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摘要：本区间左线隧道洞身处于软土地层中掘进，地质条件较差，地层扰动引起地面沉降坍塌的可能性大，右线掘进期间已经出现了重大事故，本区间施工期间多次出现地面塌陷严重超限的事件，本文结合盾构监控系统，综合分析地面塌陷原因，提出相应的处置措施，为类似的工程提供参考。
关键词：盾构监控系统；地面坍陷；
1、盾构监控的目的和意义
为了更好服务工程建设，做好盾构施工安全风险管控，建立独立的盾构施工信息管理系统，利用信息化的手段，获取真实、全面、实时的盾构掘进参数、及时掌握盾构掘进状态、盾构施工特殊及异常工况、获取盾构施工基本的监测数据等基础信息数据，才能确保盾构施工风险咨询工作的顺利开展。
在佛山地铁二号线建设单位中交佛山投资发展有限公司的要求下，我部派驻盾构咨询工程师进驻中交佛投监控中心，开展实时盾构监控咨询技术服务工作，根据盾构施工的需要进入现场进行安全风险巡查，盾构施工综合预警和重大风险专题咨询服务等工作。
2、工程概况
湖涌站～绿岛湖站区间剩余工程线路纵断面为上坡，最大坡度为27‰，隧道顶覆土9.1m～18.8m，区间范围内上覆素填土、杂填土、可塑状黏性土、淤泥质土、淤泥质粉土，下伏基岩为粉细砂、中粗砂、圆砾等。隧道主要穿越淤泥质粉土<2-5>，局部穿越淤泥质土<2-1B>、粉细砂<3-1>。隧道主要穿于淤泥质土、淤泥质粉土、砂土、砾石中，岩土体松散、承载力低、自稳性差，总体上工程地质条件极差，地层扰动引起地面沉降坍塌的可能性大。隧道通过下部砂、砾石层中时，其间地下水水量丰富，具承压性，隧道掌子面涌水量较大，且有突涌进入隧道的可能。
3、盾构施工安全风险预控措施
利用盾构施工监控信息管理系统在现场正式接入前，需开展如下工作：
1、首先对盾构沿线水文地质风险分析报告、盾构线路管线及建构筑物调查报告、盾构机适应性分析报告、线路平纵断面图、经施工、监理、业主测量队复核的盾构隧道设计轴线（DTA）等基础资料进行收集整理，并导入盾构信息管理基础信息资料库；
2、根据资料库中基础数据信息编制盾构施工区间风险组段划分报告，组段划分是进行盾构法隧道施工安全风险评估的重要工作和首要内容，其主要目的是根据盾构施工过程中的工程、水文地质条件、地面和地下环境条件以及隧道埋深等因素，结合盾构机试掘进状态，现场施工管理水平，根据不同的地质组段动态的建立盾构施工参数控制标准或控制范围，利用该系统实现盾构施工管理的精细化和标准化，最大限度的规避盾构施工风险。
湖涌——绿岛湖盾构区间复合地层存在不同的地质组合方式，盾构区间隧道的组段划分主要包括盾构区间隧道穿越土层的划分和隧道沿线地下与地面环境条件的划分。即在盾构穿越地层组段划分的基础上按照盾构施工环境的组合安全风险级别对各个组段进行详细的划分，首先需明确本盾构掘进区间不同的地质组合方式，划分为A、B、C…F…地质组段，在不同的组段情况下，根据盾构周边施工环境、或自身安全风险级别进行组合分类，最终评估、确定不同的安全风险等级。盾构施工区间隧道组段的综合划分。对任何一个盾构区间隧道而言，都是由以上组段中的一种或几种组段组合而成。
4、盾构掘进风险控制措施及咨询主要工作内容
针对佛山二号线联机的盾构区间施工期间，我司研发中心盾构技术人员按照中交佛投的要求，进驻监控指挥中心办公，及时开展盾构咨询工作，期间参与盾构施工相关6次专题会议（4次沉降预警专题分析会、2次盾构到达节点验收专题会议），组织了4次现场安全风险巡查（2次绿岛湖～湖涌区间左线,1次南庄-湖涌区间右线、1次湖涌出线段），出具了69份日常咨询工作记录，4份咨询工作周报，2份盾构施工异常情况咨询分析报告（1份地面沉降异常咨询分析报告、1份管片破损质量分析报告）。
5、盾构施工期间重大安全风险咨询工作分析和咨询工作成果
（一）湖涌-绿岛湖区间左线1145-1180环地面坍塌事件咨询分析报告
