蔡瑞昌

中慶建設(shè)有限責(zé)任公司 吉林長(zhǎng)春 130000

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，全國(guó)各大城市都已興建（或在建）城市地鐵交通工程來(lái)滿足廣大市民的出行需求。目前，國(guó)內(nèi)外地鐵施工中較為常用的方法為盾構(gòu)法施工。所謂盾構(gòu)法是一種利用盾構(gòu)機(jī)械在地下暗挖隧道的施工方法。縱觀各國(guó)地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)發(fā)展歷程，盾構(gòu)施工過(guò)程中引起的地面變形問(wèn)題不容忽視。因此，我們必須對(duì)盾構(gòu)施工過(guò)程中地面變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)產(chǎn)生沉降原因進(jìn)行及時(shí)分析，并提出相應(yīng)的控制措施。

1 影響地鐵盾構(gòu)施工中地面沉降的因素

材料因素。目前在許多施工項(xiàng)目中，由于管理制度的問(wèn)題，導(dǎo)致監(jiān)管人員不負(fù)責(zé)任，對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的材料沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè)，導(dǎo)致材料的質(zhì)量嚴(yán)重下降，嚴(yán)重影響工程整體的施工質(zhì)量。即便對(duì)于檢測(cè)合格的施工材料，由于管理制度的不完善，導(dǎo)致后期的存儲(chǔ)以及施工未按照嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，影響項(xiàng)目最終的施工質(zhì)量，還加大了施工成本，加劇了施工中的浪費(fèi)現(xiàn)象。（2）人的原因。地鐵盾構(gòu)質(zhì)量問(wèn)題、安全問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因就是人，人員的違規(guī)操作或其它行為直接誘發(fā)安全質(zhì)量問(wèn)題。人員作為地鐵盾構(gòu)施工的主要組成部分，做好相關(guān)控制工作具有現(xiàn)實(shí)意義。（3）設(shè)備因素。地鐵施工企業(yè)主要是依靠各種先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行工作。因?yàn)楹芏嘣O(shè)備都容易對(duì)人體造成傷害，不能直接進(jìn)行控制，所以要利用各種設(shè)備進(jìn)行操控。如果地鐵施工過(guò)程中，設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，使施工不能順利進(jìn)行，或發(fā)生一些意外反應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致施工質(zhì)量要求達(dá)不到；嚴(yán)重者，如機(jī)器設(shè)備存在安全問(wèn)題，或者設(shè)計(jì)不當(dāng)、或者質(zhì)量不足、材料選擇欠佳，就會(huì)造成嚴(yán)重的人身財(cái)產(chǎn)安全問(wèn)題。

2 不同施工階段地表沉降特點(diǎn)概述

隨著地鐵盾構(gòu)施工的不斷推進(jìn)，因其引發(fā)的地表和土體沉降也在不斷發(fā)生著變化，根據(jù)施工進(jìn)展，與其對(duì)應(yīng)的地表沉降也隨之分為五個(gè)發(fā)展階段，即初始沉降、開(kāi)挖面前方變形、盾構(gòu)通過(guò)時(shí)、盾尾空隙沉降、后續(xù)沉降。（1）初始沉降階段。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)挖掘前進(jìn)時(shí)，地下水流原有結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，地下水位發(fā)生下降，從而導(dǎo)致附近一定范圍內(nèi)地面發(fā)生沉降，從開(kāi)挖路線前方某處發(fā)生沉降，直至挖掘面到達(dá)該處，這一過(guò)程的沉降稱(chēng)之為初始沉降階段。（2）開(kāi)挖面前方變形階段。當(dāng)挖掘面逐漸接近前進(jìn)路線上某處時(shí)，在距離該點(diǎn)幾米時(shí)，會(huì)導(dǎo)致該處附近地面發(fā)生沉降和隆起，這一現(xiàn)象從出現(xiàn)直至挖掘面到達(dá)該處這一過(guò)程稱(chēng)之為開(kāi)挖面前方變形階段。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是盾構(gòu)機(jī)推力不穩(wěn)定，開(kāi)挖面土層壓力忽高忽低，不斷發(fā)生變化造成的。（3）盾構(gòu)通過(guò)時(shí)沉降階段。從開(kāi)挖面到達(dá)前進(jìn)路線某處，直至盾尾到達(dá)該處，這一過(guò)程中發(fā)生的沉降稱(chēng)之為盾構(gòu)通過(guò)時(shí)沉降。導(dǎo)致其發(fā)生的原因是盾構(gòu)機(jī)經(jīng)過(guò)時(shí)對(duì)土體造成的劇烈擾動(dòng)。（4）盾尾空隙沉降階段。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)盾尾經(jīng)過(guò)前進(jìn)路線上某處時(shí)，由于盾尾間隙內(nèi)的土體突然失去來(lái)自盾構(gòu)的支撐作用，或者由于管片壁后沒(méi)能按時(shí)施工要求進(jìn)行注漿導(dǎo)致附近土壤應(yīng)力釋放都會(huì)造成沉降發(fā)生。這一階段的沉降稱(chēng)之為盾尾空隙沉降。（5）后續(xù)固結(jié)沉降階段。盾構(gòu)機(jī)經(jīng)過(guò)以后，經(jīng)受擾動(dòng)的土地發(fā)生固結(jié)和蠕變后續(xù)實(shí)效變形造成的沉降稱(chēng)之為后續(xù)固結(jié)沉降。

