陳澤

摘要：地鐵工程施工屬于高風(fēng)險(xiǎn)工程，其建設(shè)過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)管理備受社會(huì)各界關(guān)注，建立和實(shí)行工程風(fēng)險(xiǎn)管理制度已刻不容緩。該文針對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道施工過(guò)程中存在的沉降原因進(jìn)行分析，將工程風(fēng)險(xiǎn)管理的基本理論應(yīng)用到地鐵盾構(gòu)法隧道施工實(shí)踐中，有效地分析和探究地鐵盾構(gòu)法隧道工程建設(shè)中的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與具體應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：地鐵;盾構(gòu)法隧道;盾構(gòu)機(jī)選型;盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù);沉降機(jī)理

1盾構(gòu)法隧道施工誘發(fā)地表沉降機(jī)理

1.1地表沉降理論

采用盾構(gòu)法對(duì)地下隧道施工開(kāi)挖時(shí)，周?chē)膸r土層會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力釋放效應(yīng)，而這種釋放會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生變形，最后引起地表面建筑物的形變和位移。如果任其施工位移和變形的發(fā)展，將會(huì)影響地表面的管道和其他基礎(chǔ)設(shè)施的安全。尤其是在城市市區(qū)，這種影響更為明顯。地下隧道開(kāi)挖施工產(chǎn)生沉降的示意圖，如圖1所示。

2地表沉降影響因素分析

采用盾構(gòu)法對(duì)城市地下鐵路隧道的施工，會(huì)對(duì)土層和地表產(chǎn)生不必要的沉降。然而，影響地表沉降的因素有很多，其最關(guān)鍵的影響因素主要有以下幾個(gè)方面：（1）盾構(gòu)機(jī)在隧道中掘進(jìn)施工時(shí)，機(jī)器前方的土壓力松弛。盾構(gòu)艙內(nèi)土壓力是可以控制的，艙內(nèi)土壓力與圍巖壓力的平衡關(guān)系控制著地表沉降的大小。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)艙內(nèi)的土壓力比周?chē)鷰r土層的土壓力大時(shí)，將對(duì)開(kāi)挖面上面的土體造成上隆現(xiàn)象;當(dāng)盾構(gòu)機(jī)艙內(nèi)的土壓力比周?chē)鷰r土層的土壓力小時(shí)，會(huì)造成開(kāi)挖面上方土層下沉。（2）在施工過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)和周?chē)膸r土層會(huì)產(chǎn)生摩擦。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)往前掘進(jìn)施工時(shí)，將誘發(fā)周邊土體的移動(dòng)。此移動(dòng)主要引起在盾構(gòu)機(jī)土體產(chǎn)生側(cè)移，進(jìn)而導(dǎo)致施工開(kāi)挖面后面的地表層沉降，以及施工開(kāi)挖面前面的土層發(fā)生上隆。（3）施工時(shí)，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)孔隙水壓力平衡的破壞。因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)擾動(dòng)土體，引起地下水的不平衡，以至于誘發(fā)孔隙壓力的變化，最終引起地表的沉降。（4）盾構(gòu)機(jī)尾部的空隙。施工過(guò)程中，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)尾部脫出后，管片和圍巖之間存有一定的間隙，給土體下沉提供了較好的空間，將導(dǎo)致沉降速度發(fā)生變化。

3控制地表沉降的有效對(duì)策

3.1在地鐵隧道的設(shè)計(jì)過(guò)程中，

選取線路必須要考慮如果隧道發(fā)生了沉降，對(duì)隧道頂以及周?chē)慕ㄖ?huì)造成什么樣的影響。運(yùn)用盾構(gòu)法進(jìn)行施工，必須要充分考慮地面的建筑和軟弱的底層，能夠避開(kāi)建筑群就避開(kāi)，無(wú)法避開(kāi)時(shí)要使建筑處于均勻的沉陷區(qū)內(nèi)。如果隧道施工是雙線進(jìn)行，在不同時(shí)段施工，此種情況要考慮到會(huì)發(fā)生二次沉降，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮到這一因素并且經(jīng)過(guò)相關(guān)的測(cè)算，對(duì)地表變形的程度和危害性作出正確的預(yù)測(cè)，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和記錄。

