關(guān)于地鐵盾構(gòu)施工引起的地表沉降問題研究

夏洋

摘要：隨著科技的發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為了人們方便出行的交通工具。因?yàn)榈罔F乘坐時價格低廉，并且車速比較快。由于地鐵的這些特點(diǎn)，越來越被人們所喜愛，成為了人們在城市中出行首選的交通方式，然而地鐵工程又是在國內(nèi)建設(shè)工程中較為復(fù)雜的工程，并且建設(shè)的難度也是越來越大。然而在建設(shè)之中有一個沉降問題，這是由于使用盾構(gòu)機(jī)而引起的地表沉降。然而這個問題的產(chǎn)生已經(jīng)在一定程度上影響到了人們的日常生活，所以現(xiàn)在我國在進(jìn)行地鐵盾構(gòu)施工中所需要快速解決的問題是地表沉降問題。下面就對在地鐵盾構(gòu)施工中造成地表沉降問題的原因以及其解決方法進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：地鐵盾構(gòu);地表沉降;施工技術(shù)

我國的科技水平不斷地發(fā)展，人們?nèi)粘Ｉ钏揭苍诓粩嗟奶岣?，我國地鐵的發(fā)展也是愈來愈快。地鐵慢慢成為了人們?nèi)粘３鲂械闹饕ぞ?。隨著地鐵行業(yè)的不斷發(fā)展，地鐵盾構(gòu)機(jī)也被大量的投入使用，然而由于地鐵盾構(gòu)機(jī)的在施工過程中可能會導(dǎo)致周圍的土層的松動甚至是造成土層的倒塌，這些問題的產(chǎn)生都會導(dǎo)致地表沉降。下面就具體分析在地鐵盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行施工過程中所導(dǎo)致的地表沉降問題分析。從而做出能夠進(jìn)行對地表沉降問題控制的方法。

一、地鐵盾構(gòu)機(jī)的施工簡介

（一）地鐵盾構(gòu)機(jī)的工作原理

地鐵盾構(gòu)機(jī)的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進(jìn)邊對土壤進(jìn)行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護(hù)盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時文撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護(hù)盾的掩護(hù)下進(jìn)行。

（二）地鐵盾構(gòu)機(jī)的施工特點(diǎn)

使用地鐵盾機(jī)施工主要由穩(wěn)定開挖面、挖掘及排土、襯砌包括壁后灌漿三大要素組成。其中開挖面的穩(wěn)定方法是其工作原理的主要方面，也是區(qū)別于硬巖掘進(jìn)機(jī)或比硬巖掘進(jìn)機(jī)復(fù)雜的主要方面。大多數(shù)硬巖巖體穩(wěn)定性較好，不存在開挖面穩(wěn)定問題。用地鐵盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行隧洞施工具有自動化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時不影響水面交通等特點(diǎn)，在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下，用地鐵盾構(gòu)法施工更為經(jīng)濟(jì)合理。這是地鐵盾構(gòu)機(jī)在施工中的優(yōu)點(diǎn)，但是其在施工的過程中還有可能會導(dǎo)致土體的擾動以及造成地層的移動，從而引起地面沉降問題。下面就談?wù)勗谑┕み^程中導(dǎo)致地面沉降的原因。

二、地鐵盾構(gòu)機(jī)施工中形成沉降問題的原因

在地鐵盾構(gòu)機(jī)施工的過程中往往會導(dǎo)致土體的擾動以及地層的移動，這些問題都是不容小覷的，這些也是導(dǎo)致地表沉降問題的具體原因所在。

（一）形成土體擾動

在地鐵盾構(gòu)及施工的過程中所施工的地域可能會導(dǎo)致不同的施工影響。在這之中有地下水的區(qū)域是比較特殊的，因?yàn)樵诘罔F盾構(gòu)機(jī)施工的過程中可能會對地下水流的原有結(jié)構(gòu)造成破壞。從而對地下水的水位造成影響，由于地下水水位的下降這將會導(dǎo)致其原本起支撐作用的土體將會發(fā)生擾動，從而導(dǎo)致地表的沉降，一旦這樣的問題發(fā)生將會導(dǎo)致很多安全事故的發(fā)生，而且將會影響到地鐵盾構(gòu)機(jī)的施工進(jìn)程。并且由于盾構(gòu)機(jī)的施工特點(diǎn)，在進(jìn)行施工的過程中還會經(jīng)常觸碰到土體，這將會對土體造成非常大的影響，這將會對土體造成很大的壓力，從而導(dǎo)致地表的沉降。并且盾構(gòu)機(jī)的推力問題也將會導(dǎo)致土體的擾動，如果說駕駛員的技術(shù)不過關(guān)，或者是盾構(gòu)機(jī)的質(zhì)量有問題，這些因素都將會導(dǎo)致土體的擾動，從而導(dǎo)致地表的沉降。其原因是因?yàn)樵诙軜?gòu)機(jī)移動推力在不斷的發(fā)生變化，并且盾構(gòu)機(jī)的尾部間隙不能夠像其他部位一樣去支撐土層。所以在盾構(gòu)機(jī)通過的那一瞬間將會導(dǎo)致土層突然下陷，從而導(dǎo)致土層的下陷，進(jìn)而影響到地鐵建設(shè)的進(jìn)度。

