李雪洋
中铁第五勘察设计院集团有限公司 北京市 102600
摘要：现如今，随着我国经济社会的不断发展与进步，科技已经逐渐的走入到我们的生活当中，并且为我们的生活提供了很大的便利。其中地铁的出现便是科学技术的一种体现，随着地铁的不断发展与建设，在缓解城市交通压力的同时，也促进了交通事业的蓬勃发展。对于城市地铁隧道的建设来说，盾构法是一种较为常用的方法。在盾构法不断应用的过程中，地表沉降问题也是盾构施工中的一个重要难题，因此只有解决这些问题，才能更好的促进城市地铁的建设。
关键词：盾构法施工；地铁区间隧道；地表沉降
引言
现如今，地铁已经普遍的应用到我国发达城市的交通当中，进而为降低城市的交通压力作出了极大的贡献。在地铁建设施工的过程当中，盾构法施工的应用较为普遍。盾构法施工的主要优点便是能够促进掘进工作的全面开展，并且能够稳定掘进进度，也能在一些软土层当中开展相应的施工。但是盾构法施工也存在着一定的弊端，那就是容易导致地表沉降现象的出现。因此，在地铁建设中必须要对地表沉降进行控制，从而提高相应的施工质量。本文主要针对盾构法施工地铁区间隧道的地表沉降进行分析。
1地铁区间隧道盾构法施工中地表沉降的原因
1.1地层损失引发地表沉降
随着盾构法施工在地铁建设中的不断应用，在促进地铁掘进工作顺利开展的过程中也会引发地表沉降现象的出现。对于地铁区间隧道施工中的地表沉降原因进行分析，可以总结出地表沉降现象的出现首先便是由地层损失所造成的。在实际的地铁隧道施工过程中，应用盾构法施工会对相应的土体进行扰动，进而导致相应范围的土体出现松动的现象，从而便造成了地层损失。通过实际工程项目实例与相应的理论分析相互几何，也可以得出引起地层损失的因素主要包括以下几个方面：开挖面的土体移动、盾构的后退、推移方向的改变以及在盾构正面存在这一定的障碍物等，这些因素的出现导致了盾构在通过地层之后留下一定的空隙，但是在这些孔隙中很难实现压浆填充的技术，这便在一定程度上造成了地层的损失。其次由于盾壳进行一定的移动后，便会对地层产生了摩擦和剪切，并且通过一定的土体压力，进而导致地铁隧道的衬砌的形状发生了改变，从而引发了地层损失。再次，当隧道衬砌出现较大的沉降时也将造成地层损失，进而引发地表沉降。
1.2覆土厚度以及盾构外径的影响
覆土厚度以及盾构外径也是造成地铁区间隧道盾构法施工中地表沉降的一个重要因素。其中盾构外径与地层损失之间呈现着正相关的关系，盾构外径越大，所造成的单位长度内的地层损失也就越大。同时在地面沉降槽宽度相同的条件下，最大地面的沉降值也会随之变大。但是对于隧道覆土厚度来说，覆土厚度与地面沉降之间的关系便与上述的相反。也就是说，隧道覆土厚度越大，其所造成的最大地面沉降值就会相对较小，但是也会导致地面沉降槽宽度的增大。因此，总的来说，最大地面沉降值与覆土厚度以及盾构外径之间都有着密不可分的关系，并且随着的覆土厚度以及盾构外径二者之间比值的增大而减小。
1.3地下水流失
在深埋隧道的施工过程中，由于地层损失进而会造成地表的沉降，从而会严重影响建筑物的端承桩。在盾构法施工的过程中，造成地铁隧道地表沉降的另一个原因便是由于地下水的流失。由于地下水的流失进而会导致地下水位逐渐降低，从而便会对建筑物的浅基础以及长度较短的摩擦桩造成影响。在此过程中，对于中粗砂层等间隙率相对较大的地层来说，其所造成的沉降也相对较大。其次在盾构机械掘进工作开展的过程中，一些注浆不密实的现象也时有出现，进而导致了拱顶处沿着地铁隧道方向水力连通。