北京建工土木工程有限公司 100015
摘要：地铁隧道建设环境错综复杂，在应用盾构法期间易发生地面沉降问题，阻碍正常施工，甚至诱发安全事故。文章首先探讨盾构法施工阶段发生地面沉降的主要成因，提出相适应的处治措施。
关键词：地铁隧道；盾构法；地面沉降
引言
随着时代的不断发展，地铁交通已经成为人们出行的重要方式。与传统方式相比，它更具优势，促进人们享受便捷的服务。随着地铁工程的增多，人们对地铁建设的安全性、稳定性和先进性提出了新的要求。灵活应用当前先进的盾构施工方法，可以有效解决地面沉降问题，提高地面建筑结构的安全性，为人们提供优质服务。
1盾构施工法
1.1基本原理
盾构机是主要施工设备，开挖过程中可维持周边土体的稳定性，以免出现坍塌现象，同时提供隧道掘进、出渣功能。施工过程中可在机内拼装管片，构成完整的衬砌结构，期间周边土体处于稳定状态，在安全的环境下顺利完成隧道的修筑作业。盾构法的工程理念中，以尽可能减少围岩扰动量为基本目标，以最快的速度完成地铁隧道施工作业，在形成地铁隧道主体结构的同时维持周边既有建筑物的稳定性。
1.2盾构法施工技术
（1）盾构始发、接收
盾构施工涉及到的各阶段中，盾构始发、接收是重要工作。破除洞门围护结构后，全方位检查掌子面的土体情况，以便给盾构机的运行提供便捷的条件，使其能够有效顶到掌子面。若洞口出现渗漏现象，则要视实际情况采取合适的补救措施。此外，检查仓内压力，并做好混凝土块等杂物的清理工作。
（2）正式开始掘进
结束盾构始发后，即可进入到掘进环节，期间要注重对管片拼装的检查以及盾构姿态的调整。加强监测，例如掘进时的推力、扭矩等，各项指标都要稳定在合理范围内。为给掘进施工提供正确的引导，需选择具有代表性的试验段，根据此段的盾构掘进施工效果修正设计参数，以便盾构施工作业可顺利推进。此外，盾构姿态对施工效果的影响较为显著，因此要加强监测，严格控制盾构轴线偏差，不可超出许可范围。
（3）盾构接收
盾构接收为收尾环节，但依然会对盾构效果带来明显影响，因此要得到施工人员的高度重视。实际工作中，需兼顾隧道轴线的复测、洞门止水帷幕的施工、盾构机导轨的安装等多个环节，在各项准备工作无误后才满足盾构接收的条件。此外，要在现场布设合适的控制点导线，使盾构机按照设计的姿态要求顺利进洞。
2地铁隧道盾构法施工中的地面沉降影响因素分析
2.1盾构深埋因素的影响
对于目前的地面沉降，盾构的深埋影响很大，尤其是在软土隧道开挖过程中，盾构的埋深一般在6m~10m左右，以保证其施工的合理性。该环节灵活运用目前的系数进行计算，沉降量计算为0.976。盾构半径参数一般为3.2m，地层损失一般为2%。穿越粘土层时，盾构的埋深与宽度系数密切相关，并因其深度的影响而增加。
2.2盾构穿越土层性质因素影响
在地铁隧道盾构施工过程中，由于地下土层本身的影响，出现了明显的分类。因此，由于土层性质的影响，不同的软土隧道在穿越过程中盾构引起的地面沉降有明显的差异。
相对而言，在目前地铁隧道盾构施工工艺不变的情况下，砂层沉降槽宽度系数相对较小，然后沉降明显。在研究过程中发现，当局部土层损失率为2%时，盾构埋深设置为10m，盾构施工半径选择为3.2m，通过计算找出二者之间的关系，进而分析粘土层的影响，明确沉降槽宽度系数因素带来的后果，分析粉土层砂层沉降槽的沉降量。
2.3盾构半径的因素影响
