地鐵隧道盾構(gòu)法施工中的地面沉降問題分析

王劍

摘要： 當(dāng)前在地鐵隧道施工中運(yùn)用盾構(gòu)法施工的情況已經(jīng)越來越普遍，使用盾構(gòu)法進(jìn)行隧道施工建設(shè)，可以顯著提高工程的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，我國在盾構(gòu)技術(shù)的運(yùn)用中也取得了一定的進(jìn)步。但是在施工的具體應(yīng)用依然存在著很多問題，比如在施工過程中使用盾構(gòu)法在施工過程中經(jīng)常引起地面沉降，本文即研究引起地面沉降的原因，并且對(duì)具體的原因制定針對(duì)性措施，希望可以為處理地面沉降問題提供思考。

關(guān)鍵詞： 地鐵隧道盾構(gòu)法;地面沉降問題;分析

【中圖分類號(hào)】U455.43【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-3733（2020）15-0107-01

隨著國家綜合國力的不斷發(fā)展，和城市化水平的不斷升高，規(guī)模越來越大的城市導(dǎo)致本來就異常緊張的空間城市空間活動(dòng)進(jìn)一步被壓縮，特別是在流動(dòng)人口的和機(jī)動(dòng)車輛的不斷增加下，地面交通承擔(dān)著越來越巨大的運(yùn)輸壓力，也為城市的道路交通帶來嚴(yán)重的擁堵。并且交通事故頻發(fā)，由于地面活動(dòng)空間已經(jīng)難以滿足當(dāng)下城市的需求，所以需要進(jìn)一步開發(fā)城市地下空間。這樣一來，不僅可以有效緩解城市的用地緊張和交通擁擠，而且在促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)方面都是有意義的。所以地鐵在各大城市中取得了廣大的應(yīng)用和推廣，成為高速城市化發(fā)展中不能缺少的交通使用方式。

1地鐵隧道盾構(gòu)法應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)當(dāng)下，隨著地鐵交通基建的不斷增加，有關(guān)地鐵工程的項(xiàng)目也不斷增多，越來越多的科學(xué)施工技術(shù)應(yīng)用在地鐵建設(shè)中。在這其中盾構(gòu)法就被運(yùn)用到了地鐵施工中。盾構(gòu)法的應(yīng)用，極大促進(jìn)工程效率，提高了我國地鐵施工技術(shù)發(fā)展，而且該技術(shù)方法也可以保證隧道施工的安全性和質(zhì)量。但是因?yàn)榈罔F大都修建在城市的中心位置和人流量較大的位置。因?yàn)榈叵碌墓芫€和地面建筑影響，在開發(fā)過程中使用盾構(gòu)法將會(huì)不能避免的影響地面的穩(wěn)定性，造成地面的沉降。地面的沉降太過嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)直接對(duì)隧道的安全和質(zhì)量造成影響[1]。甚至破壞施工周圍的建筑物和路面而且該技術(shù)方法也可以保證隧道施工的安全性和質(zhì)量。，所以要對(duì)盾構(gòu)施工進(jìn)行技術(shù)分析，解決因?yàn)閿喙┦┕ぴ诘罔F隧道的施工過程中帶來的地面沉降問題。

2盾構(gòu)法引起地面沉降的原理分析

將盾構(gòu)法運(yùn)用到地鐵隧道的施工過程中。會(huì)對(duì)施工點(diǎn)周圍的土層問題會(huì)產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致地面沉降，特別是在土質(zhì)較軟地鐵隧道施工中發(fā)生頻繁。造成底層損失的主要原因有以下幾點(diǎn)，首先，開挖面的土體位移現(xiàn)象，在盾構(gòu)挖掘過程中，開挖面的土體可能會(huì)由于水平應(yīng)力和原始測(cè)應(yīng)力不平衡，導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)的上移或者前移，所以土體會(huì)產(chǎn)生隆起，導(dǎo)致地層損失[3]。其次，在盾構(gòu)施工中的后退現(xiàn)象涉及到工作的施工中，可能會(huì)因?yàn)橐恍┰驅(qū)е率┕和?。盾?gòu)機(jī)上的千斤頂裝置會(huì)因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)的暫停，產(chǎn)生相當(dāng)程度的漏油或者回縮，這種現(xiàn)象導(dǎo)致的后果就是當(dāng)開挖面土體松動(dòng)時(shí)，會(huì)引發(fā)地層的損失。特別是在地層的含水量情況不穩(wěn)定時(shí)，出現(xiàn)的地層損失的概率更大。盾構(gòu)的推進(jìn)方向產(chǎn)生變化，將盾構(gòu)技術(shù)應(yīng)用于隧道施工中，會(huì)進(jìn)行一些糾偏推進(jìn)的操作，這種操作會(huì)導(dǎo)致盾構(gòu)軸線和隧道的軸線在角度上發(fā)生偏差，從而導(dǎo)致盾構(gòu)開挖斷面，造成地層的損失。在盾構(gòu)隧道的施工過程中，因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)的挖掘，會(huì)在一定程度上導(dǎo)致前進(jìn)方向上的障礙物發(fā)生位移，導(dǎo)致產(chǎn)生空隙[4]。如果在推進(jìn)過程中沒有有效填充產(chǎn)生的空隙，將會(huì)不可避免的帶來一定程度上的地層損失。另外，由于盾構(gòu)機(jī)挖掘會(huì)在管片拼裝過程中受到一定擠壓，另外再加上土層的壓力。會(huì)產(chǎn)生一定的形變，從而一層損失。

