李順

摘 要：我國地鐵系統(tǒng)施工中采用盾構(gòu)施工技術(shù)時(shí)，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、支撐力不足可能會導(dǎo)致地面結(jié)構(gòu)沉降，因此必須采取針對性措施強(qiáng)化盾構(gòu)隧道的支撐能力，控制沉降問題，本文分析了地鐵盾構(gòu)隧道施工中發(fā)生地面沉降問題的原因，而后提出了相應(yīng)的控制對策。

關(guān)鍵詞：地鐵隧道;盾構(gòu)法施工;地面沉降問題

引言

地鐵隧道施工中盾構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，盾構(gòu)施工的操作簡便且對地面擾動小，不需要控制交通，因此也不會對施工區(qū)域的城市交通節(jié)奏造成影響，因此很多城市建設(shè)地鐵工程時(shí)都會選擇盾構(gòu)技術(shù)作為隧道施工的基礎(chǔ)技術(shù)，但是盾構(gòu)施工中如果上層土質(zhì)較軟而施工中沒有做好支撐控制就會導(dǎo)致沉降問題的發(fā)生，影響地面建筑的使用安全。

1地鐵隧道工程盾構(gòu)施工中出現(xiàn)沉降問題的原因分析

1.1盾構(gòu)半徑選擇不科學(xué)

根據(jù)隧道施工需求進(jìn)行盾構(gòu)半徑的選擇是隧道施工設(shè)計(jì)人員的重要工作，通常地鐵建設(shè)中半圓及單圓土壓平衡盾構(gòu)施工中的半徑選擇要在六到六點(diǎn)五米范圍內(nèi)，如果地鐵隧道需要跨江，盾構(gòu)半徑則需根據(jù)需要擴(kuò)大一些，通常可以設(shè)置在七到十五米的區(qū)間內(nèi)，根據(jù)長期工作經(jīng)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)施工的橫向沉降槽寬度系數(shù)發(fā)生變化，地面沉降區(qū)域也會隨之發(fā)生變化，而實(shí)際施工中盾構(gòu)半徑的大小又決定寬度系數(shù)的大小，其影響為：盾構(gòu)半徑設(shè)計(jì)得越大，橫向沉降槽寬度系數(shù)也就隨之增大，進(jìn)而使得沉降面積也因此增大。

1.2盾構(gòu)穿越土層的具體性質(zhì)

由于地鐵盾構(gòu)施工的具體操作是在地底下完成的，地下土層的性質(zhì)就會影響盾構(gòu)開挖施工的情況，如果地鐵隧道盾構(gòu)施工工藝不變，那么對應(yīng)施工區(qū)域的砂土層沉降槽寬度系數(shù)如果太小，沉降就會因此變得明顯，根據(jù)研究數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，如果地層損失率在百分之二左右，盾構(gòu)埋深的設(shè)置參數(shù)為十米，而盾構(gòu)施工半徑設(shè)置為三點(diǎn)二米，利用軟件計(jì)算會發(fā)現(xiàn)土層性質(zhì)對沉降面積的影響，在這一基礎(chǔ)上對黏土層影響進(jìn)行分析就可以看出，土層沉降槽寬度系數(shù)對盾構(gòu)施工沉降量的影響較大。

1.3盾構(gòu)區(qū)域地層損失率

經(jīng)過分析地層損失，發(fā)現(xiàn)地面沉降受地層損失率的影響極大。同時(shí)有學(xué)者指出，美國科學(xué)家提出的P.B.Peck理論和公式不適用于地層損失率較大的隧道盾構(gòu)施工計(jì)算。因此，我們在計(jì)算過程中要與工程的實(shí)際情況相結(jié)合，將地層損失率設(shè)置為1%～5%（取整），將盾構(gòu)埋深為10m，穿越土層的數(shù)值與盾構(gòu)半徑參數(shù)不做改變。通過對計(jì)算結(jié)果分析，我們發(fā)現(xiàn)地層損失會影響寬度系數(shù)，因?yàn)榈貙訐p失率的增加寬度系數(shù)會逐漸變小。然而，隨著地層損失率的增加，沉降速度會逐漸變快。

2地鐵隧道盾構(gòu)施工技術(shù)操作中地面沉降控制措施

2.1科學(xué)設(shè)置沉降觀測點(diǎn)

在進(jìn)行地鐵隧道盾構(gòu)施工時(shí)針對盾構(gòu)沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)測量能夠更好地展現(xiàn)當(dāng)前盾構(gòu)施工推進(jìn)中區(qū)域沉降數(shù)值的變化情況，進(jìn)行地鐵隧道盾構(gòu)施工的中線上方地面做好沉降測量點(diǎn)的布設(shè)，沉降測量點(diǎn)的距離要控制在五米左右，每四個(gè)沉降監(jiān)測點(diǎn)就要設(shè)置一套橫斷面檢測裝置，橫斷面測量應(yīng)根據(jù)需要設(shè)置五個(gè)觀測點(diǎn)，這樣能夠有效保證觀測效果。當(dāng)前盾構(gòu)施工區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)為軟土層或者埋深較淺，則需要進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)就對盾構(gòu)施工的具體需求進(jìn)行判斷分析，尤其應(yīng)結(jié)合區(qū)域施工地質(zhì)、水文的勘察結(jié)果進(jìn)行施工沉降監(jiān)測點(diǎn)的科學(xué)設(shè)置。地鐵施工中盾構(gòu)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)時(shí)，要根據(jù)隧道上方路的情況而定，如果上方是混凝土路面結(jié)構(gòu)，可以選擇如下兩種方式之一進(jìn)行觀測點(diǎn)設(shè)置：其一，根據(jù)混凝土路面的情況進(jìn)行觀測點(diǎn)設(shè)置，對應(yīng)上方路面的中線作為盾構(gòu)沉降觀測點(diǎn)位置的布設(shè)，觀測點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在混凝土路面上;其二，根據(jù)盾構(gòu)施工特點(diǎn)在路面以下進(jìn)行沉降觀測點(diǎn)的布設(shè)，觀測點(diǎn)布設(shè)規(guī)劃中要保證路面硬殼沉降測量誤差的控制效果。

