摘要：通常情况下，地铁的隧道都是建在城市地表之下，这就会使地铁的施工非常容易受到地面建筑物以及地下管线等的影响，所以在进行城市地铁的施工时，要对沉降进行严格的控制。
关键词：大断面地铁；暗挖施工；地表沉降；控制技术
一、工程概况
某城市地铁一号线一期工程谈固~朝晖桥区间隧道总长度为958.39 m。其中在隧道的左线里程为K16+295.746～K16+315.777段处存在一段长为20 m的明挖双层单跨形式的区间隧道，左线K16+462.555-K16+476.895为1#竖井。本区间右线全部采用盾构法施工，左线盾构段长448 m。除上述明挖段以外的区间隧道段采用暗挖法，在实际施工过程中，CRD等方法均得到应用。暗挖法施工的区间分B、C、D三种类型断面。矿山法施工段参数表如表1-1所示。
表1 暗挖法施工段参数表
二、地表沉降影响因素
1.地层应力对地表沉降的影响
隧道开挖的过程也是地层内应力重新分布的过程。隧道开挖形成空洞，周围会产生急剧的变形与应力重新分配与调整的一个过程，应力的重新分布改变了土体颗粒的流动方向，从而引起隧道周围一定范围内土体产生一定量的移动，而这种移动也会对地表沉降造成一定的影响。
2.地层上覆体特性对地表沉降的影响
上覆体本身所具有的力学特性对地铁施工中地表沉降也会造成较大的影响。有一些承载能力较差的土，比如枯土、粉质枯土及强风化泥质粉砂岩等。这些承载能力较差的土无法形成自然载拱；而有些如硬质岩、极硬质岩可以形成，成拱的质量如何，会对地表出现的沉降产生很大的影响。
3.爆破施工对地表沉降的影响
由于地质条件的复杂多变，各段的地质条件不同，部分施工段可以进行机械挖掘，但有部分施工段情况不同，这些施工段需要爆破松动。在这些施工段的爆破过程中，震动波向四周的传递会对周围土体产生一种挤密的作用。经过多次的爆破扰动，会对周围土体产生不同程度的影响，多表现为导致隧道周围土体的压密，最终引起地面沉降。
三、大断面地铁暗挖地表沉降控制技术
隧道的开挖过程中可以通过以下措施以减小地表沉降值：
1.改进施工工艺，减少沉降发生。认真做好施工准备和施工组织，细化施工工艺，做好开挖初期支护，做好开挖初期支护施工中的“快”和“紧”：“快”就是快速施工，快速封闭；“紧”则是初期支护和土体间顶紧，不留空隙。加强回填注浆工艺，及时填充初支和土体间空隙。
2.按照空洞探测结果，及时安排地表空洞和富水异常区处理，特别是要在开挖施工前处理完成，提高土体密实性，减少沉降发生。
3.在地表对车站结构施工区域进行注浆加固，提高地层密实性。
4.必要时在导洞内施作径向注浆管，在开挖轮廓外形成加固圈。
5.施工中加强监测，及时进行数据分析，反馈指导施工。
四、控制沉降的措施
1. 布设监测点
在基准点选择横通道的中线，然后沿着线路中线的位置在线路东西两侧各布置 3 个监测点，间隔距离最少为 5 m。在行车道的位置使用冲击钻打好眼，然后将直径 16 mm 钢筋插入其中，再使用砂浆进行保护，但需要在最后完工时确保钢筋露出地面约（3~5）mm；在人行道位置的沥青混凝土路面中打入长度为（50~80）cm的直径 16 mm 钢筋，也使用砂浆进行保护。使用红色油漆笔在测点的位置进行标记，最后再统一进行编号。洞内每挖掘 5 m 就需要立即进行监测点的埋设，利用 B20 水准仪配测微器、QJ-85 坑道收敛计和已经埋设好的监测点对隧道的水平收敛和拱顶下沉指数进行观测，监测频率为每天 2 次。当地铁隧道施工的区段进入流砂段以后，需要将监测的频率提升到每天 3 次，而且要及时对监测得到的各项数据进行分析、汇总、上报。如果有必要，还要按照相关的反馈信息和实际情况对施工方案、施工方法等进行及时的调整，在最大程度上适应现场施工的需求。
