张世奇
中交一公局集团有限公司 北京市 10000
摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进交通建设项目的增多。地下铁路是现代城市交通体系重要的组成部分，在城市建设、经济发展和提高人民生活水平方面发挥了重要作用。由于地铁主要设施位于地面以下，使得地下施工成为地铁建设工程的主体。在地铁地下施工过程中，地面沉降、塌陷和开裂等问题时有发生，不仅造成城市环境破坏，也给地铁工程自身带来巨大安全隐患。在地铁工程中，盾构结构施工往往会引发地表沉降现象，针对地铁盾构施工地表沉降问题进行深入研究，制定安全防范措施，对应数量和规模不断呈现上升趋势的地铁工程来说无疑是十分重要的。本文就地铁盾构下穿建筑物群地层沉降控制技术展开探讨。
关键词：地铁；盾构施工；地表沉降
引言
地铁逐渐成为当前时代下的一种重要交通方式，在极大程度上便利了广大居民的日常生活，同时也缓解了城市的交通压力。经过长期的发展，地铁的施工建设方式也在不断进步，相较于传统的明挖法，盾构法的施工效率有了很大程度的提高，一方面提高了施工的安全性，另一方面也缩短了工程的施工周期，顺应了行业的发展趋势，也满足了建设的实际需求。
1地表沉降机理
盾构掘进过程中引起地表沉降的根本原因是盾构施工对周围土体的扰动，其历时变化一般可分为5个阶段，即盾构到达前、盾构到达时、盾构通过时、盾构通过后、后续固结期沉降。其中，前4项沉降位移总和为即时地表沉降。即时地表沉降的大小反映了盾构掘进对土体的影响程度，以及盾构掘进中施工参数设置恰当与否。（1）盾构到达前的超前隆沉:发生在开挖面距测点水平距离5^20m范围内，一般表现为沉降，但沉降量很小，主要是盾构掘削引起地下水位降低所致。（2）盾构到达时的隆沉:发生在开挖面距测点水平距离0^'Sm范围内，当盾构掘进参数中的土压力值、推力值较大，出土量小于100%时，地表呈隆起状态;当土压力值、推力值较小，出土量大于100%时，地表呈沉降状态。（3）盾构通过时的沉降:发生在盾构开挖面至盾尾(即测点距开挖面为0}--L,L为盾体长度)范围内，一般表现为沉降，主要由盾构外壳与土层间形成的剪切滑动面附近的土层内产生剪切应力引起。（4）盾构通过后的瞬时隆沉:发生在盾尾离开测点0^-5m范围内，一般表现为沉降，主要由建筑空隙造成。建筑空隙是指管片拼装后与盾构外壳之间形成的空隙与盾构偏移隧道轴线引起的空隙之总和。若注浆不及时，会发生较大的沉降;若采用同步注浆，并及时、充足地注浆，则不易发生沉降;若过量注浆，则产生隆起。（5）后续固结期沉降:由盾构推进中对周围土体的扰动所引起，其与地表即时变形量有很好的对应关系，地面即时变形越大，周围土体的扰动程度越大，地面后期固结变形也越大。其特点是沉降时间很长，但沉降速率逐渐减小。
2沉降控制分析
小半径曲线盾构掘进时纠偏量较大，对土体扰动的增加易发生较大沉降量，相对直线段盾构施工，有以下几个因素影响沉降：
（1）小半径曲线掘进，盾构时刻处于纠偏状态，实际开挖面为一椭圆形，实际开挖体积超出理论开挖体积。
（2）盾构纠偏量较大，对土体的扰动也大，容易造成建筑物的后期沉降。
（3）小半径曲线掘进时将增加地层损失，如式（1）。
V=（0.5%～0.1%）×8L2πR/（R+Rc）式（1）式中，
L———盾构长度，m；
R———盾构外半径，m；
Rc———盾构掘进曲线半径，m。
（4）小半径曲线推进时地层跨度较大。
3地铁盾构下穿建筑物群地层沉降控制技术
3.1完善监测工作
