摘要：近年来，我国的交通行业发展迅速，地铁工程建设越来越多。地铁在城市建设中占据越来越重要的地位，盾构法施作地铁隧道时，控制对周围地层的扰动、降低对邻近建（构）筑物的影响十分重要。因此，本文对地铁盾构隧道掘进中同步注浆技术的应用展开了具体分析，阐述了地铁盾构同步注浆技术原理及其应用目的，其后具体探讨了地铁盾构隧道掘进中d的技术要点，以期可为其他类似工程提供参考。
关键词：地铁隧道；盾构施工；同步注浆技术
引言
作为城市主要交通工具之一，近几年我国地铁建设在各地区普遍推广，地铁盾构机作为隧道掘进专用的工程机械也得到了广泛地应用，由于施工过程中各种因素的影响，其可能会导致隧道周围土层的松动和倒塌，从而导致地表沉降，为了减少地表沉降，本文将对地铁盾构施工中形成沉降的因素进行分析，以此提出控制地表沉降的方法。
1同步注浆施工扰动机理分析
考虑到盾构机的构造特点和盾构法施工工艺，盾构机向前掘进时，已拼装好的管片逐渐脱离盾尾后，会在其周围形成一个环状的盾尾间隙。此环形间隙的存在，使得土体出现临空面，地应力得以释放，进而产生变形。为及时弥补上述地层损失，减少地层变形，盾构隧道施工过程中多采用同步注浆来填充盾尾间隙，注浆浆液在注入盾尾间隙后，除了浆液凝固，还会在地层压力作用下，出现固结变形；即盾尾间隙的填充由土体的收缩变形、浆液的填充及浆液随后的固结变形完成。因此，同步注浆施工扰动主要包括两部分：一是当盾构管片脱离盾壳的约束后，在管片周围暴露出盾尾间隙，使周围土体出现临空面，释放地应力，这时盾尾后方土体会因地应力释放形成土体卸荷；二是为及时弥补此时的地层损失，盾构壁后采用同步注浆填充盾尾间隙，注浆时浆液会对周围土体产生径向压力，迫使周围土体产生变形而形成注浆扰动。其扰动过程实质上是盾尾后方一定区域土体的卸荷作用与注浆扰动相互叠加的过程，也是土体卸荷与注浆扰动相互平衡的过程。
2盾构施工风险产生机理
(1)风险的产生环境。风险的产生环境是指，在特定的条件下，灾害或事故的发生几率远高于正常情形的环境。事实上在实际工程中，当在城市地铁建设中使用盾构法进行施工时，特殊的地层地貌、建筑群、河流甚至是埋藏在城市地下的各类管道与线路都会成为引发工程灾害的不利环境因素。然而这些不利的环境因素是客观固有的，绝大多数的地铁施工都难以绕开对这些不利因素的处理。因此，风险环境就是地铁盾构施工风险发生的内因所在。(2)风险的引发因子。风险的引发因子是指能够提高风险发生概率的关键因素。例如在进行盾构法地铁施工时，在地层中遭遇阻碍物，或者掘进机械发生机械故障，或是遭遇溶洞、含水层等意料之外的地质构造等都是导致工程灾害的关键因素。从另一个角度看，风险的产生环境为风险的发生提供了潜在的孕育环境，而风险的引发因子则是直接导致风险发生的因素，因此风险的引发因子是地铁盾构施工风险发生的直接原因．在风险环境与风险因子的共同作用下导致施工事故的发生，而这些事故按照作用对象的差别可以进一步进行归类划分，主要有:盾构隧道、建筑物、路面系统、地下管线、已建成隧道、特定的社会群体、自然环境以及施工人员等八大部分。若再将这八个主要受影响的对象按照损失的内容进行分类则可以分为七大类，主要有:工期损失、耐久性损失、直接经济损失、环境影响损失、社会影响损失、生态环境损失、人员安全损失等。将这七大方面综合在一起就是风险发生所导致的总体损失。
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3控制地表沉降的措施
3.1合理选择盾构掘进模式
