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1、盾构施工地面沉降控制技术摘要：随着现在对环境控制的要求越来越高，对盾构穿过城市中心重要建筑时的影响要求极为严格(一般要求施工时地面沉降控制在+10mm～－30mm之内)。盾构施工不可避免地干扰原土层的平衡状态，虽从理论上可实现无沉降施工，但限于目前工艺和施工手段、操作质量，几乎无法做到地面无沉降或隆起。关键词：盾构施工；沉降；监测一.工程概况大连地铁2号线201标段西安路站～交通大学站区间隧道起讫里程为DK16+787.331～DK18+443.793，全长1656.462米。区间出西安路站后，沿西安路方向斜向西南方向行走，穿越大连市发电厂、马
2、栏河转向，沿西部大通道侧边向西北方向走行，再次穿越马拦河后，穿越大连市自来水集团有限公司后并入黄河路，到达交通大学站，区间下穿建筑物较多，包括5、6、7层建筑物各1栋，2层2栋和1层3栋及大连市发电厂、大连市自来水集团有限公司大片厂房。地下管线密布，纵横交错，种类繁多。采用盾构法施工，区间隧道施工要在不影响临近建筑物和市政管线正常使用的条件下进行。二.沉降的基本规律根据盾构施工引起纵向地表沉降时间先后,按地表沉降变形曲线的形态,将纵向地表沉降划分为五个阶段：即盾构到达前地表沉降、盾构到达时的地表沉降、盾构通过时的地表沉降、盾尾建筑空隙引起的沉降
3、及后期地表固结沉降。1.盾构到达前地表沉降：盾构开挖面尚未到达测点以前的沉降或隆起主要是由密封仓压力波动引起,当密封仓压力偏低时造成盾构开挖面应力释放,引起地面沉降；反之,开挖面土体挤压,引起地面隆起。2.盾构到达时的地表沉降：开挖面到达测点,周围土体因开挖卸荷导致弹性或塑性变形发生,引起地面沉降；如开挖面设定压力过大时,产生隆起。3.盾构通过时的地表沉降：开挖面到达测点至盾尾离开测点期间发生的沉降或隆起.主要是由于盾壳向前移动过程中盾壳对地层的摩擦和剪切作用所引起，盾壳外壳表面在施工过程中被粘附上一层黏土或浆液,是盾壳体外周尺寸实际增大,从而
4、增大了盾构建筑空隙,亦增加了地表变形。4.盾尾建筑空隙引起的沉降：盾尾离开测点后发生的沉降。由于盾构机外径大于管片外径,盾尾离开测点后,在地层中遗留下来的建筑空隙就需要填充,以控制地表变形.但往往因盾尾壁后注浆不及时或注浆量,注浆压力,注浆部位,浆液配比和材料方面不适当,使建筑空隙未能及时填充形成支撑,盾尾脱出后,无支撑能力的软土不能自立,自行填充建筑空隙,造成地层应力释放。5.后期地表固结沉降：盾尾脱出约一周后的地表沉降。主要由底土蠕变而产生的塑性变形，包括超孔隙水压消散引起的主固结沉降和土体骨架蠕变引起的次固结沉降.三.区间隧道监测点布置1
5、．监测范围及布点原则主要对地铁隧道中心轴线两侧30m范围之内及盾构推进施工段前20m、后30m范围内的地表土体进行竖向位移测量，与施工同步进行。在中心轴线上以5m的间距布置土体沉降监测点，并且每隔50场面布置一条沉降剖面线，每条沉降剖面线布置7个沉降监测点（除中心轴线上监测点外，轴线两侧各设三个，布设方法为2m、4m、7m）。对重点管线要加密监测点。2．监测点埋设方法首先根据隧道中心轴线走坐标，然后用全站仪及根据实地地形地物进行中心轴线点的放样，确定需要埋设监测点的实地位置。剖面线监测点布设方法与轴线监测点相同。根据设计图纸现场踏勘，如部分点位
6、有障碍物遮挡，布点有困难，此时可适当将监测点位置沿中轴线方向前后位移布设。（1）基点埋设方法。基点应埋设在沉降影响范围以外的稳定区域，并且应埋设在视野开阔、通视条件较好的地方；基点数量根据需要埋设，基点要牢固可靠。（2）隆陷测点埋设用冲击钻在地表钻孔，然后放入长200mm～300mm，直径20mm～30mm的圆头钢筋，四周用水泥砂浆填实。3.地面监测在盾构施工中的作用和具体操作（1）作用盾构法施工是在地表面以下暗挖隧道的一种施工方法。近年来，由于盾构法在技术上的不断改进，机械化程度越来越高，对地层的适应性也越来越好。由于其埋置深度可以很深而不受
7、地面建筑物和交通的影响，因此在水底公路隧道、城市地下铁道和大型市政工程等领域均被广泛采用。随着城市隧道工程的增多，在道路、桥梁、建筑物下进行盾构隧道施工，就必须要求将地层移动减少到最底程度。为此，通过检测掌握由盾构施工引起的周围地层的移动规律及时采取必要的技术措施改进施工工艺，对于控制周围地层位移量，确保临近建筑物的安全是非常重要的。（2）监测方法、内容盾构法进出洞工程的施工监测与进出洞的方法有关，大多可参考基坑工程的监测方法。盾构法施工隧道时所需的监测内容可分为两大类：岩土介质和周围环境的监测及隧道结构的监测。其中岩土介质和周围环境的监测内容
8、包括：盾构正面土压力、地表沉降和位移、土体沉降和位移、土体应力和孔隙水压力、构筑物沉降和倾斜等项目。隧道结构的监测包括拱顶沉降和净空收敛。四．地面沉降
