摘要：在地铁施工中，盾构法具有稳定、对环境的影响小等优点，但也会存在地表沉降的问题。因此，在施工中可以采取必要的措施，尽量减少地表的沉降，避免造成建筑物破坏等损失。通过本文的分析和研究，可以通过以下方式来尽量解决地表沉降的问题，即不断提高盾构法的施工技术，通过更加科学先进的技术减少盾构过程对地表的破坏力，提高施工后的稳定性。盾构法作为目前最先进的地铁建设施工方法，虽然无法有效地避免地表出现沉降问题，但是在盾构隧道施工过程中，为了防止地表沉降问题的发生，可以通过研制更先进的盾构设备以及提高控制系统的精确性来提高掘进作业的技术水平。
关键词：地铁；盾构；近距离下穿；建筑结构；影响分析
1 地铁盾构施工工艺原理
地铁盾构施工主要是利用盾构作为掩护，实现在其下方进行持续的地层开挖和管片衬砌支护等施工。盾构施工应用的盾构机主要由盾构壳体、人闸系统、铰链装置、管片拼接机、膨润土设备、刀盘、螺旋输送机、盾尾密封、管片整圆器以及盾构推进、刀盘驱动、泡沫发生、数据采集、隧道导向等设备和系统共同构成[1]。主要施工工序是盾构安设、土体开挖、衬砌拼装、盾构拆卸和防水等。盾构施工主要依据地铁规划设计图纸，选择隧道某处采取明挖法进行基坑开挖，之后在基坑中安装盾构机。当盾构安装完成后，首先向开挖方向进行掘进，掘进距离与装配式衬砌具有相同的宽度，通常是 1.5m，同时对盾构反力架等相关设备进行安装，使其具有足够的外部支撑，之后在盾壳的掩护作用下，通过千斤顶使切口环不断向前顶进，进入土层中，实现对地层的不断开挖与装配衬砌。
2 管片钢筋保护层超限
2.1 缺陷原因分析
造成管片钢筋保护层存在质量缺陷的原因主要有：（1）钢筋弯弧过程控制不严格，半成品钢筋弧度超出允许范围导致保护层超出允许偏差。（2）钢筋下料过程中，尺寸控制不严格，导致钢筋半成品下料尺寸过长导致钢筋笼骨架长、宽、高超出允许偏差。（3）钢筋笼焊接过程中主筋定位不准确，钢筋之间间距超出允许偏差，个别骨架缺少钢筋。
2.2 缺陷控制措施
为提高管片钢筋保护层的使用质量需要注意以下几点：（1）按照下料图纸进行小批量下料，标注好刻度样板，样板经验收合格后方可进行大批量下料。（2）钢筋下料过程中加检查工作，发现问题及时进行纠正。（3）按照图纸要求制作可以准确定位主筋和箍筋的“钢筋笼靠模架”。（4）焊接过程中加强检查，发现漏焊等应及时进行纠正，避免钢筋笼因焊接质量引起变形。（5）钢筋笼均应采用 CO2气体保护焊接工艺，焊接过程中注意控制焊接质量，避免出现“咬肉”缺陷的产生。焊接应当集中在节点处。（6）做好钢筋骨架焊接前钢筋的除锈工作，提高钢筋的使用寿命。
3 管片裂纹
3.1缺陷原因分析
管片产生裂纹缺陷的原因有：（1）混凝土配合比选定不合理。（2）水泥水化热及混凝土凝结收缩造成表面干缩裂纹。（3）蒸汽养护阶段温度控制不当。（4）脱模后受外界环境影响大。
3.2 缺陷控制措施
做好管片裂纹缺陷的控制可以采用以下措施：（1）在管片正式生产前，应完成混凝土配合比验证试验，并确定施工配合比，保证混凝土基本性能满足要求。（2）搅拌站计量器具按规定校核，严控混凝土的配合比，并在浇筑之前对浇筑混凝土的配合比进行检查，确保配比准确。（3）尽量控制水灰比，缩短外弧表面的收水时间，确保抹面光洁，防止出现收缩裂缝。（4）在混凝土搅拌的过程中注意做好搅拌时间的控制，每台班至少进行 3 次坍落度检测，严控混凝土质量。（5）严格控制收面程序，分粗、中、精光面三光面记性。在粗光面施工时使用刮杠刮平去掉浇筑的多余混凝土或是用混凝土填补不足之处。中光面：在混凝土终凝前，使用沙板进行提浆收平整；精光面：使用钢抹进行抹平，力求使表面平整无抹子印。