邱家松

中交二航局成都城市建設工程有限公司

1 引言

隨著時代不斷發(fā)展，地鐵交通已經(jīng)成為人們出行的重要方式，相比于傳統(tǒng)方式更具有優(yōu)勢，促使人們享受便捷的服務。地鐵工程的不斷增加促使人們對其施工的安全性、穩(wěn)定性以及先進性提出全新的要求，靈活應用當前先進的盾構法施工，有效的解決地面沉降問題，提升地面建筑結構的安全性，為人們提供優(yōu)質的服務。

2 盾構法概述

盾構法主要是指在施工過程中工作人員在地鐵隧道開挖過程中靈活應用現(xiàn)有的保護罩功能的開挖設備，并且具備良好的襯砌，在實際的操作過程中，以設備為基礎開展施工，將其作為施工的基礎點，對巖土進行合理的切割，在施工過程中將施工產(chǎn)生的巖土碎屑及時清理，并充分發(fā)揮出襯砌的功能，實現(xiàn)高質量的施工。盾構技術是現(xiàn)階段施工中的重點問題，靈活利用盾構機的優(yōu)勢開展施工，保證隧道施工的安全性，合理開展支撐，進而避免在施工過程中呈現(xiàn)坍塌或者滲水情況，以提升整體的施工質量?，F(xiàn)階段的盾構法施工技術應用較為廣泛，在我國的地鐵隧道工程中較為常見，充分發(fā)揮出其技術優(yōu)勢，保證施工整體質量與效率。受盾構法自身的性質因素影響，在實際施工過程中，容易出現(xiàn)地面沉降問題，因此需要工作人員進行合理的控制，選擇更合理的盾構機以降低其影響。盾構機的種類較多，不同的盾構機呈現(xiàn)出的特點不同，如現(xiàn)有的部分敞開式盾構機以網(wǎng)格式為主，將隔板作為穩(wěn)定機構，可以合理地適應流動性較大并且自穩(wěn)定性較差的土層，呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，工作人員可以合理地進行操作，降低其施工難度，通過簡單的結構排出存在的障礙物，但該機構也存在一定的缺陷，如難以適應現(xiàn)階段較為硬質的底層或者含沙率較高的圍巖，存在一定的施工限制。全敞開式也是常見的型號，該形式構造中主要以機械式、受掘式以及半機械式為基礎，該形式中主要適用于現(xiàn)階段的塊石地層、砂性土、黏性土等，具有較強的優(yōu)勢，如便于清理障礙物、資金成本較低、工作效率較高、工作人員投入較少等，可以從整體上提升施工質量，滿足現(xiàn)階段的施工要求。但該形式也存在明顯的缺點，如在施工中存在一定的危險性，尤其是手掘式，勞動強度大，容易造成嚴重的經(jīng)濟損失。封閉式構造中，其形式以泥水平衡式為主，適用于現(xiàn)階段的含地下水的松散型底層，在施工過程中可以靈活應用自身的優(yōu)勢提升其施工質量，調節(jié)精度較高，滿足現(xiàn)階段的施工要求，但其缺點在于施工進度較慢。工作人員在實際的施工過程中，需要根據(jù)現(xiàn)階段的實際情況開展施工，針對性處理，根據(jù)實際情況選擇合理的型號，保證其盾構機高質量施工，滿足現(xiàn)階段的需求。

3 地鐵隧道盾構法施工中的地面沉降原理分析

在地鐵隧道盾構法施工過程中，由于多種因素影響，施工對周圍的土層產(chǎn)生明顯的影響，降低整體的安全性與穩(wěn)定性，不僅影響施工質量，還容易造成安全事故，造成地面出現(xiàn)沉降情況，影響現(xiàn)階段的施工安全性。對于現(xiàn)階段的地面沉降來說，現(xiàn)階段受盾構的影響造成的沉降類型較多，如初始沉降、開挖沉降、尾部沉降以及沉降固結沉降等，其產(chǎn)生的原因也存在明顯的差別，如初始沉降的原因主要是因為現(xiàn)階段的土體受到其擠壓造成的影響，變得更加密實，而對于現(xiàn)階段的開挖沉降來說，則主要是因為壓力過大造成的影響產(chǎn)生，具體來說其主要的原因在于以下幾方面。