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且一旦盾构机械长时间不开展掘进工作时，便会改变地下水的流通去向，使地下水能够较为容易的从盾构机械的后方向开挖面流入。与此同时，当遇到地层起伏大、地层内留有地质钻孔以及封口质量不良的情况下，也会形成一个流通的水利通道连接在上部地层当中，贯通隔水层进而导致地下水的水位发生下降。此外，对于一些含水量相对较高的地层来说，盾构机械的停止掘进也会导致开挖面出现大量水分流失的现象。当地铁隧道上层的土层覆盖较浅且土质较为松散，并且对于一些地质钻孔没有来得及封堵，便会形成一定的水利通道，进而当盾构机械推进后，便会导致地下水的下降较为迅速，从而引起了地表的沉降。
2地表沉降控制措施
2.1掘进控制技术
在盾构法施工开展的过程中，掘进工作也是其开展的重要环节，一旦掘进工作受到影响，例如掘进工作中没有对机械进行严格的控制，造成地层中的原始侧应力远大于开挖面的水平支护力，这样一来便会导致土体向盾构内的整体偏移，进而造成了一定的地层损失，从而导致盾构上方的地表沉降。反之，一旦正面的推应力大于原始侧应力式，便会使开挖面向前进的方向进行移动，从而导致盾构前上方的土体出现凸起的现象。因此掘进控制技术的应用便显得至关重要。其中对于浅埋隧道掘进技术来说，在进行浅埋隧道掘进施工的过程中，首先要对掘进工作面土体的稳定性进行保证，从而才能够更好的对掘进质量进行控制。对于一些地下水量较多的地层来说，一旦开展掘进施工便会很容易造成地表沉降。因此为了避免这种现象的发生，可以在盾构机快速通过的过程中，将泥浆灌注应用到渣土仓中，从而不断提高泥水室的压力。目前，在盾构法施工的过程中，通常采用水泥与水玻璃结合的双液浆，进而将地下水进行快速的封堵。对精度要求较高的隧道施工一定要采取有效的措施，进而确保盾构的推进力能够大于静土的压力，以致使土体向开挖方向变形而形成滑移，从而减少地表沉陷的目的。
2.2管片的拼装技术
管片作为盾构法施工中的重要组成部分，其重要性正在不断提升，因此对于管片拼装技术的要求以及质量便有着严格的要求。对于管片的拼装技术来说，要根据实际工程状况，采用不同种类的拼装方式。例如采取环管片纵缝对齐的拼装，不但很容易进行管片定位，使纵向螺栓容易穿过，而且施工效率也相对较高，但是这种方法也存在着一定的弊端，就是对环面地质的平整度相对较差，并且极易产生误差，随着误差的不断产生，进而对环缝压密量造成影响。
2.3管片衬砌背后注浆技术
管片衬砌背后注浆技术对盾构法的施工质量产生重要的影响。对于一些稳定性较强的地层来说，并没有严格的要求注浆方式，但是必须采取同步注浆的方式，并在正常的注浆压力下进行注浆作业，进而能够更好的填充建筑之间的间隙，从而在极大程度上避免了地层发生移动使地层的损失减小，并且降低地表沉降的变形。在同步注浆技术应用后可以根据实际施工状况采取二次注浆措施，当管片背后注浆不能满足相应的要求时，也要根据具体的情况制定相应的技术措施，进而为注浆的质量提供保障，从而防止漏水现象发生。
结语
综上所述，在盾构法施工不断应用的过程中，引起地表沉降的因素还有很多，因此只有针对这些因素进行监测与分析，进而才能够更好的控制地表沉降，从而促进城市地铁的发展与建设。
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论文作者:李雪洋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/12
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