3 做好地鐵盾構(gòu)施工地表沉降的防范措施

3.1 切實(shí)做好注漿作業(yè)

（1）嚴(yán)格控制注漿速度。為保障注漿效果，漿液填充速度要盡可能與盾構(gòu)機(jī)挖掘速度保持一致，最大限度降低盾尾空隙的產(chǎn)生，從而避免由于盾尾空隙造成的沉降。需要注意的是，如果注漿速度過(guò)快，會(huì)導(dǎo)致盾尾漏漿現(xiàn)象發(fā)生，也會(huì)對(duì)施工造成不利影響。具體注漿速度要根據(jù)施工實(shí)際情況確定。

（2）準(zhǔn)確把握注漿時(shí)間。從上面沉降原因分析可以看出，注漿的不及時(shí)是導(dǎo)致沉降發(fā)生的重要原因。在盾構(gòu)施工時(shí)，必須把握好注漿的時(shí)機(jī)，一般情況而言，最理想的注漿時(shí)機(jī)應(yīng)該是管片脫開(kāi)盾尾的時(shí)間。

3.2 控制盾構(gòu)姿態(tài)，調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，勻速掘進(jìn)，控制出渣量

最好的推進(jìn)施工是盾構(gòu)施工各項(xiàng)參數(shù)最優(yōu)化，這也是盾構(gòu)施工中控制地面沉降、保護(hù)環(huán)境的首要條件和治本辦法。要達(dá)到這一理想狀態(tài)必須對(duì)推進(jìn)中的參數(shù)即對(duì)刀盤(pán)油壓、土艙壓力、推進(jìn)速度、壓漿壓力、壓漿量、盾構(gòu)坡度、盾構(gòu)姿態(tài)及管片拼裝作分析。對(duì)隧道上復(fù)土地質(zhì)條件、地面荷載設(shè)計(jì)坡度及轉(zhuǎn)彎半徑、軸線偏差及盾構(gòu)姿態(tài)等選取合理的參量，以指導(dǎo)施工。

3.3 科學(xué)設(shè)置掘進(jìn)土壓力參數(shù)

盾構(gòu)施工中需要重點(diǎn)控制的土壓力參數(shù)包括地層土壓力、地下水壓力和預(yù)備壓力三個(gè)參數(shù)。根據(jù)施工要求不同，壓力參數(shù)的確定方法也不一樣。對(duì)于深埋隧道施工，由于不確定因素較多，難以精確計(jì)算，可在遵循相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，結(jié)合試掘進(jìn)期間取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。淺埋隧道施工需要計(jì)算的土壓力較多，需要按照各自相應(yīng)的公式計(jì)算，然后結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇。

3.4 其它施工原因的防范措施

嚴(yán)格審閱施工圖紙并按圖施工，特別圖紙指明需進(jìn)行道路、地面上建構(gòu)筑物等進(jìn)行注漿加固等措施時(shí)一定要認(rèn)真執(zhí)行。如地面沉降達(dá)到預(yù)警值時(shí)，要嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)及應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行有序處理，不能繼續(xù)盲目施工。

4 結(jié)語(yǔ)

地鐵盾構(gòu)施工中一旦遇到地面沉降情況，需要及時(shí)采取有效應(yīng)對(duì)措施。隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的逐步加快，地鐵工程建設(shè)事業(yè)必將迎來(lái)更大的發(fā)展空間。技術(shù)人員要認(rèn)真分析地下施工對(duì)周邊城市環(huán)境的影響，不斷開(kāi)發(fā)出效果更好、成本更低、更加簡(jiǎn)便易行的控制措施，確保地鐵施工的順利進(jìn)行和城市生活的和諧安寧。