3.2要盡可能地在施工過(guò)程中減少對(duì)地層的影響

具體體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：（1）在施工前一定要進(jìn)行必要的前期考察，考察的重點(diǎn)是待施工區(qū)域的地質(zhì)條件、地下水的基本情況等等，對(duì)可能出現(xiàn)的地表變形提前做出應(yīng)對(duì)措施，制定詳盡的防水、防塌處理的方案。（2）一定要保證施工的連續(xù)性和穩(wěn)定的施工速度。盾構(gòu)在停止推進(jìn)時(shí)候，會(huì)受到土的壓力，自然地后退。這種后退我們一般是要通過(guò)一些相應(yīng)的措施來(lái)盡量減小，但是我們無(wú)法徹底避免，所以在施工時(shí)候一定要保證勻速，并且盡量不讓讓盾構(gòu)停止推進(jìn)，如果確實(shí)因?yàn)槎軜?gòu)的原因需要檢修，一定要做好防止后退的應(yīng)對(duì)，正面和盾尾必須要封閉嚴(yán)密，確保地表的沉降控制在最小的范圍內(nèi)。（3）在盾構(gòu)向前推進(jìn)的時(shí)候，一定要嚴(yán)格控制開(kāi)挖面的出土量。根據(jù)一些工程的成功經(jīng)驗(yàn)，一般采用擠壓式盾構(gòu)的時(shí)候，如果能夠?qū)⒎磐亮靠刂圃诶碚撏练搅康陌顺傻骄懦芍g，此時(shí)地表一般不會(huì)出現(xiàn)隆起。（4）要控制盾構(gòu)向前推進(jìn)時(shí)候的糾偏。我們需要提前對(duì)施工作業(yè)面進(jìn)行詳盡的測(cè)量，讓盾構(gòu)保持在設(shè)計(jì)斷面上，盡可能地不會(huì)出現(xiàn)偏斜，這樣就避免了糾偏過(guò)程中產(chǎn)生的土層擾動(dòng)。

3.3我們要做好盾尾的建筑空隙的充填壓漿。

（1）我們必須保證管片的施工質(zhì)量，控制管片的強(qiáng)度、尺寸等，做好防水層，并且管片的拼裝必須嚴(yán)密，保證其防水性能。注壓工作一定要及時(shí)，縮短暴露時(shí)間，防止坍塌。（2）我們需要從材料的性能上入手進(jìn)行必要的改良，伴漿必須按照一定的比例配比，提高注漿材料的抗水性能。（3）我們要保證壓注數(shù)量，控制注漿壓力。注漿材料要產(chǎn)生收縮，因此壓注量必須超過(guò)理論建筑空隙的體積，一般應(yīng)超過(guò)10%左右，或在注漿材料中摻加膨脹劑。但是，過(guò)量的壓注會(huì)引起地表隆起及局部沿著地下水跑漿等現(xiàn)象，對(duì)管片受力狀態(tài)也有影響。由于盾構(gòu)糾偏、局部超挖、地層存在孔隙等原因，往往使實(shí)際的建筑空隙很難正確估計(jì)。因此，還應(yīng)以控制注漿壓力，作為充填程度的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)壓力急劇升高時(shí)，說(shuō)明已充填密實(shí)，此時(shí)就應(yīng)停止壓注，對(duì)注入數(shù)量及注漿壓力要兼顧。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隧道盾構(gòu)法施工所引起的地表沉降的因素有很多。為了保證施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)該多方面的了解施工情況，確定最佳的施工方案，加強(qiáng)對(duì)沉降因素的檢測(cè)，有效控制沉降現(xiàn)象，努力使施工的質(zhì)量達(dá)到要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王麗娜.地鐵盾構(gòu)隧道施工中地表沉降分析及控制措施研究.《市政技術(shù)》編輯部，2015：5.

（作者單位：北京中交橋宇科技有限公司）