3.1 開挖隧道造成的土層損失

地鐵隧道盾構法具有較為明顯的特性，工作人員在施工過程中受其技術的影響必然會造成隧道的實際體積與開挖體積產(chǎn)生明顯的體積差，造成現(xiàn)階段的地層產(chǎn)生損失，并且在該施工竣工后當彌補層出現(xiàn)地層偏移情況，將造成現(xiàn)階段的地面出現(xiàn)明顯的沉降情況，降低整體的安全性。以實際為例，在開挖土體中，當出現(xiàn)位移情況時，應深入分析盾構自身的因素影響，分析其側應力與水平應力之間存在的影響，分析產(chǎn)生的后果，尤其是因為該因素產(chǎn)生的

土體產(chǎn)生隆起情況，深入探索其現(xiàn)象。在現(xiàn)階段的盾構施工后退現(xiàn)象也是影響因素，其主要的原因在于現(xiàn)階段的施工中的盾構機會出現(xiàn)明顯的暫停情況，并且在千斤頂?shù)奈恢脮霈F(xiàn)漏油情況，其主要的原因在于開挖土體出現(xiàn)松動，進而引發(fā)地層的損失。當有土體擠入盾尾空隙中，將造成原漿量不足情況，難以保證其設置合理，造成現(xiàn)階段的原漿不及時問題，甚至造成盾尾坑道土體出現(xiàn)失衡，出現(xiàn)土體的松動，當?shù)貙雍堪l(fā)生變化時，將增大其損失的概率。在盾構隧道施工過程中，當其盾構機挖掘中可能出現(xiàn)由于土體因素造成前進方向的障礙物的位移，進而產(chǎn)生明顯的孔隙。如果在盾構發(fā)展中未能合理進行填充，將造成現(xiàn)階段的地層出現(xiàn)損失，甚至在盾構管片的拼裝過程中受到明顯的擠壓，造成明顯的變形。

3.2 受土體的固結性降低影響

在地鐵隧道盾構法施工過程中，受盾構自身的性質因素影響，可能造成現(xiàn)階段的隧道周圍超空隙出現(xiàn)水壓力，但在發(fā)展中當土體表面的應力在盾構后將造成一定的釋放，超空隙水壓力也隨著降低，周圍空隙的水將被排除，最終造成地面出現(xiàn)沉降情況。與此同時，在施工過程中，受其因素影響將造成擠壓出現(xiàn)壓力區(qū)，形成固結變形后造成沉降。

4 地鐵隧道盾構法施工中的地面沉降影響因素分析

在地鐵隧道盾構法施工過程中，現(xiàn)階段通常運用美國的估算法進行計算，針對施工過程中產(chǎn)生的地面沉降效應開展合理的分析，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

4.1 盾構深埋因素的影響

對于現(xiàn)階段的地面沉降來說，盾構深埋的影響較大，尤其是在軟土隧道開挖過程中，一般其盾構的埋深大約在6m～10m，以保證其施工的合理性。在該環(huán)節(jié)中靈活應用現(xiàn)階段的系數(shù)開展計算，其沉降量的計算為0.976。一般盾構半徑參數(shù)為3.2m，地層出現(xiàn)的損失通常為2%，穿越黏土層，其盾構的埋深與寬度系數(shù)存在密切的關聯(lián)性，并受其深度因素影響而增大。

4.2 地層損傷率的影響

地層損失分析中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段在施工過程中地層損失率與地面沉降存在一定的關系，在計算過程中部分學者提出現(xiàn)有的估算法與實際的地層損失率較大的地鐵隧道盾構法施工計算存在不合理之處，其主要的原因在于寬度系數(shù)的變化。例如，在計算過程中，將其與實際的工程相結合，地層損失率在5%以內，并取整數(shù)，將盾構埋深10m,現(xiàn)階段的盾構半徑與穿越土層的數(shù)值不發(fā)生改變，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的地層損失率的寬度系數(shù)發(fā)生明顯的變化，隨著其損失率的變化起沉降量逐漸增大。