2.超前预支护
在进行图4- 1 中 1，2，7 号导坑的挖掘之前，需要将 1 排直径 50 mm、长 45 m、开花孔的无缝钢管以 10°~15°角打入设计的轮廓线中，钢管纵向的间距需要保持在 3 m，环向间距则需要保持在 40 cm，且要保证前后两循环搭接的长度为 1.5 m。同时，为了使掌子面达到最大程度上的稳定，需要在垂直于掌子面的位置按照 80 cm 的间距将一排同样的小导管打入其中。小导管的布置图如图4- 2 所示，在进行作业时，要借助 YT7655 凿岩机将小导管直接顶入预定的位置。使用 BW150 型号的注浆泵进行注浆作业，以下是注浆作业期间的各项参数：使用的水泥为 42.5的普通硅酸水泥；水泥浆的浓度要控制在 1∶08~1∶1.75；CS 浆的配合比要控制在 1∶1~1∶0.5；水玻璃的浓度为 35 Be；注浆压力为（0.5~1）MPa；浆液初凝时间为 1 min；每孔注浆量保持在（0.3~0.5）m 3；整个注浆的过程都需要遵照各项参数进行，直到完成预期计划的注浆量。
图4-1 双侧壁导坑优化后挖掘顺序 图4-2 注浆管的布置（单位：cm）
在注浆施工开始之前，需要在开挖面喷射厚度为 20 cm的混凝土以形成用于防止浆液流出的墙壁，然后再在小导管尾部位置 50 cm 的范围之内用 CS 麻丝胶泥对管口位置的间隙进行堵塞，避免管口位置出现漏浆问题。当开始进行注浆作业之后，就需要使用注浆泵在加压的情况下保证浆液以 50 cm 的扩散半径通过小导管，并在挖掘面前方周围地层的孔隙中渗透。采用间歇性和隔孔注浆相结合的方式进行，以此来增强注浆的整体效果。
3.缩减开挖断面
一般情况下，地铁隧道在施工过程中，基本上所有的开挖面都是处于相对无支撑的状态，因此，掌子面围岩的自稳性在一定程度上和开挖面以及地层的条件有着非常密切的联系，结合相关的施工经验可以发现，自稳时间和无支撑开挖面成反比。同时，在对砂层段进行施工时，一般会使用优化之后的双侧壁导坑法来进行施工，这样做的目的是对因挖掘方法不当而产生的地表沉降进行预防和减少。按照既定的步骤和顺序开展施工，既能在一定程度上促进不稳定的砂层开挖面缩减，还能对暴露的整体时间起到封闭和减少的作用，从而在最大程度上增加其稳定性
结语：
总之，在施工过程中，大多数条件下的变形是肉眼观察不到的，很多唯一和变形在单个时间段内是微小的，这也是在工程中需要实时监测的原因之一；而且最终得到的是实时监测的累计数据，为后期的施工提供指导性的意见和参考，及时改变支护或者施工方法，以达到高效、安全施工的目的。
参考文献：
[1]章良焕.盾构隧道施工引起的地表沉降及现场监控技术[J].价值工程，2016（22）
[2]梁锡强.论地铁暗挖施工地表沉降控制技术[J].建筑工程技术与设计，2017（17）
[3]周诚.城市地铁隧道区间浅埋暗挖施工地表沉降控制研究[J].施工技术，2011（25）
论文作者:朱礼长
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/11
标签：地表论文; 隧道论文; 注浆论文; 地铁论文; 地层论文; 位置论文; 断面论文; 《基层建设》2019年第16期论文;