2.2科學(xué)調(diào)整沉降監(jiān)測頻率

在進(jìn)行施工過程中，為保證其合理的控制地面沉降，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對現(xiàn)階段的沉降觀測頻率分析，從多個(gè)角度進(jìn)行研究，明確其盾構(gòu)的實(shí)際情況，通常情況下其盾構(gòu)機(jī)頭前的10m位置或者其后20m的位置應(yīng)保證其進(jìn)行合理的觀測，根據(jù)實(shí)際情況開展研究，分析現(xiàn)階段每一個(gè)觀測點(diǎn)的實(shí)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(shí)際的要求。當(dāng)出現(xiàn)沉降異?；蛘呗∑鹎闆r時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對現(xiàn)階段的頻率范圍開展測量，以保證其滿足實(shí)際需求。

2.3沉降問題治理措施

（1）微擾動雙液注漿法。對于治理隧道沉降，經(jīng)過科研工作者的努力，總結(jié)出了微擾動雙液注漿工藝。微擾動雙液注漿法是根據(jù)隧道的預(yù)測曲線進(jìn)行分區(qū)分階段的注漿措施，在隧道縱向注漿實(shí)施少量多次的注漿，從而實(shí)現(xiàn)隧道抬升和穩(wěn)固地層的作用。

（2）可以選擇高質(zhì)量高分子材料堵漏，由于隧道接縫處以及沉降裂縫處容易發(fā)生滲漏，在隧道盾構(gòu)施工推進(jìn)中要根據(jù)情況對沉降滲漏點(diǎn)進(jìn)行注漿堵漏，針對隧道壁后進(jìn)行高分子聚氨酯注漿，這種材料雨水發(fā)泡，從而可以在隧道外壁形成一道隔水膜屏障，從而阻隔水分從接縫處滲透入隧道結(jié)構(gòu)當(dāng)中。如果施工中隧道滲漏問題太過嚴(yán)重或者進(jìn)行堵漏操作后效果還是不明顯，就要針對隧道接縫區(qū)域采用隔斷密封注漿技術(shù)進(jìn)行處理，而隧道封頂塊上則可以使用剛性環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行滲漏封堵，如果裂縫出現(xiàn)在封頂塊以下，則應(yīng)該使用彈性環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行封堵。

（3）沉降問題的加固措施。在隧道盾構(gòu)施工推進(jìn)中產(chǎn)生嚴(yán)重沉降后會帶來裂縫及結(jié)構(gòu)破碎等問題，必須采取加固措施才能保證盾構(gòu)推進(jìn)的安全、高質(zhì)。加固技術(shù)有兩種形式，其一是地層加固，其二則是隧道結(jié)構(gòu)加固。利用盾構(gòu)隧道洞內(nèi)注漿聯(lián)合地面注漿兩種加固技術(shù)能夠有效提升隧道周圍區(qū)域地層的穩(wěn)定性，為而后的鋼板加固、芳綸張貼提供基礎(chǔ)條件。芳綸張貼是將高斷裂強(qiáng)度的芳綸布貼敷在洞內(nèi)裂縫表面從而形成韌性強(qiáng)、強(qiáng)力牽拉的裂縫加固層，從而對隧道內(nèi)裂縫進(jìn)行加固的。而鋼板加固則是使用強(qiáng)度及抗拉伸能力較強(qiáng)的鋼板在盾構(gòu)隧道壁上進(jìn)行加固能夠強(qiáng)化隧道承載能力，進(jìn)而提升盾構(gòu)隧道的抗沉降效果。

3盾構(gòu)施工地面沉降控制策略

3.1做好前期勘查

盾構(gòu)施工前必須對施工區(qū)域進(jìn)行全面勘察，保證盾構(gòu)施工操作人員能夠根據(jù)地質(zhì)條件設(shè)置盾構(gòu)半徑、加固技術(shù)方案，提升盾構(gòu)施工推進(jìn)中承載力強(qiáng)化操作的科學(xué)性，進(jìn)而保證盾構(gòu)施工的質(zhì)量與安全控制效果。

3.2根據(jù)檢測點(diǎn)的信息分析情況調(diào)整盾構(gòu)參數(shù)

由于在盾構(gòu)施工中如果遭遇軟弱地層，就可能因?yàn)槎軜?gòu)擠壓排水的作用而進(jìn)一步弱化地層承載能力，因此根據(jù)盾構(gòu)施工推進(jìn)中的檢測信息進(jìn)行各項(xiàng)操作參數(shù)的調(diào)整，尤其是要調(diào)節(jié)好加固措施與盾構(gòu)推進(jìn)的關(guān)系，盡量在保證盾構(gòu)效率的前提下控制沉降。

結(jié)束語

總之，在我國地鐵隧道施工中盾構(gòu)施工的質(zhì)控要求較高，提升盾構(gòu)地表沉降控制效力才能夠保證盾構(gòu)施工推進(jìn)中地面建筑的安全性，提高盾構(gòu)推進(jìn)的可靠性，優(yōu)化地鐵隧道建設(shè)施工的風(fēng)險(xiǎn)控制效果。地鐵隧道建設(shè)施工中應(yīng)強(qiáng)化沉降監(jiān)測的效力，提升加固措施操作的針對性，進(jìn)而保障地鐵盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、安全。

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