4.3 盾構穿越土層性質因素影響

在地鐵隧道盾構法施工過程中，受地下土層自身的因素影響，其出現(xiàn)明顯的分類，因此不同的軟土層隧道開挖過程中由于其土層性質因素影響，造成其地鐵隧道盾構法施工中盾構在穿越過程中引起的地面沉降存在明顯的不同。相對來說，在現(xiàn)階段的地鐵隧道盾構中保證其施工工藝不變的情況下，砂土層的沉降槽寬系數(shù)相對較小，進而造成的沉降較為明顯。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，當?shù)貙拥膿p失率為2%時，盾構埋深設置為10m，并且其施工的盾構半徑選擇3.2m,通過計算發(fā)現(xiàn)二者之間的關聯(lián)，此時再分析黏土層產(chǎn)生的影響，明確沉降槽寬度系數(shù)因素造成的后果，分析粉土層砂土層沉降槽的沉降量。

4.4 盾構半徑的因素影響

在地鐵隧道施工過程中，不同的工程其盾構的選擇半徑也存在明顯的不同，例如在現(xiàn)階段的單圓土壓與雙圓土壓平衡盾構半徑控制過程中，其范圍通常在6-6.5m之間，對于現(xiàn)階段的跨?；蛘呓淼朗┕み^程中，通常其盾構半徑為會更大一些，以保證其施工有效地進行，一般情況下在7-15m，通過假設計算，現(xiàn)階段的單圓盾構、雙圓盾構以及穿江盾構在發(fā)展中，其半徑可以根據(jù)實際情況設計，如3m,4.5m,7.5m等，其盾構埋深為10m，地層的損失率為2%,通過合理的計算分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的沉降情況與沉降面積受現(xiàn)階段的橫向沉降槽的寬度系數(shù)影響，其寬度系數(shù)越大其沉降的效果越明顯。

5 地鐵隧道盾構法施工中的地面沉降觀測方法

5.1 觀測儀器分析

現(xiàn)階段在施工過程中，工作人員在進行地面觀測過程中針對現(xiàn)階段的觀測儀器主要選擇精密水準儀、銦鋼水準尺、鋼卷尺進行測量，沿著現(xiàn)階段建筑物表面的沉降情況開展研究，將其誤差控制在合理的范圍中，尤其是相鄰的高度誤差，以提升整體的精確度。

5.2 進行沉降觀測點布置

在實際施工過程中，應根據(jù)現(xiàn)階段的實際情況開展測量，在隧道的中線上方的地面布置相關的距離點，將其控制在5m,每間隔四個布置點進行一個檢測橫斷面的設置，并在其上根據(jù)實際情況設置五個觀測點，以達到觀測的目的。針對現(xiàn)階段的軟土層或者埋深較淺的區(qū)域來說，在進行設計過程中，應根據(jù)現(xiàn)階段的實際情況對其進行判斷，分析其條件因素產(chǎn)生的影響，合理設置監(jiān)測點。在進行布置過程中，如果隧道的上方路面為混凝土，工作人員在進行設計過程中可以選擇兩個方式設置其觀測點，如可以在混凝土的路面設置觀測點，通常情況下可以根據(jù)路面的中線間隔一段距離設置一個觀測點，其觀測點需要布置在路面上，以保證其發(fā)揮出自身的功能，達到觀測的目的。另一種是根據(jù)實際情況在現(xiàn)階段的實際情況將其觀測點布置在路面以下，并且在起該觀測環(huán)節(jié)中起應根據(jù)現(xiàn)階段的實際情況避免路面硬殼出現(xiàn)沉降測量起誤差，以避免出現(xiàn)路面空虛情況，針對現(xiàn)階段的實際情況選擇方法測量，優(yōu)化現(xiàn)階段的模式，針對現(xiàn)階段的實際情況開展測量，以滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求，實現(xiàn)合理的監(jiān)測。

