盾构隧道施工引起的地表沉降及控制措施研究

盾构隧道施工引起的地表沉降及控制措施研究
发表时间：2020-05-09T15:59:46.407Z 来源：《城镇建设》2020年第3卷2月5期作者：郑展鸿
[导读] 在社会经济不断发展的背景下，建筑行业运行进程逐渐加快
摘要：在社会经济不断发展的背景下，建筑行业运行进程逐渐加快，工程建设工作面临的难度越来越高，各种各样的技术随之出现，被广泛应用到了隧道工程施工环节中，其中，盾构施工方式属于隧道施工期间经常应用的一种方式，一旦没有合理进行操作的话，就会造成诸多问题，比如地表沉降。

所以，必须加大地该项环节的重视力度，全面探究因为盾构隧道施工而引起的地表沉降问题。

关键词：盾构隧道施工；地表沉降；控制措施
所谓盾构法，主要是指借助相应的盾构设备实施隧道暗挖工作，该项方式和以往传统施工模式相比较来看优势更高，其中，盾构法不仅对环境的影响程度较小，与此同时，施工进程非常快，劳动强度低，基于此种优势，使得该项方式受到了广泛的应用。

不过，由于具体的施工位置处于岩石土体内部，因此在开挖工作开展期间有可能会影响到原有的平衡力，进而引发了地表变形和沉降等诸多问题，所以，要想防止地表沉降对周围建筑物产生不良的干扰，就应到明确基本的地表沉降规律，掌握相关要点，采取最佳的控制形式。

1、盾构施工引发的地层变形现象
现阶段，在施工作业开展期间，主要包含了两种方式，分别是盾构法和浅埋暗挖法两种，这两种方式的形式虽然有着明显的差别，不过结合两项施工方式应用情况以及获取的地表变形数值可以看出，并无太大的不同之处。

相关人员应用盾构法对两项不同隧道同时开展工作，结果表明，一条隧道的沉降值远远高于另外一条，针对于单条隧道来讲，沉降线的曲线表现为正态分布，而多道隧道的沉降曲线则是互相叠加，通过比较盾构法和浅埋暗挖法看出，第一种方式的沉降值远远低出很多，而以纵向方式为主比较两项数据的时候，第二种方式产生的地面沉降效果最佳。

在应用盾构法的时候，可能会引起土地沉降现象，一般来讲，产生地表沉降的因素有有很多种，除了受周围不良地质条件的影响之外，还会受推进速度以及压力等因素的影响，从而影响了预测的准确程度，即便是将多项预测设备应用于施工环节内，也仅仅是产生一定的指导效果，无任何实质性的体现。

所以，务必做好有关的监测工作，合理优化以及改进各项参数，从而确保数据的准确性。

2、对于地表沉降形成原因的分析
2.1受降水因素的影响
在盾构施工作业开展期间，工程周围地理环境对于地表沉降现象的形成有着直接性的影响。

首先，降水因素，盾构隧道施工环节离不开降水工作，在掘进期间，应当加强排水力度，不过因为当地气候的改变，降水现象的致使地表内部静水位发生了改变，含水地层内的应力上涨，最终引发沉降。

2.2地层原始应力状态发生了改变
当位于稳定地层内实施隧道挖掘工作的过程中，周围土体也会受到烦扰。

在盾构掘进的时候，因为施工的影响而使土地产生松动、挤压以及塌陷等问题，导致地层原始应力发生了很大程度的改变，一旦土地平衡性消失的话，地表沉降现象随之形成。

2.3受盾构挤压扰动因素的影响
当实施隧道施工作业的时候，开挖以及掘进工作在土层中形成了相应的挤压作用，一旦发生水平或者是垂直纠偏等现象以后，土地的稳定性降低，地表发生变形问题。

2.4盾尾孔隙没有得到有效的充填
在施工环节中，还存在着盾尾孔隙没有得到有效填充的现象，特别是处于稳定性较差的地层中，填充质量和效果决定了周围地表的安全性。

比如施工期间发生纠偏或者是施工中产生局部超挖现象以后，就会增加盾尾建筑缝隙出现的概率。

针对于此种现象，务必加大关注度，做好预防工作，以此降低地表沉降形成概率。

3、盾构隧道施工引起的地表沉降及控制措施
本文以某项地铁工程举例说明，该项工程线路平面曲线半径是1000m，区间线路纵剖面受到段埋的影响，埋设深度大约是3~5m处于起始段内有着较大的坡度，角度是25°，依照施工情况和时间，选择两台土压平衡盾构机实施施工作业。

