关于地铁盾构施工引起的地表沉降问题研究

夏洋

摘要：随着科技的发展，地铁已经成为了人们方便出行的交通工具。因为地铁乘坐时价格低廉，并且车速比较快。由于地铁的这些特点，越来越被人们所喜爱，成为了人们在城市中出行首选的交通方式，然而地铁工程又是在国内建设工程中较为复杂的工程，并且建设的难度也是越来越大。然而在建设之中有一个沉降问题，这是由于使用盾构机而引起的地表沉降。然而这个问题的产生已经在一定程度上影响到了人们的日常生活，所以现在我国在进行地铁盾构施工中所需要快速解决的问题是地表沉降问题。下面就对在地铁盾构施工中造成地表沉降问题的原因以及其解决方法进行分析。

关键词：地铁盾构;地表沉降;施工技术

我国的科技水平不断地发展，人们日常生活水平也在不断的提高，我国地铁的发展也是愈来愈快。地铁慢慢成为了人们日常出行的主要工具。随着地铁行业的不断发展，地铁盾构机也被大量的投入使用，然而由于地铁盾构机的在施工过程中可能会导致周围的土层的松动甚至是造成土层的倒塌，这些问题的产生都会导致地表沉降。下面就具体分析在地铁盾构机在进行施工过程中所导致的地表沉降问题分析。从而做出能够进行对地表沉降问题控制的方法。

一、地铁盾构机的施工简介

（一）地铁盾构机的工作原理

地铁盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。

（二）地铁盾构机的施工特点

使用地铁盾机施工主要由稳定开挖面、挖掘及排土、衬砌包括壁后灌浆三大要素组成。其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面，也是区别于硬岩掘进机或比硬岩掘进机复杂的主要方面。大多數硬岩岩体稳定性较好，不存在开挖面稳定问题。用地铁盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用地铁盾构法施工更为经济合理。这是地铁盾构机在施工中的优点，但是其在施工的过程中还有可能会导致土体的扰动以及造成地层的移动，从而引起地面沉降问题。下面就谈谈在施工过程中导致地面沉降的原因。

二、地铁盾构机施工中形成沉降问题的原因

在地铁盾构机施工的过程中往往会导致土体的扰动以及地层的移动，这些问题都是不容小觑的，这些也是导致地表沉降问题的具体原因所在。

（一）形成土体扰动

在地铁盾构及施工的过程中所施工的地域可能会导致不同的施工影响。在这之中有地下水的区域是比较特殊的，因为在地铁盾构机施工的过程中可能会对地下水流的原有结构造成破坏。从而对地下水的水位造成影响，由于地下水水位的下降这将会导致其原本起支撑作用的土体将会发生扰动，从而导致地表的沉降，一旦这样的问题发生将会导致很多安全事故的发生，而且将会影响到地铁盾构机的施工进程。并且由于盾构机的施工特点，在进行施工的过程中还会经常触碰到土体，这将会对土体造成非常大的影响，这将会对土体造成很大的压力，从而导致地表的沉降。并且盾构机的推力问题也将会导致土体的扰动，如果说驾驶员的技术不过关，或者是盾构机的质量有问题，这些因素都将会导致土体的扰动，从而导致地表的沉降。其原因是因为在盾构机移动推力在不断的发生变化，并且盾构机的尾部间隙不能够像其他部位一样去支撑土层。所以在盾构机通过的那一瞬间将会导致土层突然下陷，从而导致土层的下陷，进而影响到地铁建设的进度。

（二）造成地层的移动

在盾构机进行工作的过程中会对盾构机的内压值进行设定，因为内压值所影响到的是盾构机的出土量。由于在盾构机施工的过程中，如果其设定的内压值越小，地层受到的推力也就越小，但是其出土量就更大，从而对地层结构造成影响。当地层结构受到破坏的时候将会导致地表的沉降问题发生。而且在地面的表层不仅仅有土体结构还有混凝土结构，当其发生松动和沉降时将会导致地面表层出现一个很大的空隙，从而导致地层结构不断的移动，这样问题的发生将会对人们的生命财产安全造成很大的影响，随着施工的不断进行，其所造成的破坏就越来越大。

三、控制地表沉降的措施

想要对地表沉降问题进行控制需要做的就是从盾构机上进行解决。对于盾构机的推进模式要进行合理选择以及对盾构刀盘的控制切换也是非常重要的，以及对于盾构施工参数的优化这些方面都能够控制盾构机施工的过程中对地表造成的影响。

（一）合理选择盾构推进模式

盾构推进模式对于地层结构的移动和损失有着特别重要的影响，所以对于盾构推进模式的合理选择能够直接的去控制地表沉降的问题，控制好其推进速度将会对土体乃至地层的移动和损失将会起到非常好的抑制作用，从而减少地表的沉降，保证人们的生命财产安全。盾构机一般的推进方式有三种，开敞式、半开敞式和土压平衡式，不同的方式有不同的特点并且对于土体和地层的影响都不同。所以在进行实际操作时，还应当根据实际的地形进行分析选用合适的推进模式来进行施工。

（二）控制盾构刀盘的切换

盾构机在进行工作时，其刀盘是其掘进功能强弱的关键。如果在对于不同的地形进行掘进时，不选取其合适的刀盘进行工作将会对地层和土体造成很大的伤害。并且在刀盘进行投入使用的时候还应当合理的控制刀盘的转速，并且在工程进行的过程中一旦出现特殊情况还应当立马停止进行查看，从而避免对施工人员的生命财产安全造成伤害。

（三）对于盾构施工参数的优化

盾构施工的过程中，施工参数也是对于地层造成影响的主要问题，所以在进行实际施工的过程中。还应当根据实际的施工情况选择合理的施工参数，从而保证对地层的伤害降到最低，减少地表沉降问题发生的概率。

四、结束语

地铁盾构施是非常重要的，但是我国的相关方面技术还不够完善，相关的施工人员还应当对这些技术不断的创新和改善。并且在实际施工的过程中，还应当对于实际情况来选择合适的施工方法，以及参数、推进模式和刀盘，在最大程度上保证对土体和地层最小的伤害。

参考文献：

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[2]郑辉.浅谈地表盾构施工地表沉降及其控制[J].黑龙江科技信息，2008（5）：120-224.