刘敏杰
广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州 510000
摘要：在城市迅速发展的今天，地铁已经成为了人们出行时重要的选择，国内中心城市已经陆续开始建设地铁轨道交通。在地铁施工过程中，盾构施工法是常见的施工技术，但比较容易造成地层变形及地表沉降等问题，如果不能进行科学的处理，会造成巨大的安全威胁。本文主要对地铁盾构区间施工沉降处理技术进行分析探讨。
关键词：地铁；盾构区间；施工沉降；处理技术
1、地铁盾构区间施工沉降的原因分析
1.1土层沉降
天然土体大多为三相体系，包含矿物颗粒骨架体、孔隙水和气体填充骨架体。饱和土的组成元素为土颗粒和水，土颗粒表现为粘结与非粘结状态，但都具备荷载传递功能，可形成土骨架来进行传力。土体上的外荷载主要由是孔隙水和土骨架承担。当土体出现变形时，其孔隙流体及气体体积减小，颗粒重新排列，骨架体也出现错动。孔压力降低与土的渗透性及其在土中位置存在一定关系。土体受到外力作用后，土粒与孔隙内流体表现出位移状态，以基础为支持来将建筑物压力传递至地基的过程中，或者土石方开挖导致土层下部失去支承的情况下，极易导致土体内部出现应力变形，进而出现地基或地表下沉的情况。
1.2岩石层沉降
岩石层自身特点是导致岩石层出现沉降的一个重要因素，在地质演变过程中，岩石出现不同程度的褶皱、裂隙和断层等，所形成的地质构造差异化。地铁盾构区间施工过程中，若地铁隧道与褶皱走向一致，则极易出现岩层顺层滑动的情况。裂隙和断层的存在，极易导致地铁盾构区间施工中出现坍塌等事故，存在一定安全隐患。
2、地铁盾构区间施工沉降机理
在地铁盾构区间施工过程中，随着盾构区间施工的进行，极易改变原有地层应力平衡状态，应力被释放的情况下，地层就会出现变形。就地层条件来看，其是盾构施工中地表沉降出现的一个重要因素，除此之外还包括开挖速度、掘进压力以及灌浆压力等因素。通过工程实测数据进行系统分析可知，地铁盾构施工过程中所引起的地表变形主要包含以下几个方面：其一是先期变形，为盾构到达之前。盾构施工过程中需要排水，地下水位下降的情况下，地层孔隙水压力发生明显变化，这就会导致地表出现不同程度变形。其二是地表变形，为盾构到达时。盾构掘进施工中，于前方工作面顶进加大压力，土体受到强烈挤压，地表隆起，而在压力减小时，就会导致前面土体出现松动，也就会出现地表沉降。其三是盾构通过时的地表变形。在盾构施工的干扰作用下，盾构机与土体之间存在相对位移，地层就会出现一定损失，两侧土体以外侧为方向进行移动，地表变形随之出现。其四是盾构通过后的地表变形。也就是说，在盾构机通过之后，空隙存在于盾构机和衬砌之间，若注浆不及时或者注浆量不够的情况下，极易导致地层塌落，地表沉降也随之出现。
3、地铁盾构区间施工沉降的处理技术
3.1优化盾构掘进施工参数
在地铁盾构区间施工过程中，为有效处理沉降问题，必须要对盾构掘进施工参数进行优化。结合整个地铁工程项目的实际情况出发，把握其土质特征、盾构覆土厚度等情况，明确地下含水情况，结合以往地铁盾构区间施工经验出发，对盾构操作工艺参数进行初步制定，这一方面所涉及到的参数包括土压推进速度、注浆及二次补注浆压力的次数和数量、加泥量等。在确定盾构操作工艺参数之后，发挥测绘人员的作用，于盾构沿线地层对永久性观点进行规范布设，以现代信息技术为支持进行监控，确保监控的全面化和实时化，以便更好的把握地面及各个地层在盾构掘进阶段的具体反映，并以此为依据来对盾构掘进技术工艺参数进行优化调整，从而为整个地铁盾构区间施工的顺利进行提供可靠支持，降低沉降的发生几率。
3.2保证注浆效果