（二）造成地層的移動

在盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行工作的過程中會對盾構(gòu)機(jī)的內(nèi)壓值進(jìn)行設(shè)定，因?yàn)閮?nèi)壓值所影響到的是盾構(gòu)機(jī)的出土量。由于在盾構(gòu)機(jī)施工的過程中，如果其設(shè)定的內(nèi)壓值越小，地層受到的推力也就越小，但是其出土量就更大，從而對地層結(jié)構(gòu)造成影響。當(dāng)?shù)貙咏Y(jié)構(gòu)受到破壞的時候?qū)?dǎo)致地表的沉降問題發(fā)生。而且在地面的表層不僅僅有土體結(jié)構(gòu)還有混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)其發(fā)生松動和沉降時將會導(dǎo)致地面表層出現(xiàn)一個很大的空隙，從而導(dǎo)致地層結(jié)構(gòu)不斷的移動，這樣問題的發(fā)生將會對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成很大的影響，隨著施工的不斷進(jìn)行，其所造成的破壞就越來越大。

三、控制地表沉降的措施

想要對地表沉降問題進(jìn)行控制需要做的就是從盾構(gòu)機(jī)上進(jìn)行解決。對于盾構(gòu)機(jī)的推進(jìn)模式要進(jìn)行合理選擇以及對盾構(gòu)刀盤的控制切換也是非常重要的，以及對于盾構(gòu)施工參數(shù)的優(yōu)化這些方面都能夠控制盾構(gòu)機(jī)施工的過程中對地表造成的影響。

（一）合理選擇盾構(gòu)推進(jìn)模式

盾構(gòu)推進(jìn)模式對于地層結(jié)構(gòu)的移動和損失有著特別重要的影響，所以對于盾構(gòu)推進(jìn)模式的合理選擇能夠直接的去控制地表沉降的問題，控制好其推進(jìn)速度將會對土體乃至地層的移動和損失將會起到非常好的抑制作用，從而減少地表的沉降，保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。盾構(gòu)機(jī)一般的推進(jìn)方式有三種，開敞式、半開敞式和土壓平衡式，不同的方式有不同的特點(diǎn)并且對于土體和地層的影響都不同。所以在進(jìn)行實(shí)際操作時，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的地形進(jìn)行分析選用合適的推進(jìn)模式來進(jìn)行施工。

（二）控制盾構(gòu)刀盤的切換

盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)行工作時，其刀盤是其掘進(jìn)功能強(qiáng)弱的關(guān)鍵。如果在對于不同的地形進(jìn)行掘進(jìn)時，不選取其合適的刀盤進(jìn)行工作將會對地層和土體造成很大的傷害。并且在刀盤進(jìn)行投入使用的時候還應(yīng)當(dāng)合理的控制刀盤的轉(zhuǎn)速，并且在工程進(jìn)行的過程中一旦出現(xiàn)特殊情況還應(yīng)當(dāng)立馬停止進(jìn)行查看，從而避免對施工人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成傷害。

（三）對于盾構(gòu)施工參數(shù)的優(yōu)化

盾構(gòu)施工的過程中，施工參數(shù)也是對于地層造成影響的主要問題，所以在進(jìn)行實(shí)際施工的過程中。還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的施工情況選擇合理的施工參數(shù)，從而保證對地層的傷害降到最低，減少地表沉降問題發(fā)生的概率。

四、結(jié)束語

地鐵盾構(gòu)施是非常重要的，但是我國的相關(guān)方面技術(shù)還不夠完善，相關(guān)的施工人員還應(yīng)當(dāng)對這些技術(shù)不斷的創(chuàng)新和改善。并且在實(shí)際施工的過程中，還應(yīng)當(dāng)對于實(shí)際情況來選擇合適的施工方法，以及參數(shù)、推進(jìn)模式和刀盤，在最大程度上保證對土體和地層最小的傷害。

參考文獻(xiàn)：

[1]張中陽.地鐵盾構(gòu)施工地表沉降及其控制措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（15）：224.

[2]鄭輝.淺談地表盾構(gòu)施工地表沉降及其控制[J].黑龍江科技信息，2008（5）：120-224.