地鐵盾構(gòu)隧道施工期地表沉降監(jiān)測(cè)研究

涂真

中鐵十一局集團(tuán)城市軌道工程有限公司 浙江 東陽(yáng) 322100

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市人口數(shù)量是越來(lái)越多，造成了城市人口聚集和城市地面交通基礎(chǔ)設(shè)計(jì)落后之間的矛盾。為了更好地緩解城市交通壓力，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展，很多城市開(kāi)始修建地鐵工程。在地鐵施工中，盾構(gòu)法具有自動(dòng)化程度高和安全環(huán)保特點(diǎn)，在地鐵工程施工中得到了廣泛應(yīng)用。但是在盾構(gòu)法施工中，會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如開(kāi)裂、倒塌問(wèn)題，所以需要加強(qiáng)對(duì)地鐵盾構(gòu)隧道施工期地表沉降監(jiān)測(cè)研究，更好地保證地鐵工程順利進(jìn)行，促進(jìn)城市的發(fā)展[1]。

1 盾構(gòu)施工引起的地層變形特征

在地鐵工程施工中，盾構(gòu)法和淺埋暗挖施工有很大的不同。一是在盾構(gòu)法施工在掘進(jìn)的前方可能會(huì)有地表隆起問(wèn)題的出現(xiàn)，二是在盾構(gòu)施工中，會(huì)有土體損失沉降和盾尾孔隙沉降，相對(duì)來(lái)說(shuō)所引起的沉降原因比較復(fù)雜，不能很好地進(jìn)行預(yù)測(cè)。針對(duì)這種情況，為了更好地保證施工的正常進(jìn)行，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，然后采取相對(duì)應(yīng)的措施，才能保證盾構(gòu)施工質(zhì)量[2]。

2 地鐵盾構(gòu)隧道施工期地表沉降的具體監(jiān)測(cè)

2.1 地鐵施工期沉降原因。

在實(shí)際的地鐵建設(shè)施工中，對(duì)施工前的地層沉降進(jìn)行了解后發(fā)現(xiàn)，施工工藝對(duì)地層的擾動(dòng)是主要原因，同時(shí)這也是不可避免的因素。在施工中，由于施工工藝，對(duì)土層或多或少優(yōu)點(diǎn)影響，有些施工動(dòng)作較大，引起土層擾動(dòng)也是不可避免的，土體擾動(dòng)后，地層結(jié)構(gòu)遭到破壞，發(fā)生地表沉降，引起隧道沉降，使得施工工作無(wú)法進(jìn)行，影響施工結(jié)果。在施工期，地表沉降程度反映了地層被擾動(dòng)的程度，沉降越厲害，地表沉降則越厲害，而部分地表沉降程度其實(shí)也反映了未來(lái)隧道使用中的沉降可能性。由此可以看出，在施工前分析沉降，監(jiān)測(cè)沉降是很有必要的，這時(shí)候找出沉降原因并及時(shí)加以解決，則能夠?yàn)槲磥?lái)隧道使用減輕負(fù)擔(dān)，避免發(fā)生長(zhǎng)期沉降[3]。

2.2 盾構(gòu)隧道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

在施工中，聘請(qǐng)專業(yè)人士對(duì)盾構(gòu)隧道現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，監(jiān)測(cè)沉降問(wèn)題，避免造成損害。通過(guò)監(jiān)測(cè)能夠發(fā)展，在隧道管片拼裝后的早期數(shù)天內(nèi)，由于隧道周邊漿液還未凝固，隧道出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。這是沉降的苗頭，而在之后，由于施工的進(jìn)行，出現(xiàn)變動(dòng)，在大約一個(gè)月左右的時(shí)間里，會(huì)轉(zhuǎn)為沉降趨勢(shì)。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，可選擇相關(guān)科學(xué)設(shè)備的使用，安裝于隧道內(nèi)，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的全面監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括地層變化、壓力變化、滲水情況、施工情況等等，綜合分析沉降發(fā)生原因，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行解決方法的謀劃。在經(jīng)過(guò)分析之后，整理數(shù)據(jù)，建立雙曲線模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，圖表展示。此外，這樣的圖表也有利于對(duì)施工后面的沉降狀況的預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)，以便提前做好準(zhǔn)備，避免問(wèn)題嚴(yán)重缺無(wú)計(jì)可施[4]。

3 控制地表沉降措施

第一，在進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)之前，需要對(duì)周邊的地面建筑物、地下障礙物、地下管線等加以掌握，必要時(shí)可以進(jìn)行物探，針對(duì)重要建筑物制定保護(hù)措施。第二，建立隧道沉降量的測(cè)控制網(wǎng)，做好相應(yīng)的監(jiān)測(cè)，以掌握施工中以及建成之后對(duì)于隧道本身以及周邊環(huán)境的影響。主要分析盾構(gòu)前方監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)的地面變形控制在-5mm～+5mm 之間，在盾構(gòu)通過(guò)時(shí)，其地面的變形控制在-30mm～+10mm 之間，否則就需要對(duì)出土量加以調(diào)整，要求對(duì)環(huán)境進(jìn)行更嚴(yán)格的分析，確?？刂浦怠５谌?，地面的變形接近-20mm～+5mm，就需要找出原因，做好相應(yīng)的處理。第四，在管理掘進(jìn)參數(shù)中，需要保證土倉(cāng)壓力的合理性，利用盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的優(yōu)化，來(lái)保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定，以便控制建筑物和地層的隆降。第五，在砂層地層掘進(jìn)中，因?yàn)榫蜻M(jìn)導(dǎo)致擾動(dòng)出現(xiàn)，不容易形成連續(xù)的土壓，所以，就可以通過(guò)泡沫、聚合物以及膨潤(rùn)土等來(lái)改良渣土，保證土倉(cāng)內(nèi)部土壓的平衡性，以此來(lái)控制建筑物和地層的沉降。第六，按照初始掘進(jìn)100m，需要不斷優(yōu)化調(diào)整盾構(gòu)施工參數(shù)，這樣就可以在使用盾構(gòu)的全線掘進(jìn)之中，隨著環(huán)境條件、埋深等進(jìn)行施工參數(shù)的動(dòng)態(tài)確定，以滿足具體的要求，確保沉降可以控制在+10mm 和-30mm范圍之內(nèi)[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著城市的不斷發(fā)展，城市人口數(shù)量是越來(lái)越多，其中地鐵成為人們出行的重要交通工具。在地鐵施工過(guò)程中盾構(gòu)施工得到廣泛的使用， 并且在未來(lái)的施工過(guò)程中依舊會(huì)占據(jù)主導(dǎo)方位。所以，希望 通過(guò)本文的分析，可以對(duì)盾構(gòu)施工中的地表沉降以及操控措施有更深化的了解，以便為后續(xù)地鐵盾構(gòu)施工提供相關(guān)參考，促進(jìn)我國(guó)地鐵行業(yè)的發(fā)展。