鄒洋

摘 要：本文對淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)中的沉降控制問題進(jìn)行了探討，文章從闡述淤泥地層的特性及沉降問題入手，進(jìn)一步分析了淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)出現(xiàn)沉降的根本原因，最后提出了淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)中的沉降控制措施。

關(guān)鍵詞：淤泥地層；盾構(gòu)掘進(jìn)；沉降問題；根本原因；控制措施

1 前言

隨著建筑施工行業(yè)的迅速進(jìn)步，各種新的工程類型不斷涌現(xiàn)，新的施工技術(shù)也層出不窮，比如，地鐵就是隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)步、交通體系不斷完善而出現(xiàn)的，而盾構(gòu)掘進(jìn)施工技術(shù)作為地鐵施工的常用技術(shù)，也得到了越來越多的關(guān)注，因盾構(gòu)掘進(jìn)而引起的土層沉降問題，也必須得到相關(guān)的重視和解決。

2 淤泥地層的特性及沉降問題

淤泥、淤泥性質(zhì)的土壤中，往往含有較大比例的水分，因此其具有明顯的壓縮性高，孔隙比大，抗剪能力弱等等特征。在原狀土一旦受到壓力或者震動之后，就很容易轉(zhuǎn)變?yōu)橄♂尩臓顟B(tài)，并且可能會引發(fā)進(jìn)一步的側(cè)向滑動問題，使得土層發(fā)生沉降和基底變形的不利局面。軟土除了會因為排水固結(jié)的原因?qū)е伦冃螁栴}外，還可能因為受剪應(yīng)力的作用下出現(xiàn)緩慢而持續(xù)的剪切變形，這都會給建筑的地基帶來不利，使其發(fā)生沉降或不穩(wěn)的問題。淤泥地層屬于高壓縮性的土質(zhì)，因此很容易因為體積的收縮出現(xiàn)地面和建筑物沉降的問題。加上軟土透水性弱的特質(zhì)，使得地基排水固結(jié)出現(xiàn)問題，這也會導(dǎo)致地基強(qiáng)度受損的后果。淤泥地層因為平面和厚度的分布不夠均衡，而形成不均勻沉降的情況，也是常見的問題類型。

3 淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)出現(xiàn)沉降的根本原因

3.1 地層損失

地層損失指的是在盾構(gòu)的施工階段所形成的實際開挖土體體積與竣工隧道體積的差，而導(dǎo)致地層損失出現(xiàn)又往往是因為幾個方面的具體原因。

首先，如果土倉的壓力設(shè)計不科學(xué)，就會使得開挖面的土體出現(xiàn)一定的移動。在盾構(gòu)掘進(jìn)的過程中，如果開挖面土體所受的推力會比原始的側(cè)向力更低，那么土體在后者的助推下會往盾構(gòu)方向發(fā)生位移，從而出現(xiàn)地層損失狀況，盾構(gòu)上部的地面會有一定的沉降問題。而與之相反，推力更大時，擠壓會導(dǎo)致土體向上、向前發(fā)生位移，最終地層損失，最終造成盾構(gòu)前上方的土體出現(xiàn)隆起問題。

其二，盾構(gòu)后退回縮。因為盾構(gòu)機(jī)采取的是液壓推進(jìn)的方式，所以盾構(gòu)暫停工作時，油缸壓力釋放會導(dǎo)致盾構(gòu)有一定程度的后退，盾構(gòu)刀盤和開挖面間存在縫隙，使得土體向下塌落，使得盾構(gòu)前方出現(xiàn)地層損失的問題。

其三，注漿充填不及時。在利用盾構(gòu)法進(jìn)行施工時，隧道的襯砌外圍會有一定的地層空隙，此時往往會采取隨盾構(gòu)推進(jìn)而注漿填充的方法加以處理。在施工階段，如果注漿壓力施加不合理，就可能會注漿量偏小、操作不及時等問題，使得襯砌外圍的土體向空隙中偏移，并且導(dǎo)致地層出現(xiàn)一定程度的損失。

3.2 受擾動土的固結(jié)

