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1、地鐵隧道盾構(gòu)法施工引起的地表沉降分析 摘要：隨著社會的快速發(fā)展，地鐵在城市中的作用越來越大。本文簡要敘述了地鐵隧道盾構(gòu)法施工而引起的地表沉降的原因，根據(jù)土質(zhì)的不同，采取不同的掘進方法，努力確保地鐵隧道的施工質(zhì)量，為城市地鐵隧道施工企業(yè)提供參考。關(guān)鍵詞：地鐵隧道、盾構(gòu)法、地表沉降中圖分類號：U45文獻標(biāo)識碼：A一、前言隨著經(jīng)濟社會的不斷進步，地鐵已經(jīng)逐漸成為發(fā)達城市的重要交通要到，在一定程度上緩解了交通壓力。在城市地鐵建設(shè)中，最常用的方法是盾構(gòu)法施工。盾構(gòu)法施工的優(yōu)點的能夠不間斷的進行掘進，而且
2、掘進進度比較穩(wěn)定，能夠在軟弱土層進行施工。但是由于盾構(gòu)法施工過程中，刀盤與盾體、盾體與管片存在間隙，在同步注漿無法及時跟上的情況下，容易造成地表沉降。因此，在地鐵建設(shè)中必須要加強對沉降的觀測，并加以控制。在為城市地鐵隧道進行盾構(gòu)施工時，由于施工環(huán)境能很大程度上避免施工影響，因此要嚴格控制地表沉降，保證施工質(zhì)量。二、地表沉降的原因分析7地表沉降在城市地鐵隧道盾構(gòu)法施工中是很常見的。依據(jù)對之前盾構(gòu)法施工的隧道分析，發(fā)現(xiàn)引起沉降的原因主要有：1、降水引起的沉降盾構(gòu)進出洞或換刀過程中需要進行降水，在運用
3、盾構(gòu)法施工的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)堵水、排水現(xiàn)象，降水后會因為吸排水的速度形成曲面水位，使降水處的含水層中土有效力增加，從而發(fā)生沉降。2、地層應(yīng)力引起的沉降在隧道進行盾構(gòu)法施工掘進時，通常會造成土體松動甚至坍塌，使周圍的土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和地層原始應(yīng)力的改變。盾構(gòu)法施工中，在彎道及水平進行糾偏時，容易照成周圍的土層因擠壓而破壞，使土層平衡狀態(tài)受到破壞，引起地表沉降。3、在不穩(wěn)定的土層中施工時，盾構(gòu)機與管片間隙必須及時注漿填充，并且能夠確保壓漿材料的性能和充填量滿足設(shè)計要求，否則地表將發(fā)生沉降。在施工過程
4、中，由于種種限制，可能會發(fā)生超挖現(xiàn)象。致使盾尾后建筑空隙不規(guī)則擴大，不能確定空隙面積，不及時對空隙進行處理，則很容易造成地表沉降。三、掘進控制技術(shù)7盾構(gòu)法施工的重要工序之一就是掘進。掘進過程中開挖面的水平支護力小于正面的推應(yīng)力時，開挖面將朝前進的方向移動，使下面的地層損失而導(dǎo)致盾構(gòu)前的土體凸起；掘進過程中開挖面的水平支力小于地層的原始側(cè)應(yīng)力，會導(dǎo)致土體向盾構(gòu)內(nèi)偏移，造成土層損失導(dǎo)致沉降。1、在施工過程中，淺埋隧道掘進要確保掘進工作面土體的穩(wěn)定，否則隧道的質(zhì)量得不到保證。當(dāng)隧道淺埋過淺或圍巖基礎(chǔ)不
5、牢固時，施工人員必須先了解掌握地質(zhì)的具體情況，根據(jù)具體的土質(zhì)情況制定施工技術(shù)。運用朗金理論計算土壓。2、淺埋隧道掘進技術(shù)7淺埋隧道掘進施工時，確保掘進工作面土體的穩(wěn)定性是控制掘進質(zhì)量的重要保證。當(dāng)隧道埋深較淺或圍巖基礎(chǔ)不穩(wěn)定時，施工人員須先掌握地質(zhì)情況，根據(jù)具體參數(shù)制定施工技術(shù)方法，采用朗金理論計算主、被動土壓力。朗金理論是在開挖面穩(wěn)定的條件下進行主動土壓力計算的。而施工過程中土層的改變是不可避免的，因此穩(wěn)定性差的土層計算出的主動壓力是偏小的。在盾構(gòu)施工時，當(dāng)主動土壓力比推動土壓力更大時，土體將
6、會下滑，導(dǎo)致地表沉陷。掘進工程中如果水分較大，為了避免沉降的發(fā)生，可以進行灌注泥漿，使水室壓力提高。目前，水泥―水玻璃雙液漿在盾構(gòu)法中比較常用，因為能夠快速的進行地下水的封堵作業(yè)。對精度要求較高的隧道施工一定要采取措施確保靜土壓力小于盾構(gòu)的推進力，以致使土體向開挖方向變形而形成滑移，減少地表沉陷的目的。四、壓力與沉降盾構(gòu)機在進行作業(yè)時，盾構(gòu)機的刀盤的推動力會隨刀盤作業(yè)產(chǎn)生的推力改變而改變。被動土壓是側(cè)向上壓力的極限最大值，相反，主動土壓力則是側(cè)向上壓力極限的最小值。而刀盤前的土壓力比主動壓力小，
7、會導(dǎo)致土體滑動使地表沉降。為了便于控制土壓力，施工單位應(yīng)該設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)，然后采取PDCA循環(huán)進行管理,產(chǎn)生的最大值是被動土壓力、水壓和預(yù)備壓的總數(shù)，最小值是主動土壓和水壓之和。五、管片的拼裝技術(shù)管片在盾構(gòu)法施工中的作用是很大的，它的拼裝影響到掘進質(zhì)量。目前國內(nèi)外盾構(gòu)機管片的類型主要有鋼管片，復(fù)合管片，球墨鑄鐵管片和鋼鐵混凝土管片，而且每個環(huán)都由很多管片組成。我們可以根據(jù)工程的不同采取不同的拼裝方法。環(huán)管片縱縫對齊的拼裝易定位管片，施工效率高，但環(huán)面不平整，存在誤差，環(huán)縫壓不夠大。1、同步注漿7襯
8、砌背后注漿的主要方式之一是同步注漿。對于土層結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定的地層，注漿時對填充率影響不大，但土層不夠穩(wěn)定的地層必須使用逐步注漿，且在正常的注漿壓力下注漿。這樣才能使注漿的質(zhì)量得到保證。同步注漿主要使用同步注漿系統(tǒng)及盾尾的注漿管，將盾尾和盾構(gòu)推進同時注漿，保證了周圍土層結(jié)構(gòu)，防止土層坍塌。2、二次注漿根據(jù)壁后注漿層的防水性和密實性，可以在同步注漿后采取二次注漿管片背后注漿必須要達到額定要求，確保注漿的質(zhì)量、安全，防止漏水。漏水不但會使土體內(nèi)有效應(yīng)力發(fā)生改變，出現(xiàn)固結(jié)，產(chǎn)生地表沉降，還會對隧道質(zhì)量產(chǎn)生