2018年12月19日，湖涌-绿岛湖区间左线掘进正在下穿奥边涌，出现地面坍塌事件，其中以DBC-5沉降断面测点为例（该断面点位于奥边涌提岸边），隧道中心线上测点DBC-5-3截止12月19日最大值为-144.9mm，另外，根据现场踏勘情况，当前盾构机掘进位置右侧14.2米处存在一处110kv高压电塔（目前已经通过）。
综合分析2018年12月19日-2018年12月29日地表沉降累计沉降和日沉降数据变化曲线，目前地面沉降趋于稳定，充分结合盾构监控系统掘进参数分析，咨询分析意见如下：
1、盾构机洞身位于<2-5 >淤泥质粉土地层中，隧道底部含少量<3-1>粉砂层，拱顶覆土厚度在12.2m。淤泥质粉土、粉砂<2-5>该层有机质含量和黏粒含量较高，透水性较强，富水性较强，盾构掘进地面沉降不易控制；
2、盾构掘进过程中同步注浆滞后，对地层扰动较大，致使河涌原状土出现了滑移，盾构掘进不连续，导致地面沉降过大。
3、土压波动较大，严禁超挖，控制螺旋机出土速度，减少每环掘进出土量，控制每环出土量控制在50方左右。
4、加大刀盘转速，刀盘转速控制在0.5-1r/min，盾构推进采用挤压式掘进，加快掘进速度，尽快通过此风险区域，同时加强同步注浆和二次注浆的工作；
5、根据掘进过程中盾构机整体下沉的情况，盾构掘进时的姿态前盾应适当抬高，保证成型隧道管片不侵限。
6、加强地表沉降监测工作，及时反馈监测数据，坍塌区域周边环境无重要的建构筑，目前盾构施工安全可控。
（二）湖涌-绿岛湖区间左线1240-1287环地面坍塌事件咨询分析报告
2019年1月8日，湖涌-绿岛湖区间左线掘进1237环处(刀盘处于1241环)，地面发生较大的沉降，累计沉降最大值为85.83mm(DBC-2-19),洞身地层处于<2-2>、<2-5>淤泥质粉土，淤泥质粉砂，隧道埋深约10米。
综合分析1月7日-1月17日地表沉降累计沉降和日沉降数据变化曲线，目前地面沉降趋于稳定，充分结合盾构监控系统掘进参数分析，咨询分析意见如下：
1、隧道上方地面为管片堆放场，管片堆放层数达到6层，地面荷载过大，隧道洞身地层处于<2-2>、<2-5>淤泥质粉土，淤泥质粉砂，盾构掘进施工对地层扰动加大，加上管片堆放场地面硬化不合格，从而引起地面开裂下沉。
2、地面荷载因管片堆载加大，堆放的管片尽量转移至其他地方，盾构掘进时应加大土压压力，加强土压控制。
3、加强盾构掘进过程中的同步注浆量和二次补注浆控制，加大注浆的压力。
4、临近盾构出洞，应保持盾构掘进的连续性，做好渣土外运的协调，盾构机及相关设备的维保工作。
5、加强地表沉降监测工作，恢复部分未布设的监测点，及时反馈监测数据，此区域周边无重要的建构筑，目前盾构施工安全可控。
（三）湖涌-绿岛湖区间左线1174环管片破损咨询分析报告
绿岛湖-湖涌区间左线1174环，于2018年12月23日3点22分掘进完成，5点10分开始掘进1175环，根据现场盾构掘进司机汇报，1174环管片拼装完成后，检查盾尾间隙，未发现1174环顶部K块在1点钟位置发生碎裂，1175环于5点46分掘进完成，再去复测盾尾间隙时，发现1174环K块位置出现裂缝及局部碎裂情况，预计大小为25*16cm。同时，观察1174环之前及后续管片，均没有出现管片碎裂情况。
管片破损后续整改建议如下：
1、后续掘进中需尽快摸索该地层掘进规律，减少盾构机姿态首尾差，及时调整撑靴与管片之间夹角，避免掘进过程中，出现应力集中，造成管片碎裂。
2、加强管片运输、吊运、拼装过程中的精细化管理，避免出现管片磕碰，促使掘进过程中出现碎裂，掉块。
3、针对1174环出现的管片碎裂，要求施工单位制定专门的修补方案，建议采用挂网+铆钉+超细水泥+高分子材料进行修复，一次修补到位，避免运营期出现掉块，影响运营安全。
4、本次对1174环管片掉块位置修复后检查时，发现局部出现开裂，并有1小块再次掉落，请现场施工、监理引起重视，继续进行修复，并确保修复质量。
参考文献：
[1]盾构施工技术 洪开荣，吴学松著 出 版 社：人民交通出版社ISBN：9787114077487 出版时间：2009-05-01