3地面沉降的觀測(cè)方法

3.1觀測(cè)儀器和觀測(cè)要求

在地面沉降的觀測(cè)過程中，主要用到的儀器包括鋼卷尺、銦鋼水準(zhǔn)尺、和精密準(zhǔn)儀。項(xiàng)目沿線和建筑物地表沉降數(shù)值。和國家的相關(guān)規(guī)定要把控在兩毫米左右。相鄰點(diǎn)的高度誤差要把控在一毫米左右。

3.2沉降觀測(cè)的頻率

在盾構(gòu)的過程中，科學(xué)的沉降觀測(cè)頻率能夠有效控制地面沉降的發(fā)生，十分有必要合理設(shè)置相關(guān)的沉降觀測(cè)頻率。一般情況下，觀測(cè)盾構(gòu)機(jī)頭時(shí)，最好選擇在早上與晚上觀測(cè)盾構(gòu)機(jī)面前的10-20米區(qū)間。同時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的進(jìn)度，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整沉降觀測(cè)的次數(shù)，保證地鐵施工的施工現(xiàn)場(chǎng)周圍土層都處于穩(wěn)固狀態(tài)。另外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)地面的沉降或者是地面的隆起已經(jīng)超過了施工標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，或者是地面的土層存在著異常嚴(yán)重的松動(dòng)，必須要及時(shí)的擴(kuò)大沉降監(jiān)測(cè)的范圍和沉降監(jiān)測(cè)的頻率，減少施工故障的發(fā)生。

3.3沉降觀測(cè)點(diǎn)布置

通常情況下，隧道中線上方的設(shè)立點(diǎn)要把距離控制在5米左右，并且每隔4個(gè)布設(shè)點(diǎn)專門設(shè)定一個(gè)檢測(cè)橫斷面，在每個(gè)斷面上設(shè)定5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，并且要在隧道中線設(shè)定一個(gè)點(diǎn)，在中性點(diǎn)的左右每隔5米時(shí)設(shè)定一個(gè)點(diǎn)。在軟土層和埋藏位置比較淺的區(qū)域根據(jù)隧道深度和圍巖地質(zhì)條件加密有關(guān)的檢測(cè)點(diǎn)和斷面[5]。如果上方路面構(gòu)成為混凝土，所以要在布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)時(shí)采用兩種方式，混凝土路面的觀測(cè)點(diǎn)布置，在路面部分要沿著中線，每間隔20米。設(shè)立一個(gè)觀測(cè)斷面，要將觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在路面上，以此來測(cè)定地面的沉降情況。地面下的土層觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)立，要有效減少因?yàn)槁访娴挠矚映两禍y(cè)量誤差導(dǎo)致的路面的虛空，需要通過混凝土路面在地層中打短鋼筋的形式來設(shè)立觀測(cè)點(diǎn)，從而有效監(jiān)測(cè)底層的沉降。

結(jié)論：綜上所述，在地鐵交通的施工建設(shè)中，將盾構(gòu)施工法運(yùn)用到其中，得到了廣泛的應(yīng)用，有效提高地鐵隧道的開發(fā)效率和質(zhì)量。但是在施工過程中，不可避免的出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象，會(huì)影響地面的美觀，更有可能造成嚴(yán)重的安全事故，所以要加強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)施工中會(huì)引起的地面沉降機(jī)理和原因研究，在保證地面沉降觀測(cè)的同時(shí)，有效的預(yù)防地面沉降導(dǎo)致的隧道危害。

參考文獻(xiàn)

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