铁盾构施工地表沉降的控制措施

李振宇

摘 要： 随着城市交通拥堵问题的不断加剧，近年来各城市大多采用修建地铁解决城市拥堵。目前地铁区间多采用盾构法进行施工，但施工过程中如果控制不好，极易引发地表沉降，对城市环境、交通安全和人们的正常生活都会带来不利影响。因此针对地铁盾构施工过程中的地表沉降问题宜采取有效的措施加以控制，将沉降控制在合理范围内，避免由此而引发安全事故。文中分析了地铁盾构施工过程中引起地表沉降的主要原因，并进一步对地铁盾构施工引起地表沉降的控制措施进行了具体的阐述。

关键词： 地铁;盾构施工;地表沉降;原因;控制措施

【中图分类号】U455.43     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.061

地铁施工大部分在地下进行，施工过程中引起地表沉降和塌陷问题较为常见。地铁区间施工过程中地表沉降发生与盾构施工息息相关。由于地铁盾构施工过程中通常会引起土体扰动或是地层移动，这些问题是导致地表沉降的关键因素。因此需要对盾构施工中地表沉降问题进行有效解决，为地下施工提供重要保障，进一步保证地铁施工的顺利进行。

1 地铁盾构施工地表沉降的主要原因

1.1 土体扰动

在盾构机施工作业时，由于所处施工区域的地质情况不同，会给施工带来不同的影响。特别是地下水自身的特殊性，在盾构施工过程中会破坏地下水流的原有结构，当地下水位下降时，则会扰动原支撑的土体，引发地表沉降，由此而产生安全事故。还有就是盾构机施工过程中，会与土体发生触碰，盾构机运行中的推力扰动土体，特别是在推进过程中，盾构机尾部和管片的间隙无法像其他部位一样支撑土层，容易引起土体下陷，影响施工的顺利进行。

1.2 地层的移动

盾构机施工过程中需要设计其内压值，内压值与出土量具有较強关联性。当盾构机施工时设定的内压值越小时，地层受到的推力也越小，如出土量则较大，则必然会影响到地层结构。如地层结构受到破坏，必然会引发地表沉降。而且大部分实际施工的地面，地面表层不单纯为土体结构，还包括混凝土结构，如出现沉降，必然会威胁到人们的生命财产安全。

2 盾构施工引起地表沉降的控制措施

2.1 控制好注浆速度和时间

在具体地铁盾构施工作业过程中，需要对注浆速度和注浆时间进行有效控制。要求盾构机挖掘速度需要与注浆填充速度具有一致性，以此来对盾尾间隙进行控制。在注浆施工过程中，注浆速度的控制要根据施工现场的实际情况来确定，以此来保证地铁盾构施工的有序开展。在针对注浆时间进行控制过程中，需要掌握最适宜的注浆作业时间，一般会选择管片与盾尾脱离的时候进行注浆作业，不仅能够实现对地表沉降的有效控制，还能够降低盾构施工带来的不利影响。

2.2 合理设置挖掘工作参数

在盾构施工过程中，需要重视盾构参数的设置，特别是地下水压力、预备压力和地层土压力等参数。设置过程中要结合盾构施工区域地层的具体情况。由于盾构施工过程的复杂性，存在较多的不确定因素，因此在进行参数设计时，要严格控制技术人员计算工作的质量，尽量减少误差的产生。设计人员要严格按照规范标准进行设计，针对施工过程中的参数认真进行计算，确保制定的参数科学合理。在设置参数时，一般需要设置较多的土压力参数，这种情况下需要与现场施工情况相结合，选择适宜的计算方法，提高参数计算的准确性，实现对地表沉降的有效控制。

2.3 控制盾构施工中对地层和围岩的扰动

在盾构施工开始之前，需要根据施工现场的地质情况来制定具体的施工方案，

特别针对地表变形或是塌方应制定有效的应急处理措施，保证盾构机的掘进安全。如施工中出现突发情况，需要立即停止掘进。在盾构机施工过程中，在土壤压力作用下易发生盾构机后退问题，一旦出现这种情况易发生安全事故。因此在施工开始之前，需要制定有效的措施预防盾构机后退问题，降低地表沉降发生的机率。在地铁盾构施工时，盾构机推进过程中与围岩之间有摩擦产生，易对围岩带来扰动，引发地表沉降。因此要合理控制盾构施工速度，降低挖土量，强化对施工过程的监控，针对盾构施工中出现的偏差宜缓慢进行调整，避免盾构出现偏移现象。

2.4 加强对盾尾空隙下沉的控制

在盾构施工過程中，由于盾尾间隙的出现，会导致盾壳支撑的围岩发现变形而导致地表沉降现象发生，尤其是在黏性土层中，由于注浆作业对土层施加的压力过大，很容易出现地基隆起现象，因此要进行合理的控制。在进行注浆作业时，要根据盾构施工现场的具体情况选择最合理的注浆材料，另外要注意在盾构施工时，要尽可能的在盾构机推进的过程中同步进行注浆工作，并且要保证注浆充足，确保注浆的数量和质量不出现问题，从而对地表沉降现象进行有效的控制。另外，根据盾构施工现场的情况，适当的进行二次注浆，把地表沉降的范围控制在合理的区间内。

2.5 加强对隧道埋深的控制

在盾构施工的过程中，确定了隧道的大小和形状后，还需要确定隧道的埋深，通常来说隧道的埋深越大，盾构施工对地表造成的影响也就越小，但是隧道深度过深会对地铁其它施工产生严重的影响，并增加投入，因此也不适合选择过深的深度，如果隧道的深度过浅，会导致挖掘的土壤中充满杂填土、粉质黏土等不稳定的土壤层，容易出现流砂现象，无法保证隧道挖掘的稳定，容易引发隧道坍塌事故。因此需要选择合理的隧道深度，既能有效的保证地铁施工正常进行，又对盾构施工造成的地表沉降能有效的控制。

3 结束语

针对盾构施工中的地表沉降问题，宜采取切实可行的技术措施加以控制。因此在实际施工过程中，需要明确引发地表沉降的具体原因，并提前做好预防工作，在盾构施工过程中要加大对地表沉降的控制力度，最大限度减少地表沉降现象的发生，确保盾构施工的有序推进，为地铁工程的顺利建设打下良好的基础。

参考文献

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