摘要：地铁交通当前已经成为了各大城市中非常重要的交通工具，随着地铁交通的发展，地铁工程也在不断的增加，在地铁隧道施工中盾构技术的先进性和安全性使得其应用的范围越来越广泛。地铁的修建一般都是在城市的中心，地下的管线以及地面的建筑都比较多，在隧道的开挖中势必会影响到地层稳定，造成地表的沉降。盾构施工中引起的地面沉降情况会更加严重，甚至直接威胁到地面上的建筑结构安全。为了解决地铁隧道盾构法造成的地面沉降问题，国内外进行了大量的研究，并建立了沉降计算模型，以期能够更好的解决地铁隧道盾构法造成的地面沉降问题。
关键词：地铁隧道；盾构法施工；地面沉降；问题探析
1地铁盾构法概述
地铁建设过程中会出现很多的问题，地铁施工中有许多不可预见因素，也有不可预知的风险，目前，许多城市已经把地铁建设作为城市交通网络的核心技术，地铁施工的过程中，建设有关的单位主要应用的是地铁盾构法，所以我们加强地铁盾构法的施工技术，详细掌握全面的信息，从而更好的加强地铁的施工，在其工作原理的基础上进行更好的应用，在盾构施工中，显示了实现的屏蔽质量，从而加强有效的应用提高盾构施工质量，更好地实现地铁建设的目标，在城市中更好的服务。
2地铁盾构法的发展
近年来，盾构法是一种新技术，逐渐得到了发展，近年来不断的应用，也得到了更好的改进，使盾构在城市地铁建设中更好的适应，得到广泛的应用，基本上已经慢慢取代传统挖掘过程，作为一个主要的地铁的建设，在中国的许多城市，地铁盾构法有很大的应用，因为它不只是提高了工程效率，也比其他方法更安全，目前的人口城市化进程加快，表现在城市居民增多的现象中，我们的城市地铁方面的建设仍然是未来的重点，我们必须从现在开始加强对地铁的建设，不断学习相关内容，提高地铁盾构技术，促使其能够更好的应用，从而更好的实现城市的可持续发展。
3盾构技术的原理和特点
地铁盾构法主要是由几个系统组成的，用于采矿的稳定支撑系统和注浆盾构挖掘系统，在这一过程中能够保护和稳定环境，加强围岩的作用，挖掘和加固地铁盾构隧道具有优点，可以从三个特点出发，第一点是地铁盾构施工对环境的影响比较小，相对振动和噪声比较小，而且在不同环境和条件下提高建设，地铁建设是屏蔽的，精度比较高，所以地铁盾构施工运行比较方便，可以进行良好的屏蔽，节约成本，可以通过一些巧妙的技术，以减少成本的使用，有较好的经济利用，达到最大的效果。
4盾构法引起的地面沉降原理
地铁隧道施工中必然会引起隧道周边土层的扰动，进而引发地面沉降问题。软土地隧道开挖的过程中，受到地层损失以及隧道周围环境的干扰等因素都可能会引起地面沉降。
4.1隧道开挖使得地层损失
地层损失主要是由于盾构施工中开挖体积与隧道的实际体积间存在体积差，隧道竣工体积包括隧道外围包裹的压入浆体积。如果在弥补地层中出现了地层的移动，将引起地面的沉降，而地层损失的主要因素为：①开挖面的土体出现移动的现象。在盾构挖掘的过程中，开挖面土体的水平支护应力如果小于原始侧向应力，那么将会引起开挖面土体的移动，从而造成地层损失，进而引起正面土体的向上、向前移动，从而造成地层损失的土体隆起；②盾构后退。在盾构技术的推进中，如果出现暂停，那么有可能会因为千斤顶漏油或回缩造成盾构后退，进而导致开挖面土体松动，形成地层损失；③土体被挤入盾尾的空隙中。如果在隧道外周空隙的压浆过程，压浆量不足，压力不适或者压浆的时间不及时，都可能会使盾尾坑道的土体失去平衡，进而出现土体移动形成地层损失。尤其是在含水不稳定的地层中，更容易引发地层损失现象；④推进方向的改变。盾构的过程中有些地点需要进行曲线、抬头以及纠偏推进，这样开挖断面就是椭圆形，因此造成地层损失。盾构轴线与隧道轴线的角度偏差越大，其引起的地层损失也会更大；⑤盾构的推进会使其正面的障碍物不断的移动，进而产生空隙，但是在推进的过程中无法进行有效的填充，从而引起地层损失；⑥同时隧道在土压下以及盾构管片拼装的过程中也可能会因为变形而造成地层损失。
4.2土体受扰动后固结性降低
隧道盾构施工的过程中，会使得周围的土体受到扰动，进而在隧道的周围造成超孔隙水压力。盾构推进后，土体的表面应力得到了有效的释放，从而使得隧道周围的孔隙水压力逐渐的降低，使得孔隙的水被挤压出来，进而造成地面沉降。同时，在盾构施工的过程中，由于挤压以及压浆等作用使得地层周围形成正值超空隙水压力区，在施工后的一段时间又会自动复原，进而使得地层排水出现固结变形，造成地面沉降。这种沉降也被称为主固结沉降。在隧道周围的土体受到扰动后，土体的骨架还会保持一段时间的压缩变形，在这个过程中地面出现次固结沉降。
