地鐵盾構(gòu)隧道施工地表沉降探討_工程管理

1、地鐵盾構(gòu)隧道施工地表沉降探討盾構(gòu)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于軟土層的地鐵隧道、市政管道等工程領(lǐng)域，其地鐵施工引起的地表沉降問題也引起人們的高度關(guān)注。本文就盾構(gòu)施工引起的地表沉降的緣由進(jìn)行分析，并提出對策。一、地表沉降的進(jìn)展過程(1) 地表沉降的緣由盾構(gòu)推動引起的地層損失和盾構(gòu)隧道受到擾動或受剪切破壞的重塑土的再固結(jié)，是地面沉降的基本緣由。引起地層沉降的施工及其他因素主要有：開挖面土體移動;盾構(gòu)后退;土體擠入盾構(gòu)空隙;轉(zhuǎn)變推動方向;當(dāng)盾構(gòu)外周黏附一層黏土?xí)r，盾尾后隧道管片外周環(huán)形空隙會有較大的增加，如不相應(yīng)增加壓漿量，地層損失必定增加;在土壓力作用下，隧道管片產(chǎn)生的變形也會引起少量的地層損失;隧道管片襯砌

2、沉降較大時，會引起不行忽視的地層損失;受擾動土體的固結(jié)沉降。(2) 地表沉降進(jìn)展過程盾構(gòu)在不同地層掘進(jìn)時引起的地表變形可分為先期沉降、開挖面前沉降或隆起、盾構(gòu)通過時沉降、盾構(gòu)空隙沉降、后期沉降5 個階段，其產(chǎn)生的緣由與機理如表 1 所示。二、地表監(jiān)測及沉降掌握(1) 監(jiān)測基準(zhǔn)值依據(jù)閱歷、工程類比、結(jié)構(gòu)計算及管線狀況、材質(zhì)，有關(guān)規(guī)范、規(guī)程和設(shè)計要求，制定了監(jiān)控量測基準(zhǔn)值。如表 2 所示。在本文只爭論地表沉降問題。表 2 監(jiān)控量測管理基準(zhǔn)值(2) 測點布置地表沉降和地下管線平安監(jiān)測地表沉降點沿隧道軸線按 5m 間距埋設(shè)，地表橫向沉陷測點按 50m 間距埋設(shè)。沿區(qū)間隧道施工影響范圍內(nèi)( 距隧道邊線約

3、 15m) 的主要地下管線上方地表縱向每隔 30m 布置一個測點。地面建筑物監(jiān)測在區(qū)間隧道兩側(cè)距隧道邊線約 15m，特殊是對隧道兩側(cè) 10m 范圍內(nèi)地面建筑物進(jìn)行監(jiān)測，測點主要布置在建筑物基礎(chǔ)或承重柱上。(3)沉降掌握措施掌握地表沉降的措施主要包括以下幾個方面：地層狀況及沿線建(構(gòu)) 筑物調(diào)查。若要在施工過程中達(dá)到有效掌握地面沉降的目的，首要的先決條件就是在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)之前對隧道施工影響范圍內(nèi)的地層狀況及沿線建(構(gòu)) 筑物進(jìn)行調(diào)查。土倉壓力的設(shè)定。在隧道掘進(jìn)過程中，土倉壓力的設(shè)定是一個特別關(guān)鍵的參數(shù)，土壓設(shè)定值如偏小則導(dǎo)致地面下沉量增大，土壓設(shè)定值如偏大則會導(dǎo)致地面發(fā)生隆起現(xiàn)象。盾尾同步注漿參