3.1加大对地面沉降的控制力度
其一，当对隧道线路进行设计的过程中，隧道盾构施工人员需要全面探究地面建筑物在地面以及含水软性地层中产生的相关影响，需要和建筑物保持安全距离，将隧道线路规划到地面沉降均匀的区域内。

与此同时，还应当探究二次沉降造成的一系列影响，正确性评估因为地面沉降而造成的危害性，采取合理监测方式来获取最佳的隧道盾构施工地表沉降值。

其二，提升开挖面的稳定性；从施工情况来看，土压力平衡具备一定的动态性特征，当应用有关设备的时候，经常受到诸多因素的影响，具体涉及到了土体排出体系以及推进速度等，在这一现状下，土体压力随之改变。

在设计施工作业开展期间，一般是以土压平衡式盾构设备为主，借助设备舱内土体压力和盾构设备前方土体压力来提升开挖面的稳定性。

需要明确注意的一方面是，应严格控制盾构设备舱外土体压力以及静止水压力，总和必须小于盾构设备舱内压力，以此避免盾构机体外开挖面出现不良的扰动现象。

最后，加大对开挖面土地压力的监控力度，结合施工地土体情况来落实具体的土压力，动态性的检验土体压力变化状态，应用螺旋输送机对土体压力值进行有效的调整。

3.2做好地表沉降控制工作
当设计人员实施设计工作的时候，一般是没有从隧道是否存在着高层建筑现象考虑，不过，隧道工程地面有无高层建筑在施工环节中产生的影响是极高的，当地面内没有高层建筑的话，施工人员可以应用土压平衡方式实施掘进工作，以此保持注浆量和土量的稳定性，在这一环节中，还需要对地表沉降数值进行合理控制，确保地表位于规范性领域内，使隧道工程造规定期限内高质量完成。

其一，隧道工程开展期间，构建隧道沉降控制网，动态性的监测隧道沉降数量和周围环境以及土层等，针对经由设备反馈的盾构监测点来讲，都需要加大分析力度，控制好地面变形，当不符合标准要求的话，就应及时调整隧道，明确问题所在。

其二，改进盾构挖掘中的各项参数，提升开挖面的稳定性。

在挖掘工作开展期间出现砂层以后，就需要将泡沫以及聚合物填充到该层
内。

另外，保持盾构机设备进出口的固定性，以免洞口因为盾构机操作而产生塌陷现象。

其三，在挖掘隧道的时候，一般是以曲线挖掘方式为主，不过土体对盾构机中的约束力不强，施工人员无法将盾构轴线控制在合理范围中，开挖期间经常产生和轨迹相偏离的情况。

基于此，就要求操作人员合理控制盾构机的挖掘速度，不能过快，同时准备充足的注浆量来避免挖掘期间对土层造成的影响，遵循规范性要求实施操作作业，实施隧道防水，进而保证土层的稳定性。

3.3在盾尾孔隙填充压浆
管片自身质量是盾构施工作业开展期间面临的主要问题，而要想强化管片质量，保障盾构抗渗指标和有关要求相符合，就需要做好注浆问题的处理工作，深入了解和掌握管片强度、尺寸以及预留孔道信息等，将防水性能全面体现出来。

除此之外，注浆量也是必须要有效控制的，具体的注浆数量应当高出建筑孔隙水平，最佳为10%左右。

在拌浆站期间，应当对浆体强度和凝结时间进行检验，确定最佳的配合比例。

4、结语：
以上论述来看，盾构隧道施工对周围环境无太大的影响，当应用盾构设备开挖地下隧道的时候，有利于提升工作效率。

不过工作期间还存在着地表沉降现象，这就要求隧道盾构施工技术加大对盾构施工地表沉降现象的探究力度，制定出完善的对策，从而促使工程安全开展。

参考文献：
[1]张初初.盾构隧道施工引起的地表沉降及控制措施探析[J].现代物业(中旬刊),2019(09):203.?
[2]陈志业.盾构隧道施工引起的地表沉降及控制举措[J].中国住宅设施,2018(06):36-37.?
[3]洪杰.盾构隧道施工引起的地表沉降及控制措施探析[J].工程技术研究,2017(03):70+76.。