在地铁隧道施工过程中，不同工程的盾构选型半径存在明显差异。比如目前控制单圈土压和双圈土压平衡盾构半径的过程中，范围一般在6m ~ 6.5m之间，目前跨海或越江隧道施工过程中，为保证有效施工，盾构半径一般较大，一般在7m ~ 15m之间，通过假设计算，目前在单圈盾构、双圈盾构、越江盾构的开发中，可以根据实际情况设计半径，如3m、4.5m、7.5m等盾构埋深10m，地层损失率2%。通过合理的计算分析，发现目前的沉降情况和面积受横向沉降槽宽度系数的影响，宽度系数越大，沉降效果越明显。
3盾构施工沉降的控制措施
3.1盾构机的选择
通常情况下盾构机的类型主要分为两种，一种是复合式土压平衡盾构机，另一种是泥水加压式平衡盾构机。通常情况下，复合式土压平衡盾构机进入在复杂的土层特性环境下，这种类型的盾构机能够更好地针对复杂土层特性环境下的地表沉降问题，通过向土体中注入一些泡沫剂等塑性材料，使得盾构机切削下来的土体充分搅拌，并形成一定的塑性体，然后在挖掘过程中控制真钩机的前进挖掘速度以及排除速度，并进行不断地调整工作，使得前进速度和排毒速度保持协调一致，然后利用塑性体使得盾构机能够获取一定的平衡压力，使得盾构机在前进挖掘的工作过程中，更好地保持平衡状态。这种复合式土压平衡盾构机通常应用在比较复杂的土质环境工程中，其配备的塑性材料需要根据其地质特性和土层条件来配置，需要全面地了解具体的地层特性信息，进行详细的地质勘查，从而更好地为降低地表沉降问题作出帮助。复合式土压平衡盾构机也经常运用在上软下硬类型的地层结构环境中，而针对一些软土层的隧道施工建设环境，则需要一些特定的盾构机刀盘进行作业，这样能够使得挖掘速度和初读速度能够更好地匹配衔接，这样能够更好地保持盾构机的稳固前进，使得地表沉降问题能够得到一定的控制。另外泥水加压式平衡，盾构机也有自身的特点和优势，相对于土压平衡盾构机来说，更常应用在软土层的施工建设过程中。当然，针对具体的盾构机类型以及盾构机具的选择，应该切实的结合施工现场的地质条件、地层特性、施工要求以及地表沉降问题等因素，选择出最合理地盾构机类型和机具类型。
3.2施工技术方法的选择
不同的盾构机类型和施工环境有着不同的施工流程和方法，其中比较关键的有以下几个内容。首先是盾构机的模式选择，比如土压式平衡盾构机就有三种常用的应用模式，敞开式平衡模式、半敞开平衡模式以及土压平衡模式。比如针对全断面岩层地层特性环境的情况进行施工时，就可以选择敞开式的挖掘前进模式，针对一些比较柔软的软土层地质特性，结构环境时，就选择土压平衡模式。不同的模式有不同的优点和特性，需要结合实际情况来选择和确定。另外就是盾构机挖掘前进参数确定问题，这需要在施工建设之前进行地质特点的分析和施工要求的判断，确定初步的参数设置情况，比如盾构机的前进、推力、姿态、速度参数的选择和确定，然后在电动机的实际工作过程中进行不断地调整。当然还有许多其他的技术要点和施工方法手段，这些不同的技术要点和施工方法手段都需要结合施工区域的地层特性以及施工要求，认真严谨的进行分析判断，选择最合理科学的方法和设备，更好地推动隧道工程的顺利进行，降低地表沉降以及地表沉降带来的影响。
结语
城市轨道交通对缓解城市交通压力具有重要作用，其中地铁隧道为关键施工内容，受现场地质环境、周边建筑物、施工作业方法等方面的影响，易发生地面沉降现象。文章通过对地面沉降成因的分析，提出具体的处治措施，以提高地铁隧道盾构施工水平。
参考文献：
[1]邱家松.地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题分析[J].绿色环保建材，2020（7）：128-129.
[2]秦玉开.地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题分析[J].建筑技术开发，2019（13）：138-139.