科学合理的监测工作能够避免工程施工出现质量问题，但是在传统的地铁施工工作中，并没有将监测工作作为施工中的质量控制点，因此针对监测工作进行完善很有必要。结合实际的施工工作来看，对于监测工作的完善可以从以下几个方面入手：首先就是制定完善的监测制度，从而为后期的监测工作提供一个硬性标准，伴随施工的逐步发展，监测制度也要不断进行完善，并对以往的监测经验进行总结；其次就是安排专业的监测人员，定时推进监测工作，也能提高监测工作的效率；最后就是对先进的监测设备进行利用，因为当前的一些监测技术相较之传统的人工监测，不仅监测周期比较长，同时也能对监测工作中的一些重点进行把握，能够实现对整个工程施工的动态监测。
3.2切实做好注浆作业
（1）严格控制注浆速度。为保障注浆效果，浆液填充速度要尽可能与盾构机挖掘速度保持一致，最大限度降低盾尾空隙的产生，从而避免由于盾尾空隙造成的沉降。需要注意的是，如果注浆速度过快，会导致盾尾漏浆现象发生，也会对施工造成不利影响。具体注浆速度要根据施工实际情况确定。（2）准确把握注浆时间。从上面沉降原因分析可以看出，注浆的不及时是导致沉降发生的重要原因。在盾构施工时，必须把握好注浆的时机，一般情况而言，最理想的注浆时机应该是管片脱开盾尾的时间。
3.3推进加固措施
在具体的施工工作开始前，往往需要进行相关的仿真实验，对试验的相关数据进行把握，能够为后期的施工提供导向，加固工作就是其中的重点，加固措施的具体类型比较多，预注浆工作是其中的代表。如果在施工过程中，桩基无法达到工程施工的需求，这时就可以采取一定的预注浆措施，从而提高桩基的承载能力，一方面能够提高工程施工的质量，另一方面也能保障施工的安全性。除此之外，如果桩基出现了隧道的入侵，可以进行一定的桩基托换工作。加固措施的选用需要施工人员结合工程需求发挥自身的能动性。伴随行业的发展和施工技术的进步，加固措施也在趋于多样化发展。
3.4科学设置掘进土压力参数
盾构施工中需要重点控制的土压力参数包括地层土压力、地下水压力和预备压力三个参数。根据施工要求不同，压力参数的确定方法也不一样。对于深埋隧道施工，由于不确定因素较多，难以精确计算，可在遵循相关设计规范的基础上，结合试掘进期间取得的数据进行确定。浅埋隧道施工需要计算的土压力较多，需要按照各自相应的公式计算，然后结合以往经验进行选择。
3.5利用先进技术
在当前时代下，科学技术的发展速度比较快，技术水平也不断提高，在施工过程中对这些先进的施工技术进行利用能够提高施工工作的针对性和施工效率。在施工的监测和控制环节中都可以对先进技术进行利用，在先进技术的利用过程中，有以下几项重点：首先就是对行业以往的发展经验进行总结，从而为行业的后期技术应用提供导向；其次就是结合施工单位自身的实际情况和实际需求，譬如施工单位自身的经济实力；最后就是进行相关技术的整合，从而实现行业施工技术的创新，为行业的发展持续提供活力。行业在发展的过程中要做好相关的发展规划，同时顺应行业和时代的发展潮流，保障整个施工的质量。
结语
综上所述，地铁盾构施工造成的地表沉降问题无法完全避免，但在对沉降机理和影响因素的深入分析的基础上，可以通过科学有效的措施予以控制和减轻。随着我国城市现代化建设步伐的逐步加快，地铁工程建设事业必将迎来更大的发展空间。技术人员要认真分析地下施工对周边城市环境的影响，不断开发出效果更好、成本更低、更加简便易行的控制措施，确保地铁施工的顺利进行和城市生活的和谐安宁。
参考文献
[1]邓温妮，黄茂松.盾构隧道施工引起地面沉降的分析方法[J].湖南大学学报，2018，11.
[2]韩学诠.盾构施工地面沉降控制[J].铁道建筑技术，2019，6.
[3]唐建刚，唐仙，潘海泽，等.地铁盾构法施工地面沉降控制管理研究[J].科技资讯，2019，31（31）：132.
[4]赵永新.盾构法地铁施工过程中的地面沉降控制[J].工程技术（文摘版），2019（1）：88-89.