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5地铁施工盾构法施工技术要点
5.1盾构机始发
首先，对始发台、反力架和负环的安装定位精度进行严格控制，要确保盾构始发状态和设计的线路相一致。其次，第一环负环管片定位时，管片的后端面应与线路中线垂直。负环管片轴线与线路的轴线重合，负环管片采用通缝拼装方式；最后，盾构中线比设计轴线适当抬高2～3cm，而盾构机轴线要跟地铁隧道的设计轴线保持平行。
5.2掘进施工工艺
5.2.1掘进模式
复合式土压平衡盾构机主要有以下三种掘进模式：敞开模式适用洞身在云开群花岗片麻岩中、能够自稳、微风化地层中、地下水少的地层；土压平衡模式适应土压平衡模型的隧道云开群花岗片麻岩风化岩层自稳，当地层可以有一个更大的流入，构造破碎带、断层、不良地质断层和喀斯特洞很多；半敞开模式适用洞身处于云开群花岗片麻岩强风化地层中、洞身处于软硬不均地段以及有一定自稳能力和地下水的压力不太高的地层。
5.2.2盾构同步注浆
当管片脱离盾尾后，在土体与管片间会形成一道宽度约为120毫米的环行空隙。同步注浆的目的是尽快填补环形缝，以便尽早支撑地层，防止地面变形过大，危及周围环境的安全。当盾构注浆泵，泥浆泵的储浆罐将由四个独立的矿浆管道、盾尾四套管灌浆，灌浆在每个管道上设有两个调节阀，最大压力时，阀门会使注浆泵关闭时的压力的，另一个阀将注浆泵盾尾密封采用三钢丝刷尾充填润滑脂密封，确保灌浆墙的顺利进行。
5.3渣土运输
5.3.1出碴、进料方法
使用盾构机进行掘进时，用皮带输送机将压载土卸入压载车内，同时牵引小车缓慢向前移动，压载车充满。在镇流器出碴车，前面的车排放压载材料段和材料的汽车，当充满压载车后，车是汽车的电池材料，能很好的工作，通过挂出来的卸碴门式起重机。
5.3.2碴土外运
渣土外运主要安排在晚上，挖掘机将坑土为装入封闭式运输车辆，并按照业主的路线运输到指定区域，在现场设置洗车场对运输车辆和施工现场的清洁，以免影响区域环境建设。
5.4盾构机破洞前的掘进
为了使盾构机具有良好状态精确出洞，盾构机在出洞前约30米时要进行掘进参数的控制和隧道测量监测。其目的是为调整好盾构设备的方向，让盾构机可以准确的从预埋的洞门环中破洞而出。洞门应在盾构机到达之前预先凿除。凿门应该从上到下进行，还要防止土体坍塌。
5.5盾构参数控制
5.5.1加固区内推进：①盾构在穿越加固区时，应要密切注意刀盘扭矩、螺旋机扭矩、油温、水温等参数；②严格控制土压力，将始发压力设定在0.00～0.10MPa，并结合推进油压、刀盘油压等情况进行合理调整。同时结合沉降报表和其它施工参数进行分析、调整，反馈给推进班组确保始发施工安全；③严格控制出土量，每环出土量控制在46.99m3～47.95m3。并通过分析调整，寻找最合理的数值；④推进速度偏慢，控制在1cm/min以内。同时根据需要在盾构正前方引入发泡剂或膨润土，以改善前方的土质；⑤对测点进行密布并提高监测频率；⑥动态信息传递；⑦穿越加固区注意事项：a．负环管片脱出盾尾后，需进行加固；b．千斤顶总推力控制在适当的范围内，防止后靠变形过大，推力尽量不超过1000T；c．盾构机器驶入洞圈时，需加强关注洞圈止水设备完好状态，状态不好要采取加固措施。
5.5.2出加固区后的推进：①平衡压力值的设定原则，始发段理论土压力0.152MPa；②推进出土量控制，每环理论出土量47.95m3，推进出土量保证在98%～100%之间；③推进速度，宜控制在1～2cm/min之间，并根据各种因素合理调整推进速度；④盾构轴线误差及地表沉降量要求，轴线误差不得大于50mm。地面沉降量控制在+10mm～－30mm。对于特殊部位，则根据保护要求适当提高沉降控制标准。
结束语
综上所述，现如今我国地铁施工方法有很多种，在施工中要尽量对周围环境的影响降到了最低。对于城市中心地区而言，地面交通不允许长期中断，地铁施工以及维持地面交通要同时进行，还要确保地面建筑物不受影响，使地表建筑物以及地下管线免遭破坏，尽量保证人们的正常生活不受到干扰。
参考文献：
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论文作者:韦堃
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/9
标签：盾构论文; 地铁论文; 地层论文; 隧道论文; 地面论文; 管片论文; 轴线论文; 《基层建设》2017年第36期论文;