地铁盾构区间施工沉降处理技术探讨

2019-02-20潘超

城市建设理论研究（电子版） 2019年18期

潘超

绍兴市柯桥区轨道交通集团有限公司浙江绍兴 312000

前言：城市化建设过程中人口带来的压力影响十分突出，除了住房因素受到影响以外，交通同样遇到了很大的难题。为了缓解城市交通压力就需要重视地铁建设。地铁有着速度快、运量大、污染小等优点，正因如此才需要予以地铁建设足够多的关注度。盾构施工法是非常常见的地铁作业方式，盾构法的应用会改变土体原本状况，很有可能会引发地表沉降，破坏已有设施，这势必会威胁和影响到社会群体安全。在这样的视角下必须重视地铁盾构区施工研究，找到沉降问题处理办法，做好相关技术研究具有现实性意义，需得到关注。

一、地铁盾构施工沉降原因

一般来说天然土体都是三相体系。具体包括气体充骨架体、孔隙水、矿物颗粒骨架体。其中饱和土构成元素包括水和土颗粒，土颗粒一般呈现粘结和非粘结两种状态，有着传递荷载作用，利用土骨架完成传力。土体上部分外荷载由土骨架、孔隙水承担。在土体变形时，孔隙流体与气体的体积会变得越来越小，此时颗粒开始重新排列，并伴随骨架体错动现象。土渗透性、孔压力降低以及土所在位置三者有明确联系。在土体受到外力影响以后，孔隙流体和土粒开始位移，此时建筑物的压力就会传导至地基，此时的土方开挖引起土层下方失去支撑力故出现土体应力变形，具体表现为地表下沉、地基下沉。

二、地铁盾构区施工沉降机理

地铁盾构区作业环节会受到施工进度、施工位置影响。伴随着盾构区施工，此时的地层应力将不再平衡，平衡状态将会被打破。因为应力被完全释放，于是地层出现了变形问题。基于地层条件来看，盾构施工地表沉降是非常重要的因素。此外灌浆压力、掘进压力、出土量、速度等也是需要考虑的问题。从工程实际测量数据结果可以得知，之所以地铁盾构作业环节会出现地表变形现象就是因为下述几个原因所引起的。首先是先期变形。盾构施工环节会遇到很多地下水，保障施工进度和质量需要将这些地下水排空。地下水位下降后，地层内的孔隙水压力发生显著变化，引发地表变形问题出现。其次地表变形。盾构作业中，掘进环节会受到前方作业面顶进压力影响。此时土体会受到强烈冲击、挤压让地表开始隆起。在压力越来越小以后，前方土体开始松动，于是引发地表沉降。最后盾构通过地表变形。受盾构施工影响，土体和盾构机之间会出现相对位移现象，引起地层损失。此时的两侧土体外侧开始移动，随后就会出现地表变形现象。当然在盾构机通过以后，衬砌和盾构机之间的空隙如果没有及时得到注浆或是说注浆量不足也有可能会引起地表沉降、地层塌落问题。

三、地铁盾构区施工沉降处理技术

（一）优化施工参数

盾构区间施工中为了应对沉降问题就需要做好施工参数细节的优化。要牢牢结合地铁工程实际状况，参照盾构覆土的厚度、图纸特征、地表建构筑物情况、过往施工经验初步制定盾构操作参数和工艺。这里需要考虑的数据包括加泥量、土压力、掘进速度等。明确盾构机工艺参数后要最大化展现测绘人员的岗位作用，在盾构沿线的地层做永久性规范布设，发挥现代技术监控作用，实体化、全面化监控，把握每一个地层盾构掘进情况和地面条件。以此为参照点调整和优化盾构掘进技术，保障施工顺利，减少沉降概率。

（二）控制注浆

为保障有效应对盾构区间作业的沉降问题，施工中就需要予以注浆量控制高度关注。基于理论角度来说空隙倍率需要保持在1.5至1.8。甚至在必要条件下需要二次补浆获得更好的效果。作业中要基于盾构段实际条件使用同步注浆方式保障注浆质量，满足应对沉降问题的各种要求。实际施工中假设需要穿过湖区、构筑物、建筑物就需要用双控措施，做好注浆量和注浆压力的控制，提高浆液饱满度，获得最佳注浆效果。盾尾施工要严格控制同步注浆量，获得良好密封效果，调整油脂实际用量绝不允许出现漏浆、漏水问题。

（三）控制土仓压力

沉降问题的处理需要严格控制土仓压力。施工中要控制好推进的速度，保障稳定与合理。要根据图纸条件严格控制掘进施工，保障施工质量。对砂卵石层而言施工一定要控制好速度，因为掘进土压波动幅度和其关联十分密切，会影响到土压控制难度。要控制好螺旋输送机的转速，控制好泡沫和泥浆的加入量。多方配合管理土仓压力。科学判断围岩变化，调整平衡土压力，保障规范化施工。控制土仓压力螺旋输送机掘进速度和出土量，利用信息技术探测洞内外信息，做好土样分析，判断地层情况，达成出土量控制目的。

（四）管片拼装

在盾构施工中该环节非常重要。管片拼装中使用千斤顶收起，结束拼装后让千斤顶保持顶紧状态，随后做下一管片拼装。如盾构处于长时间停顿，盾构机重量与土体压力就会对机头造成影响，使其出现后缩与下沉。对此要注意顶紧千斤顶，在后部衬砌增加千斤顶，有效支撑后部衬砌管片和盾构下半部，平衡上方土样和前方土压，达成防沉降目的。