为确保地铁盾构区间施工沉降获得一个良好的效果，在实际施工过程中，必须要控制好注浆数量，从理论上来说，空隙倍率需在 1.5-1.8 之间，必要情况下需要通过二次补注浆来达到良好的注浆效果。地铁盾构区间施工过程中，基于盾构常规段的实际情况出发，采取同步注浆的方式，加强注浆量控制，以确保满足地面沉降的整体要求。若实际施工过程中需要穿越建筑物、构筑物或者湖区等，则有必要采取双控措施，就是通过注浆压力控制和注浆量控制的协调配合，来提升浆液的整体饱满度，以便达到良好的注浆效果。盾尾施工过程中，需要加强同步注浆质量控制，确保其达到良好的密封状态，盾尾密封过程中需调整好油脂的实际用量，坚决不可出现漏水或者漏浆的情况。应当注意的是，地铁盾构区间施工过程中，为达到沉降控制具体要求，需要在常规段施工过程中保持盾尾同步注浆，对于穿越建筑物、构筑物或者湖区的施工，需要对已完成结构外侧的二次补注浆进行加强补浆，并对地面后期沉降进行严格控制，从而达到良好的盾构区间施工沉降控制效果。二次补注浆量的控制要以注浆压力控制为重点，以确保控制的有效性。
3.3严格控制土仓压力
地铁盾构区间施工沉降的处理，需要对土仓压力进行严格控制。也就是说，在实际施工过程中必须要保证推进速度的合理化与稳定性，结合图纸条件出发，对盾构掘进施工进行严格控制，以确保施工质量可靠。对于砂卵石层来说，在盾构区间施工过程中要控制好掘进施工速度，这与掘进土压波动幅度大存在一定关系，在这一方面土压控制也存在一定难度。在盾构掘进市广播那个过程中，要掌握好推进的速度，确保螺旋输送机转速适宜，并在加泥和泡沫的过程中控制好加入量，通过各个方面的协调配合，来对土仓压力进行科学控制，确保其处于稳定范围之内。土仓压力的有效控制，需要对螺旋输送机出土量与掘进速度之间关系进行调整，这就必须要依据信息技术来准确检测洞内外各项数据信息，并基于此来对土样进行具体分析，对围岩变化进行科学判断，此种方式下可以对地层特性进行反演，便于对土仓中设定平衡土压力进行科学调整，为整个地铁盾构区间施工的规范进行提供支持。
3.4合理的管片拼装方式
管片拼装是地铁盾构区间施工沉降控制过程中必须要重视的一个环节，必须要结合施工需求对待拼装管片加以确定，在拼管片的同时需要将这一部位的千斤顶收起，待拼装完成后，需令千斤顶处于顶紧的状态，之后方可对下一管片进行拼装。应当注意的是，若盾构处于长时间停顿状态，盾构机自身重量和上部土体压力往往会对盾构机机头产生作用，导致其出现下沉或者后缩的情况，前方土压明显降低，地面沉降随之出现。针对此种情况，在地铁盾构区间施工沉降的处理过程中，要注意顶紧盾构自身千斤顶，于后部衬砌或另外加设千斤顶，对盾构下半部和后部衬砌管片进行有效支撑，这就能够对盾构机前方土压和上方土样进行有效平衡，有效防范沉降问题的出现。
3.5保证线性准确
曲线段推进盾构机时，盾构环环纠偏的情况下，必须要控制好每次纠偏量，并坚持勤纠。若存在曲线及坡度变化或者软硬均匀度不足的问题，极易导致盾构机掘进过程中出现偏差，这就需要对盾构机姿态进行科学控制，对蛇形进行规范纠偏修正，最大程度上避免地层损失导致地层变形问题的出现。这一环节必须要控制好管片拼装方向，为盾构正确掘进提供支持条件。
3.6开展连续施工
地铁盾构区间施工过程中，若盾构长时间停机，则无法有效保护土仓压力，进而出现较大的地面沉降。因此在盾构区间施工过程中，要保证施工的连续性，尽量避免非正常停机，特殊情况下停机则需要控制好停机时间，科学选择停机位置，以便于地面监测，并实现安全保障。地铁盾构区间施工中必须要强化水玻璃、发泡剂、枕木等物质保障，也需要强化设备保障，包括盾构设备、龙门吊、充电机等，确保其性能优良且处于待使用状态，为整个地铁盾构施工的顺利进行提供支持。
结语
地铁工程大多处于城市繁华地段，周围存在较多建筑物和地下管线等，一旦沉降事故发生会严重影响正常生活，甚至加大工程成本。
参考文献：
[1] 刘强 . 地铁盾构区间施工沉降处理技术研究 [J]. 价值工程，2019，38（17）：148-150.
[2] 张建齐 . 地铁盾构施工对地表沉降的影响研究 [J]. 城市建设理论研究（电子版），2018，264（18）：119.