鄒洋

摘 要：本文對淤泥地層盾構掘進中的沉降控制問題進行了探討，文章從闡述淤泥地層的特性及沉降問題入手，進一步分析了淤泥地層盾構掘進出現(xiàn)沉降的根本原因，最后提出了淤泥地層盾構掘進中的沉降控制措施。

關鍵詞：淤泥地層；盾構掘進；沉降問題；根本原因；控制措施

1 前言

隨著建筑施工行業(yè)的迅速進步，各種新的工程類型不斷涌現(xiàn)，新的施工技術也層出不窮，比如，地鐵就是隨著城市現(xiàn)代化進步、交通體系不斷完善而出現(xiàn)的，而盾構掘進施工技術作為地鐵施工的常用技術，也得到了越來越多的關注，因盾構掘進而引起的土層沉降問題，也必須得到相關的重視和解決。

2 淤泥地層的特性及沉降問題

淤泥、淤泥性質(zhì)的土壤中，往往含有較大比例的水分，因此其具有明顯的壓縮性高，孔隙比大，抗剪能力弱等等特征。在原狀土一旦受到壓力或者震動之后，就很容易轉(zhuǎn)變?yōu)橄♂尩臓顟B(tài)，并且可能會引發(fā)進一步的側(cè)向滑動問題，使得土層發(fā)生沉降和基底變形的不利局面。軟土除了會因為排水固結(jié)的原因?qū)е伦冃螁栴}外，還可能因為受剪應力的作用下出現(xiàn)緩慢而持續(xù)的剪切變形，這都會給建筑的地基帶來不利，使其發(fā)生沉降或不穩(wěn)的問題。淤泥地層屬于高壓縮性的土質(zhì)，因此很容易因為體積的收縮出現(xiàn)地面和建筑物沉降的問題。加上軟土透水性弱的特質(zhì)，使得地基排水固結(jié)出現(xiàn)問題，這也會導致地基強度受損的后果。淤泥地層因為平面和厚度的分布不夠均衡，而形成不均勻沉降的情況，也是常見的問題類型。

3 淤泥地層盾構掘進出現(xiàn)沉降的根本原因

3.1 地層損失

地層損失指的是在盾構的施工階段所形成的實際開挖土體體積與竣工隧道體積的差，而導致地層損失出現(xiàn)又往往是因為幾個方面的具體原因。

首先，如果土倉的壓力設計不科學，就會使得開挖面的土體出現(xiàn)一定的移動。在盾構掘進的過程中，如果開挖面土體所受的推力會比原始的側(cè)向力更低，那么土體在后者的助推下會往盾構方向發(fā)生位移，從而出現(xiàn)地層損失狀況，盾構上部的地面會有一定的沉降問題。而與之相反，推力更大時，擠壓會導致土體向上、向前發(fā)生位移，最終地層損失，最終造成盾構前上方的土體出現(xiàn)隆起問題。

其二，盾構后退回縮。因為盾構機采取的是液壓推進的方式，所以盾構暫停工作時，油缸壓力釋放會導致盾構有一定程度的后退，盾構刀盤和開挖面間存在縫隙，使得土體向下塌落，使得盾構前方出現(xiàn)地層損失的問題。

其三，注漿充填不及時。在利用盾構法進行施工時，隧道的襯砌外圍會有一定的地層空隙，此時往往會采取隨盾構推進而注漿填充的方法加以處理。在施工階段，如果注漿壓力施加不合理，就可能會注漿量偏小、操作不及時等問題，使得襯砌外圍的土體向空隙中偏移，并且導致地層出現(xiàn)一定程度的損失。

3.2 受擾動土的固結(jié)