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（6）管片完成收面时用塑料薄膜进行覆盖防治管片表面水分散失过快，刮风时关闭靠近浇注区的门窗。（7）专人进行温度控制，并在蒸养房外侧升温区、恒温区、降温区分别配置自动温控装置。收光完成后静养 1h，升温速度不大于 15℃ /h，恒温为 50℃ ~55℃内保持 1h~2h，降温速度不超过 20℃ /h，控制混凝土产生温度裂缝。
4 地表沉降的机理及导致原因
4.1 地表沉降的机理
根据工程资料，土质地层中，地面在隧道开挖面前方约两倍隧道直径处已开始沉降，随着开挖面的接近，地表的沉降速率也会逐渐增大，当开挖面穿过地面一定距离后，地面沉降速率开始加快，并处于急速沉降阶段，通常在掘进超过 2 倍隧道直径后地面沉降速率开始减慢并处于稳定沉降阶段。根据研究资料，隧道开挖过程中，地面的沉降过程可分为前期沉降、快速沉降、稳定沉降和沉降收敛 4 个阶段。盾构设备施工过程中，隧道衬砌从设备出来后，由于受到周围土壤的压力，变成了一种紧实的结构，进而对管片环产生作用力，使管片环变形，造成地表的沉降。
4.2 施工土体周围松动造成的沉降
在使用盾构法进行施工时，需要破坏原有的稳定土壤，将施工部位进行开挖，同时造成施工部位周围土壤的坍塌和松动，改变了原有土层的稳定状态。此外，在施工过程中对盾构设备进行纠偏，或者是弯道施工，都会对施工部位周围的土壤造成挤压，进而破坏原有的土壤稳定状态，最后造成沉降。
5 缺陷控制措施
管片表面色差过大缺陷控制：（1）加强养护控制，优化养护工艺。管片在混凝土施工中应当注意气候变化对施工所造成的影响，注意做好防暑保温工作。通过做好温度控制以使得 Ca（OH）2能够均匀析出，控制好粗细集料的粒径和杂物含量避免杂色的产生。在混凝土养护过程中注意做好浇水。（2）振捣时间根据混凝土坍落度情况而定，确保混凝土振捣密实，避免混凝土的过振离析。（3）做好钢模密封避免漏浆。严格按技术交底进行混凝土浇筑，并通过电子计量和增加检测含水率的频次，控制混凝土的均匀性，避免色差。一般施工的技术为在支护内部进行注浆，遇到特殊情况还需要进行注浆补偿。设置钢拱架时，需要对位置进行细致的选择，一般会选择受力不大的位置，还要考虑到方便施工，钢拱架的选择要注意拱架的刚度和实用性。
结束语
随着社会的不断发展，盾构法施工已成为地铁建设重要的方式。建筑结构与城市地铁交叉时，地铁盾构区间施工对建筑结构安全产生一定的影响，合理选择施工顺序及设计方案是保证先期施工结构安全的有效措施。在地铁施工中普遍使用盾构法，但是盾构法具有一定的缺陷，容易导致地表的沉降。文章以实际工程为例，对模型理论进行了分析，并利用模型数据与实际数据进行对比，然后对出现沉降现象的原因进行了探究，针对性地提出了控制地表沉降的有效措施，以有效控制和减小施工过程中造成的地表沉降问题。以上就是对地铁盾构近距离下穿既有建筑结构影响分析。
参考文献：
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[7]靳世鹤.兰州地铁盾构隧道施工风险分析与控制措施研究[D].兰州交通大学，2017.
论文作者:赵振洲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：盾构论文; 管片论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 隧道论文; 地表论文; 地铁论文; 《基层建设》2018年第30期论文;