盾構(gòu)隧道土體會因盾構(gòu)施工而受到一定的干擾，會在盾構(gòu)隧道的周邊構(gòu)成一個超孔隙水壓力區(qū)。在盾構(gòu)經(jīng)過地層時，孔隙中的水被擠壓排出，導(dǎo)致地層出現(xiàn)一定的移動、地面有所下降。不僅如此，在盾構(gòu)推進(jìn)時，其帶來的擠壓、注漿效應(yīng)也會在周邊地層產(chǎn)生正值的超孔隙水壓區(qū)。在盾構(gòu)隧道在施工結(jié)束后的近期內(nèi)會因為孔隙水壓力復(fù)原而出現(xiàn)排水固結(jié)變形現(xiàn)象，這也是地面沉降問題發(fā)生的原因之一。

4 淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)中的沉降控制措施

4.1 地層狀況及沿線建筑物調(diào)查

在施工作業(yè)之前，需要對隧道施工現(xiàn)場周邊的地層基礎(chǔ)條件、沿線建筑物分布問題加以調(diào)查，從而設(shè)計出合理的沉降控制方案，以此起控制沉降的作用。結(jié)合當(dāng)前的地鐵施工實際狀況看，地層的調(diào)查分析工作已經(jīng)相對到位，而建筑物信息的搜集卻因為工作量太大的原因而存在一定的不足，從而給工程施工帶來十分不利的影響。

4.2 優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)

在盾構(gòu)施工中，參數(shù)是一個非常關(guān)鍵的要素，其中包括推進(jìn)的速度及力度、同步注漿、正面土壓等等，這些參數(shù)也會和地表沉降發(fā)生千絲萬縷的聯(lián)系。所以，在盾構(gòu)施工之前，就需要結(jié)合具體的地質(zhì)基礎(chǔ)狀況和相關(guān)的設(shè)計要點，選擇科學(xué)的參數(shù)，保證施工工作順利進(jìn)行，使得盾構(gòu)在施工作業(yè)環(huán)節(jié)一直處于最佳的控制掘進(jìn)狀態(tài)。

首先，試掘進(jìn)明確參數(shù)指導(dǎo)施工。因為地層條件、周圍環(huán)境和盾構(gòu)機(jī)的不同，會在后期的盾構(gòu)施工作業(yè)環(huán)節(jié)，采取試掘進(jìn)的恰當(dāng)操作，來科學(xué)確定不同的推進(jìn)參數(shù)。在施工階段，往往會把始發(fā)掘進(jìn)的前100m范圍確定為試掘進(jìn)的地段。在這一地段內(nèi)的盾構(gòu)施工過程中，必須通過分析嘗試確定并最終明確出具體的施工參數(shù)。

其次，土倉壓力的控制方面，土倉壓力會對開挖面的土體移動問題構(gòu)成直接的影響。如果土壓偏小，那么可能會引發(fā)土層向下沉降問題，反之則可能引起土層向上隆起。在淤泥質(zhì)粘土層的土質(zhì)條件下，其對應(yīng)的掘進(jìn)土倉壓力往往偏大，所以會把土倉壓力確定為理論值的 110%～125%。

其三，控制合理的同步注漿參數(shù)。同步注漿是控制或減少地層損失的關(guān)鍵措施。設(shè)置合理的注漿壓力和注漿量、選用優(yōu)配的注漿材料等，在盾構(gòu)推進(jìn)過程中及時填充襯砌外圍土體空隙，能有效控制地表沉降。目前，盾構(gòu)掘進(jìn)同步注漿已普遍采用“厚漿”技術(shù)，漿液材料具有良好的長期穩(wěn)定性及流動性、早期強(qiáng)度好、抗地下水稀釋性能好，且固結(jié)后體積收縮小、泌水性小。

4.3 信息化施工的指導(dǎo)

在盾構(gòu)掘進(jìn)的工作實踐中，結(jié)合前期監(jiān)測到的數(shù)據(jù)和各個施工參數(shù)的大小，進(jìn)行對比研究，并且在全面考慮工程現(xiàn)場狀況基礎(chǔ)上，對施工參數(shù)做必要的調(diào)整，以此起到使掘進(jìn)參數(shù)合理化、降低地層出現(xiàn)變形現(xiàn)象幾率的的作用。

5 結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)中的沉降控制的探討，意義重大。相關(guān)工作人員需要明確淤泥地層的特性及沉降問題，把握淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)出現(xiàn)沉降的根本原因，如地層損失、受擾動土的固結(jié)等等；在此基礎(chǔ)上，提出淤泥地層盾構(gòu)掘進(jìn)中的沉降控制措施，做好地層狀況及沿線建筑物調(diào)查，優(yōu)化盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，加強(qiáng)信息化施工的指導(dǎo)。

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