盾构施工时地表沉降的控制措施

张昭

（中水电四局武汉轨道交通工程有限公司 湖北省武汉市 430014）

在当前地铁施工中，通过采用盾构法可以有效的保证工程的稳定性，同时实现了不间断的掘进作业。由于盾构法适合各类软土地层和软岩地层的隧道压塌，因此在地铁工程中较为常见。但由于盾构机体积较大，因此极易导致地表沉降问题发生。因此在盾构施工过程中，需要对地表沉降问题严格检测，合理采用盾构法进行施工，严格对地表沉降进行控制，确保地铁工程的质量。

1 地铁盾构施工中地面沉降的原因

1.1 地层损失

在地铁盾构施工过程中，由于实际开挖土体体积与竣工隧道体积之间存在差值，一旦出现这种差值，则会导致地层损失。这主要是由于在地铁盾构施工过程中，实际开挖土体后，周围土体不断填补而导致土体损失发生，此起地层移动，从而导致地面沉降。

1.2 土体扰动后重新固结

当盾构机在推进过程中会对土体造成挤压，在压浆作用下周围地层会产生超孔隙水压区，而且随着施工的推移而消散、还原，这个过程中会对地层带来较大的影响，容易出现排水固结，导致变形，从而引发地面沉降。

2 盾构施工地表沉降的控制措施

2.1 掘进模式的选择

在盾构施工过程中，由于会地层条件的限制，掘进模式会存在较大的差异。通常情况下一台盾构机可以采用土压平衡、半敞开式、敞开式三种掘进模式，而且每一种施工模式都具有不同的施工参数。在实际施工过程中，需要根据具体的地质条件来选择适宜的掘进模式，以此来对地表沉降问题进行有效控制。

2.2 优化施工参数

通过优化盾构施工参数，可以实现盾构的最佳的推进。在实际施工过程中，需要找到适宜的推进方式，确保对土层扰动最小，以此来对地表沉降进行有效控制，避免出现地表强度下降及地面突出等问题发生。在盾构掘进过程中，通过对土舱压力、排土量和掘进速度、千斤顶顶力及分布、盾构坡度等掘进参数进行优化，确保其彼此联系和各自的独立性，以此来减少地表沉降问题的发生。在盾构施工过程中，需要科学合理的选择盾构机。通常情况下需要多国外引进盾构机，施工时土仓切削下来的土所产生的压力要与推进产生的土压力和水压力保持平衡，这样才能保证地形的稳定性，减少地表沉降和地层变形情况的发生，确保施盾构机的稳步推进。由于施工进需要根据土压力来对其他压力进行确定，因此要了解盾构刀盘面的压力值和开挖面土体的压力，当开挖面土体因力度小而向后移动时，则要保证土体单元的垂直应力要大于水平应力，以此来控制出土速度，避免出土速度过快而导致地面沉降问题发生。

2.3 盾构在曲线上推进及盾构纠偏

盾构在曲线上推进时。需要进行盾构轴线的纠偏，这时候的土体没有多余的约束力来控制盾构的轴线，因此，盾构做曲线推进时一定要放慢速度，适当进行纠偏，减少地层损失。盾构在推进时会切换刀盘方向，注意切换速度，要注意转换的时间间隔，不宜太过频繁；及时调整掘进参数，并尽量优化，确保盾构机顺利掘进，而且需要有相应的限制，一旦超过这一限制幅度，就需要进行盾构纠偏；盾构曲线推进时，需要使盾构当前所在位置点与远方点的连线同设计曲线相切。如果是直线推进，就需要选择目前存在的位置和设计线较远处作为连接的直线路线，然后再重新进行管理；盾构法施工最忌讳推行速度过快，或者由于某一部位的速度过快而影响整个地下作业。油缸的油压需要高度注意，不可调节过快。调节各处千斤顶的油压和推力合力的作用位置，进行纠偏。总之，纠偏工作关系到盾构施工的质量。更关系到地层是否会变形。

2.4 衬砌接缝防水

当地铁施工过程中，当衬砌接缝处存在漏水问题时，则会导致隧道周围地层孔隙水流失，导致土体有效应力增加，从而导致地层再压缩和固结，引发地表沉降。因此需要做好衬砌接缝防水工作。当前地铁施工过程中，衬砌接缝防水主要以管片间的弹性密封垫防水、隧道内内侧相邻管片间的嵌缝防水以及必要时向接缝内注浆等方法为主。其中弹性密封垫防水最重要也最可靠，是接缝防水的重点。采用多孔型三元乙丙弹性橡胶止水条，在千斤顶推力和螺栓拧紧力的作用下，使得管片间的三元乙丙弹性橡胶止水条的缝隙被压缩来起防水的作用。

2.5 盾尾同步注浆的影响

由于施工需要，所以盾构机直径要大于衬砌环的直径，这样就会存在一个“建筑空隙”，如果不能及时填充，就会引起周围土体的塌落而引起地面沉降，所以要通过同步注浆的方法来减小由盾尾空隙引起的地层损失，从而减小地面沉降。同步注浆是影响地面沉降的主要因素之一，它跟注浆压力、注浆时机、注浆量、浆液配比等情况密切相关。

3 结束语

由于地铁施工工程十分复杂，而且在城市快速发展过程中地铁工程项目也不断增加。在当前地铁工程项目实施过程中，盾构法作为非常重要的一种施工方法，但是在施工中由于盾构刀盘超挖、掘进方向的改变、注浆量控制不当、盾构后退等施工因素问题，以及括注浆材料、土质、设计轴线和管片变形等非施工因素问题而容易引发地表沉降问题，所以需要在地铁隧道盾构施工中采用地表沉降的控制技术，减少地面沉降问题的发生，确保地铁隧道盾构施工中周边环境的安全，保证地铁施工的安全、顺利开展。