關于地鐵盾構工程地面隆沉控制的分析
時間：2012年01月14日 分類：推薦論文 次數：181
田良才
摘要：目前，在我國隨著城市大規模的修建地鐵，而在施工技術方面以盾構法隧道的安全性、快捷性以及特有的智能化優勢也逐漸的得到了廣泛的應用和推廣。盾構法的成績是顯而易見的，但是在使用這種施工方法的同時，也會造成地表的沉降情況發生，在當地表的沉降極大時，這就會嚴重影響盾構隧道的地表建筑物是否可以安全的使用以及施工的安全性問題。在盾構法的施工技術方面雖然已經有了迅猛的發展，可是在盾構的施工過程當中還會引起不利的因素也就是對地層引發擾動，從而就會導致在隧道的周圍地層造成嚴重的變形以及地表會沉降的情況發生。因在在修建城市的地鐵時，盾構施工的隧道要經穿越在城市的中心地帶區，因此中心區的建筑物比較多，有著復雜的地質情況，交通比較密集，所以，對于施工的環境是會受到嚴格的限制的，因此在地鐵盾構的施工當中，對于隆沉的控制問題要引起足夠的認識。
關鍵詞：盾構工程 地面 隆沉控制
在盾構施工的過程當中，都會在不同程度上擾動地表層，從而導致地層的移動和對環境產生的不利影響。在當前先進的盾構技術領域里，也是難以對其進行控制以及防止地面的隆陷和發生地層的位移現象。在修建城市的地鐵時，因為施工中的埋其比較淺，地下的設施和地面的建筑都比較多，所以在修建地鐵的過程中會對周邊的環境影響很大，因為地層的變形會導致建筑物的傾斜，坍塌等情況發生，也會破壞地下管線，影響到通道與管線的正常使用等一系列的問題出現。所以在盾構的施工過程當中，尤其是在修建地鐵所穿越城市的建筑物體時，這種不利因素所帶來的影響必須要得到嚴格的控制，要對地面的沉降以及影響到的后果進行預測分析，并采取相應的措施和對策加以解決。
一、關于盾構工程
盾構法指的是地下暗挖隧道時的一種有效方法，也是適用于修建地鐵的工程施工當中。盾構施工首先在要隧道的一端建造起基坑或者是豎井，方便盾構施工匠安裝，然后盾構在基坑或者是豎井墻壁的開孔位置施工，沿地層的設計軸線向另一端的基坑或者是豎井的設計進行推進，在盾構的推進過程當中會受到一定的阻力，這時就要應用盾構的千斤頂傳到盾構的尾部已經拼裝頂制的隧道襯砌結構，然后再傳到基坑或者是豎井的靠壁上。根據盾構的施工方法，它是比較獨特的施工機具，它可以支撐起地層的壓力，又可以在地層當中推進特殊形狀的圓筒結構。當盾構施工過程中所引起的地層受損以及在盾構隧道的周圍受到擾動這就是地面沉降的主要原因。在施工當中，地層受損也是盾構施工時實際開挖的土體體積和竣工隧道的體積之間的差。在周圍的土體要彌補地層的損失中會發生的地層位移情況，從而引起地面的沉降。而在地層的損失中影響的其他因素還包括：（1）在當盾構進行掘進時，在開挖面的土體會受到的水平面的支護應力就會小于原始的側向力，在土體向著盾構內移動時，這樣便會引起地層受到損失從而導致盾構在上方的地面發生沉降。在當盾構向前推進時，這時作用在正面的土體推力就會大于原始的側向力，正向的土體會向上和向前的移動，也會引起地層受損從而致盾構前上方的土體出現隆起。（2）在盾尾的后方隧道的外周建筑的空隙中由于壓漿量不足和不及時、壓漿的壓力不夠恰當等因素，這就會使盾尾后的周邊土體失去了平衡，在向盾尾的空隙里移動，從而導致地層受損。（3）盾構在暫停的推進過程中，盾構推進時由于千斤頂的漏油回縮從而引起盾構的后退，導致開挖面的土體松動甚至坍落，也會造成地層受損。（4）在盾構進行移動時會對地層產生摩擦。（5）在土壓力的作用下，也會產生隧道襯砌的變形情況，對地層也會引起一定的受損。
二、對盾構工程中地面隆沉的控制措施
（一）、以盾構土壓的平衡控制措施
在減少土層變形施工參數的主要就是對于在盾構開挖面上的土壓平衡控制措施。在設定的土壓理論值一般是水壓加上靜止土壓。但是，在實際的施工過程當中應該把盾構上方的土體隆陷所發生的變化逐漸進行調整。把土壓的設定值與盾構的推速、推力和刀盤的轉矩以及螺旋輸送機等相匹配上，這樣才可以在開挖面的穩定方面在最大限度上可以減少對土體的擾動。
（二）、推進的速度
在選取推進速度的參量方面要掌握對土體要盡量進行切削而不是擠壓。對過量的擠壓，必然會產生前艙內外的壓差，從面就增加了對地層的擾動。如果在正常推進時，其速度可以控制在20～30mm／min之間，當盾構糾偏時，要取較小的速度。所以，要根據不同的地質條件，推進速度也應是不同的。因土壓的平衡是依賴于排土來控制的，所以前艙的入土量必須與排土量匹配。在合理設定土壓力控制值的同時應限制推進速度，如推進速度過快，螺旋輸送機轉速相應值達到極限，密封艙內土體來不及排出，會造成土壓力設定失控。所以應根據螺旋輸送機轉速(相應極限值)控制最高掘進速度，一般控制在50mm／min以內。由于推進速度和排土量的變化，前艙壓力也會在地層壓力值附近波動，施工中應特別注意調整推進速度和排土量，使壓力波動控制在最小幅度。
（三）、同步注漿的措施
在盾構的外徑和襯砌環外徑之間的空隙建筑應該在10cm左右，在進行推進l環空隙量要在一定的數值范圍之內。要及時的填補出現的空隙，所以盾構在推進的時候，要從盾尾向襯砌環的外圍同步進行注漿的工作，一般漿液是由石灰、粉煤灰、和膨潤土以及水相配制的，要充分的考慮到漿液的固結收縮，以及漿液的流失和土層受到擾動以后的固結沉降等因素。在注入率(注入量／盾構空隙量)一般可以是150％～200％之間，而注漿的壓力一般大約是0.3MPa～0.4MPa(要稍微大于隧道拱底的土壓力，是拱頂土壓力2倍以上)之間。如果在隧道的上方有構筑物超載的作用問題，就應該及時的考慮到要增加注漿量以及注漿的壓力。如果有需要重要保護的構筑物，在進行同步的注漿以外，就要必須考慮到需要進行2次的注漿或是多次的壁后注漿，也就是在盾尾脫出以后的襯砌環上，再通過以預留的壓漿孔向隧道的外圍處注漿。注漿在盾構的施工當中是非常重要的環節，如果控制好對盾構的注漿是可以保證地面的沉降值在很小的范圍之內，同時也對地面的建筑物也起到了安全的作用。
結語：
總之, 在盾構施工過程當中，對于盾構施工中產生的地面沉降進行了數據的分析和深入的研究，并把所分析到的結果及時有效的進行反饋，這樣在盾構的施工中起到了很大的指導作用，并可以對地面的沉降影響能夠得到很好的控制。所以，對于地面沉降的監測工作必須要與施工相結合，將地面的沉降的研究結果應用在盾構的施工當中在很大程度上是可以降低因沉降所造成的安全隱患和經濟損失。所以在盾構的施工地過程當中，必須要制訂出有效的監控措施，以避免在施工過程中所造成的影響。
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