(guò)程中會(huì)對(duì)地層帶來(lái)較大的影響，容易出現(xiàn)排水固結(jié)，導(dǎo)致變形，從而引發(fā)地面沉降。

2 盾構(gòu)施工地表沉降的控制措施

2.1 掘進(jìn)模式的選擇

在盾構(gòu)施工過(guò)程中，由于會(huì)地層條件的限制，掘進(jìn)模式會(huì)存在較大的差異。通常情況下一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)可以采用土壓平衡、半敞開(kāi)式、敞開(kāi)式三種掘進(jìn)模式，而且每一種施工模式都具有不同的施工參數(shù)。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件來(lái)選擇適宜的掘進(jìn)模式，以此來(lái)對(duì)地表沉降問(wèn)題進(jìn)行有效控制。

2.2 優(yōu)化施工參數(shù)

通過(guò)優(yōu)化盾構(gòu)施工參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)的最佳的推進(jìn)。在實(shí)際施工過(guò)程中，需要找到適宜的推進(jìn)方式，確保對(duì)土層擾動(dòng)最小，以此來(lái)對(duì)地表沉降進(jìn)行有效控制，避免出現(xiàn)地表強(qiáng)度下降及地面突出等問(wèn)題發(fā)生。在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)土艙壓力、排土量和掘進(jìn)速度、千斤頂頂力及分布、盾構(gòu)坡度等掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，確保其彼此聯(lián)系和各自的獨(dú)立性，以此來(lái)減少地表沉降問(wèn)題的發(fā)生。在盾構(gòu)施工過(guò)程中，需要科學(xué)合理的選擇盾構(gòu)機(jī)。通常情況下需要多國(guó)外引進(jìn)盾構(gòu)機(jī)，施工時(shí)土倉(cāng)切削下來(lái)的土所產(chǎn)生的壓力要與推進(jìn)產(chǎn)生的土壓力和水壓力保持平衡，這樣才能保證地形的穩(wěn)定性，減少地表沉降和地層變形情況的發(fā)生，確保施盾構(gòu)機(jī)的穩(wěn)步推進(jìn)。由于施工進(jìn)需要根據(jù)土壓力來(lái)對(duì)其他壓力進(jìn)行確定，因此要了解盾構(gòu)刀盤(pán)面的壓力值和開(kāi)挖面土體的壓力，當(dāng)開(kāi)挖面土體因力度小而向后移動(dòng)時(shí)，則要保證土體單元的垂直應(yīng)力要大于水平應(yīng)力，以此來(lái)控制出土速度，避免出土速度過(guò)快而導(dǎo)致地面沉降問(wèn)題發(fā)生。

2.3 盾構(gòu)在曲線上推進(jìn)及盾構(gòu)糾偏

盾構(gòu)在曲線上推進(jìn)時(shí)。需要進(jìn)行盾構(gòu)軸線的糾偏，這時(shí)候的土體沒(méi)有多余的約束力來(lái)控制盾構(gòu)的軸線，因此，盾構(gòu)做曲線推進(jìn)時(shí)一定要放慢速度，適當(dāng)進(jìn)行糾偏，減少地層損失。盾構(gòu)在推進(jìn)時(shí)會(huì)切換刀盤(pán)方向，注意切換速度，要注意轉(zhuǎn)換的時(shí)間間隔，不宜太過(guò)頻繁；及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，并盡量?jī)?yōu)化，確保盾構(gòu)機(jī)順利掘進(jìn)，而且需要有相應(yīng)的限制，一旦超過(guò)這一限制幅度，就需要進(jìn)行盾構(gòu)糾偏；盾構(gòu)曲線推進(jìn)時(shí)，需要使盾構(gòu)當(dāng)前所在位置點(diǎn)與遠(yuǎn)方點(diǎn)的連線同設(shè)計(jì)曲線相切。如果是直線推進(jìn)，就需要選擇目前存在的位置和設(shè)計(jì)線較遠(yuǎn)處作為連接的直線路線，然后再重新進(jìn)行管理；盾構(gòu)法施工最忌諱推行速度過(guò)快，或者由于某一部位的速度過(guò)快而影響整個(gè)地下作業(yè)。油缸的油壓需要高度注意，不可調(diào)節(jié)過(guò)快。調(diào)節(jié)各處千斤頂?shù)挠蛪汉屯屏狭Φ淖饔梦恢?，進(jìn)行糾偏?？傊?，糾偏工作關(guān)系到盾構(gòu)施工的質(zhì)量。更關(guān)系到地層是否會(huì)變形。

2.4 襯砌接縫防水

當(dāng)?shù)罔F施工過(guò)程中，當(dāng)襯砌接縫處存在漏水問(wèn)題時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致隧道周?chē)貙涌紫端魇?，?dǎo)致土體有效應(yīng)力增加，從而導(dǎo)致地層再壓縮和固結(jié)，引發(fā)地表沉降。因此需要做好襯砌接縫防水工作。當(dāng)前地鐵施工過(guò)程中，襯砌接縫防水主要以管片間的彈性密封墊防水、隧道內(nèi)內(nèi)側(cè)相鄰管片間的嵌縫防水以及必要時(shí)向接縫內(nèi)注漿等方法為主。其中彈性密封墊防水最重要也最可靠，是接縫防水的重點(diǎn)。采用多孔型三元乙丙彈性橡膠止水條，在千斤頂推力和螺栓擰緊力的作用下，使得管片間的三元乙丙彈性橡膠止水條的縫隙被壓縮來(lái)起防水的作用。

2.5 盾尾同步注漿的影響

由于施工需要，所以盾構(gòu)機(jī)直徑要大于襯砌環(huán)的直徑，這樣就會(huì)存在一個(gè)“建筑空隙”，如果不能及時(shí)填充，就會(huì)引起周?chē)馏w的塌落而引起地面沉降，所以要通過(guò)同步注漿的方法來(lái)減小由盾尾空隙引起的地層損失，從而減小地面沉降。同步注漿是影響地面沉降的主要因素之一，它跟注漿壓力、注漿時(shí)機(jī)、注漿量、漿液配比等情況密切相關(guān)。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于地鐵施工工程十分復(fù)雜，而且在城市快速發(fā)展過(guò)程中地鐵工程項(xiàng)目也不斷增加。在當(dāng)前地鐵工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，盾構(gòu)法作為非常重要的一種施工方法，但是在施工中由于盾構(gòu)刀盤(pán)超挖、掘進(jìn)方向的改變、注漿量控制不當(dāng)、盾構(gòu)后退等施工因素問(wèn)題，以及括注漿材料、土質(zhì)、設(shè)計(jì)軸線和管片變形等非施工因素問(wèn)題而容易引發(fā)地表沉降問(wèn)題，所以需要在地鐵隧道盾構(gòu)施工中采用地表沉降的控制技術(shù)，減少地面沉降問(wèn)題的發(fā)生，確保地鐵隧道盾構(gòu)施工中周邊環(huán)境的安全，保證地鐵施工的安全、順利開(kāi)展。