盾構隧道土體會因盾構施工而受到一定的干擾，會在盾構隧道的周邊構成一個超孔隙水壓力區(qū)。在盾構經(jīng)過地層時，孔隙中的水被擠壓排出，導致地層出現(xiàn)一定的移動、地面有所下降。不僅如此，在盾構推進時，其帶來的擠壓、注漿效應也會在周邊地層產(chǎn)生正值的超孔隙水壓區(qū)。在盾構隧道在施工結(jié)束后的近期內(nèi)會因為孔隙水壓力復原而出現(xiàn)排水固結(jié)變形現(xiàn)象，這也是地面沉降問題發(fā)生的原因之一。

4 淤泥地層盾構掘進中的沉降控制措施

4.1 地層狀況及沿線建筑物調(diào)查

在施工作業(yè)之前，需要對隧道施工現(xiàn)場周邊的地層基礎條件、沿線建筑物分布問題加以調(diào)查，從而設計出合理的沉降控制方案，以此起控制沉降的作用。結(jié)合當前的地鐵施工實際狀況看，地層的調(diào)查分析工作已經(jīng)相對到位，而建筑物信息的搜集卻因為工作量太大的原因而存在一定的不足，從而給工程施工帶來十分不利的影響。

4.2 優(yōu)化盾構掘進參數(shù)

在盾構施工中，參數(shù)是一個非常關鍵的要素，其中包括推進的速度及力度、同步注漿、正面土壓等等，這些參數(shù)也會和地表沉降發(fā)生千絲萬縷的聯(lián)系。所以，在盾構施工之前，就需要結(jié)合具體的地質(zhì)基礎狀況和相關的設計要點，選擇科學的參數(shù)，保證施工工作順利進行，使得盾構在施工作業(yè)環(huán)節(jié)一直處于最佳的控制掘進狀態(tài)。

首先，試掘進明確參數(shù)指導施工。因為地層條件、周圍環(huán)境和盾構機的不同，會在后期的盾構施工作業(yè)環(huán)節(jié)，采取試掘進的恰當操作，來科學確定不同的推進參數(shù)。在施工階段，往往會把始發(fā)掘進的前100m范圍確定為試掘進的地段。在這一地段內(nèi)的盾構施工過程中，必須通過分析嘗試確定并最終明確出具體的施工參數(shù)。

其次，土倉壓力的控制方面，土倉壓力會對開挖面的土體移動問題構成直接的影響。如果土壓偏小，那么可能會引發(fā)土層向下沉降問題，反之則可能引起土層向上隆起。在淤泥質(zhì)粘土層的土質(zhì)條件下，其對應的掘進土倉壓力往往偏大，所以會把土倉壓力確定為理論值的 110%～125%。

其三，控制合理的同步注漿參數(shù)。同步注漿是控制或減少地層損失的關鍵措施。設置合理的注漿壓力和注漿量、選用優(yōu)配的注漿材料等，在盾構推進過程中及時填充襯砌外圍土體空隙，能有效控制地表沉降。目前，盾構掘進同步注漿已普遍采用“厚漿”技術，漿液材料具有良好的長期穩(wěn)定性及流動性、早期強度好、抗地下水稀釋性能好，且固結(jié)后體積收縮小、泌水性小。

4.3 信息化施工的指導

在盾構掘進的工作實踐中，結(jié)合前期監(jiān)測到的數(shù)據(jù)和各個施工參數(shù)的大小，進行對比研究，并且在全面考慮工程現(xiàn)場狀況基礎上，對施工參數(shù)做必要的調(diào)整，以此起到使掘進參數(shù)合理化、降低地層出現(xiàn)變形現(xiàn)象幾率的的作用。

5 結(jié)語

綜上所述，加強對淤泥地層盾構掘進中的沉降控制的探討，意義重大。相關工作人員需要明確淤泥地層的特性及沉降問題，把握淤泥地層盾構掘進出現(xiàn)沉降的根本原因，如地層損失、受擾動土的固結(jié)等等；在此基礎上，提出淤泥地層盾構掘進中的沉降控制措施，做好地層狀況及沿線建筑物調(diào)查，優(yōu)化盾構掘進參數(shù)，加強信息化施工的指導。

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