5.3 沉降監(jiān)測頻率分析

在進行施工過程中，為保證其合理的控制地面沉降，應根據(jù)實際情況對現(xiàn)階段的沉降觀測頻率分析，從多個角度進行研究，明確其盾構的實際情況，通常情況下其盾構機頭前的10m 位置或者其后20m 的位置應保證其進行合理的觀測，根據(jù)實際情況開展研究，分析現(xiàn)階段每一個觀測點的實際情況，并保證其觀測頻率合理，直到施工位置的土層頻率符合實際的要求。當出現(xiàn)沉降異?；蛘呗∑鹎闆r時，應根據(jù)實際情況對現(xiàn)階段的頻率范圍開展測量，以保證其滿足實際需求。

6 地鐵隧道盾構法施工技術分析

6.1 盾構出洞準備施工技術

現(xiàn)階段在施工過程中，盾構的出洞施工是重點內容，工作人員應加強重視力度，從多個角度創(chuàng)新，以現(xiàn)階段的實際情況為基礎，明確施工其中的注意事項，做好施工設備與施工人員的準備工作，例如各項材料的準備去，保證后續(xù)施工的整體效率。工作人員還應重視盾構機的審核工作，針對出洞后進行嚴格的審核，保證整個施工過程的安全性，滿足現(xiàn)階段的施工要求，為工作人員營造優(yōu)質的施工環(huán)境，清除施工中存在的安全隱患，提升施工質量。做好施工的加固與檢查工作，在出洞后應將重點放在土體的加固方面，保證其周圍的穩(wěn)定性，針對其地下管線進行分析，避免其對施工產(chǎn)生影響。在施工過程中應注重其升降問題，情況分析盾構出洞的基座位置，根據(jù)實際的情況分析該位置，做好準備工作后開展施工，盡可能保證施工的精準性，達到施工目標。針對現(xiàn)階段的盾構機進行合理的設置，明確空間因素對施工產(chǎn)生的影響，將配套設施與盾構機分別運輸至施工場地，在場地上進行組裝，保證整體的施工質量。

6.2 地鐵盾構機掘進階段施工技術

在該施工環(huán)節(jié)中，可以將掘進分為兩個部分，一部分為初步的掘進試驗環(huán)節(jié)，另一部分為正式的掘進施工環(huán)節(jié)，工作人員在施工過程中應根據(jù)實際的施工情況針對性處理，以保證施工質量。例如，在工作人員嘗試掘進過程中，應重點分析施工模式，明確施工方案，結合工程的實際情況開展施工，分析現(xiàn)階段的施工理念，針對性操作，保證相關的施工數(shù)據(jù)在標準范圍內，按照施工初始參數(shù)開展，滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求。在施工現(xiàn)場如果受施工實際因素影響可能出現(xiàn)不合理情況，此時工作人員應針對其問題開展分析，根據(jù)實際情況對盾構機的參數(shù)開展適當?shù)恼{整，保證其始終以正確的姿勢開展施工，以提升施工質量。與此同時，工作人員在施工中還需要離開靈活應用計算機技術進行處理，通過技術優(yōu)勢明確其設備的掘進方向、刀盤掘進進度等，保證其掘進的穩(wěn)定性。工作人員還應結合實際情況對施工土層進行分析，明確現(xiàn)階段的設備運轉情況，針對其情況進行處理，及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的問題，保證施工進度與質量。

6.3 挖掘粉砂層階段的施工技術

受實際的施工自身性質因素影響，在施工過程中容易受到外界因素的影響，降低施工質量與施工效率，尤其是地質因素，部分粉質黏土等相關的環(huán)境更容易施工。在部分砂土層中，經(jīng)常為施工帶來一定的難度，工作人員應根據(jù)實際情況針對現(xiàn)階段的需求選擇合理的施工技術，解決該土質層容易出現(xiàn)的噴砂情況，全面控制土體，加強對土體的流動性與止水性進行分析，以降低其產(chǎn)生的影響，提升施工質量。

7 結論

綜上所述，在當前的時代背景下，地鐵工程數(shù)量增多，規(guī)模增大，促使現(xiàn)階段的盾構技術被廣泛地應用在地鐵隧道施工中，從整體上提升現(xiàn)階段的施工質量，縮短施工工期，但其在應用中還存在較多的問題，應全面深化其技術，優(yōu)化現(xiàn)有的沉降問題，以實際的需求為基礎開展測量監(jiān)督，從根本上避免其出現(xiàn)沉降問題，提升整體的施工質量。