4、數(shù)的設(shè)定。盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，以適當(dāng)?shù)淖{壓力和漿量、合理配比的注漿材料等，在脫出盾尾的襯砌背面環(huán)形建筑空隙進(jìn)行同步注漿，這是掌握或減小地表沉降或隆起的關(guān)鍵措施。隧道掘進(jìn)過程測量的管理。測量數(shù)據(jù)能最直接反映出地表沉降的過程，測量數(shù)據(jù)能夠用于指導(dǎo)施工，對沉降量較大的點，應(yīng)加大掌握測量的頻率，調(diào)整盾構(gòu)參數(shù)，以達(dá)到掌握沉降的目的。三、工程實例分析本工程實例引用于軌道交通工程某號線盾構(gòu)施工標(biāo)段，工程主要有一組雙線單圓盾構(gòu)區(qū)間隧道組成，隧道分為上行線和下行線，區(qū)間隧道采納兩臺德國海瑞克公司制造的土壓平衡盾構(gòu)機施工。兩條隧道分別由不同建筑單位施工，由于施工閱歷和技術(shù)力氣存在差別，因此對施工過程掌握地表沉降差異

5、也參差不同，詳細(xì)分析過程如下。(1)工程實例地質(zhì)條件和隧道監(jiān)測隧道掘進(jìn)范圍內(nèi)主要為灰色淤泥質(zhì)黏土層層和灰色黏性土-1-1層為主，土性勻稱;土質(zhì)呈飽和-軟流塑狀，具有高壓性，低透水性，是盾構(gòu)掘進(jìn)的良好地層，但由于其高含水量，大孔隙比和強度低等特點，又極易產(chǎn)生流變。土層的黏粒含量均大于10%，施工中不存在液化現(xiàn)象，但由于其高黏粒含量的特點，又極易產(chǎn)生流變。隧道掘進(jìn)過程中的監(jiān)測主要可分為坑內(nèi)監(jiān)測和坑外監(jiān)測，對工程地質(zhì)條件較差或周邊建(構(gòu)) 物、地下管線較多的點，將加大監(jiān)測頻率，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)來調(diào)整盾構(gòu)參數(shù)。圖1為測量人員在進(jìn)行地表監(jiān)測。(2)上行線盾構(gòu)掘進(jìn)監(jiān)測盾構(gòu)主要在灰色淤泥黏土中掘進(jìn)，如圖 2所示

6、，整個區(qū)間隧道地表沉降掌握在+ 17 -65mm 間( 其中正號表示地面隆起，負(fù)號表示地面沉降，本文未全部表示出)，整個隧道區(qū)間軸線正上方多數(shù)沉降穩(wěn)定在-30mm 左右，符合規(guī)范設(shè)計的要求。隧道開挖地表沉降最大值發(fā)生在隧道口，即隧道 端頭處，其沉降最大主要緣由是有，其一盾構(gòu)進(jìn)站時調(diào)整盾構(gòu)姿勢的需要，導(dǎo)致了地表的沉降過大;其二是由于四周給水管線的施工導(dǎo)致沉降過大;其三地質(zhì)勘探孔的冒漿導(dǎo)致地層損失。除盾構(gòu)端頭處地表沉降較大外，在盾構(gòu)施工過程中，由該地段的地質(zhì)狀況較差，多為流塑性狀黏土，流變性強，受擾動后沉降也較大。(3)下行線開挖至不同進(jìn)深地表沉降的影響分析隨隧道逐級開挖，隧道口對應(yīng)的地表最大沉降也在逐級增大。隧道開挖對地表沉降的影響區(qū)域基本貫穿全長，其中每開挖一段，其地表沉降影響區(qū)域向隧道開挖方向約為 6 倍的隧道直徑，在 6 倍隧道直徑以外地表有微小的隆起，作用不大，可以忽視不計。四、結(jié)束語經(jīng)過工程實踐，提出如下措施，是削減盾構(gòu)掘進(jìn)對地表沉降影響的重要手段，并且實踐證明也是有效的。(1) 做好信息化施工：就是準(zhǔn)時將監(jiān)測所獵取的數(shù)據(jù)反映給盾構(gòu)機操作人員，可以準(zhǔn)時調(diào)整盾構(gòu)機掘進(jìn)參數(shù)，來掌握地表的沉降或隆起。(2) 隧道開挖導(dǎo)致的地表最大沉降一般發(fā)生在隧道開挖的起始處，對于長