选择合理的盾构机掘进方式对减轻地层结构的移动和损失有重要作用，在施工前期，施工单位要结合施工现场的地形，并探测地层结构，根据地层的结构组成选择合适的盾构掘进方式，控制盾构机的掘进速度，减轻盾构机对土体和周围地层的扰动，避免地层损失，从而减少地表沉降，保护地面建筑物和居民的出行安全。盾构机常用的掘进模式有三种，开敞式、半开敞式（气压平衡式）和土压平衡式，不同掘进礃模式的特点不同，其适用的土质状况也有所区别，开敞式掘进模式适用于子面能够礃长期处于稳定状态的地层结构，因为子面比较稳定，所以其行驶的速度较快，半开礃敞式适用于子面的围岩比较稳定但是有地下水的区域，而土压平衡式常应用于上述礃两种模式不能应用的情况，如子面不稳定、土压大等，对于上述三种模式一定要明确其适用范围，结合施工实际，选择合适的掘进模式。
3.2盾构穿越建筑风险及控制
在整个施工建设期间必须要保证建筑物的稳定性，避免因其发生扰动或是沉降而导致的事故.对于盾构穿越建筑物，其施工要点包括:(1)做好盾构前的准备工作，特别是要注意对在施工区域内的建筑物，调查其基础情况以及基础所在处的地质情况;(2)根据先期的基础及地质调研结果，确定恰当的掘进参数;(3)在掘进的同时，应当对基础及地层进行同步的注浆加固，必要时可采取二次注浆加固;(4)在盾构掘进过程中，应时刻注意盾构掘进机的姿态保持，以避免对土体的过度扰动;(5)对建筑物做好施工期间的沉降监测。
3.3控制盾构刀盘的切换
盾构机的刀盘是决定其掘进功能的关键，在使用刀盘时，如果不注意其对山体开削和土体的影响，其就会对地层造成较大的损失，使地表更容易发生沉降。是以，驾驶员在切换盾构刀盘的转动方向时一定要密切关注周围的土体情况，一但出现意外情况，立刻采取措施解决，另外，在切换刀盘转动方向时，要合理控制刀盘的转速，减少刀盘转动对周围土体的扰动，而且在切换方向的过程中要等前一个方向的转速或电机电流变零后，再进行这个方向转速的加载，尽量放慢加载过程，如果加载过程出现突然终止或不动的情况要立刻停止方向的切换，并采取解决方案。由于这个过程中技术难度较高，转速不好控制，施工单位要选择经验丰富的工人来操作，减少盾构机对地表沉降的影响，尽量消除人为因素造成的损失，保障工人的生命安全，加快地铁工程的建设速度。
3.4同步注浆施工流程。
地铁盾构掘进中，同步注浆的浆液地面拌制完成后，采用浆液车输送洞内储浆罐存放，使用盾构机上配置同步注浆设备注浆，作业中需做好相关检验、管理工作，如：制订可续的工艺流程与质量控制程序，及时评价注浆效果；成立专业注浆作业组，做好现场监测工作，及时调整注浆参数与工艺；保证注浆材料的不间断供应，定期清洗管路与相关设备，防止出现注浆堵塞问题。
结束语
综上所述，地铁作为一种价格便宜、绿色环保的出行方式，对其的建设势在必行，但其盾构机施工导致的地表沉降问题一直是影响地铁施工进度的重要因素，以此，施工单位要认真分析研究地铁盾构机施工引起地表沉降的原因，并采取措施减少地表沉降现象的出现，加快我国地铁的建设速度，便民出行。此外，施工单位还要对盾构机的运行模式进行分析，并结合施工现场的情况选择合理的盾构掘进方式、优化其运行参数，保障盾构机施工的高质化、高效化。
参考文献
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论文作者:王凯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/2
标签：盾构论文; 地铁论文; 地层论文; 注浆论文; 风险论文; 浆液论文; 地表论文; 《基层建设》2019年第9期论文;