地铁隧道盾构施工问题与对策

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1、地铁隧道盾构施工问题与对策摘要：随着现代工程技术的发展,盾构法隧道施工在地铁建设中的应用更加广泛。盾构法是机械化的暗挖法施工，通过盾构的外壳和管片进行隧道的支撑。盾构既是一种施工工具，也是一种强有力的临时支撑结构。为了保护城市地下道路、上下水道、电力通信、还有各种公共基础设施，盾构法是隧道施工的首选，但由于隧道建设要空间跨越己有的建筑物，因而在盾构施工过程中就存在一系列的问题，研宄问题的对策便显得至关重要。关键词：地铁隧道；盾构法；对策引言近年来，为了适应城市的现代化建设和满足城市居民不断增长的

2、出行需求，全国各地的地铁建设不断发展，为人们的出行提供了巨大的保障。然而，在地铁隧道建设中关于引进盾构法所带来的问题不容忽视，如何加强盾构施工的安全性应是研宄的重点。木文以深圳地铁11号线区间隧道建设为例，在地铁隧道盾构施工出现的问题的基础上提出解决的对策。一、关于盾构法的简介1.1盾构法的概念盾构法施工是以盾构机为隧道掘进设备，以盾构机的盾壳作支护，用前端刀盘切削土体，由千斤顶顶推盾构机前进，以开挖面上拼装预制好的管片作衬砌，从而形成隧道的施工方法。1.2盾构的原理及其优缺点盾构的基木原理是基

3、于一圆柱形的钢组件沿隧洞轴线被向前推进的同时开挖土壤。该钢组件总是防护着开挖出的空间，直到初步或最终隧洞衬砌建成。盾构必须承受周围地层的压力，而且要防止地下水的侵入。盾构法隧道的优缺点对比如下表：盾构法的优点盾构法的缺点1.安全开挖和衬砌，掘进速度快1.盾构机械造价较昂贵，隧道的衬砌、运输、拼装、机械安装等工艺较复杂。2.盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施工劳动强度低。2.在饱和含水的松软地层中施工，地表沉陷风险极大。3.不影响地面交通与设施，同吋不影响地下管线等设施。3.需

4、要设备制造、气压设备供应、衬砌管片预制、衬砌结构防水与堵漏、施工测量、场地布置、盾构转移等施工技术的配合，系统工程协调难。4.穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件的影响，施工没有噪咅和扰动。4.建造短于750m的隧道没冇经济性；对隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅吋，施工难度大。5.在松软含水地层中修建埋深较长的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。5.隧道断面变化的可能性小，断面如需变化吋，费用较高。1.3盾构型式主要有：泥浆式盾构、土压平衡式盾构、敞开式盾构、压缩空气式盾构、组合

5、式盾构等等。二、盾构法在施工过程中会出现的问题2.1地面沉降问题2.1.1地面沉降概念地面沉降主要是由于施工过程中开挖面的应力释放和附加应力等引起的地层变形。由于盾构施工是在岩石体内部进行的，所以无论开挖的深度大小，都会对岩体周围的土层产生扰动，从而影响地表形态。2.1.2盾构法施工沿隧道纵向的地面沉降可划分为5个阶段。(1)盾构到达前的地层沉降，即盾构机未到达土体吋地表就己发生了变化，该影响限于10m〜15m以内。这主要是由盾构推进土压力的波动引起的。(2)盾构到达吋的底层沉降，即开挖时土层的

6、沉降，自开挖面距观测点约3m〜10m时，直到开挖面位于观测点正下方之间所产生沉降现象。这多是由于土体应力释放或盾构反向土仓压力引起的土层塑性变形所引起的。(1)盾构机通过时的沉降，即盾构切口到达测点起至尾部离开测点之间发生的沉降。这阶段的沉降主要是由盾壳向前移动吋与周围土体之间形成的剪切滑动面造成土体被扰动，这一阶段的沉降占总沉降的35%〜40%。(2)盾尾间隙沉降，即盾尾通过测点后所导致的地表沉降，其大约在尾部通过测点后0〜20m内产生影响。这往往是因为注浆不及时或注浆量不足,使得土体向空隙填

7、入，造成土层应力释放而引起的地表变化。这个阶段的沉降占总沉降的40%〜45%。(3)后续沉降，即盾尾离开土体一周后的地表沉降，其原因是前面作用累计导致的，这反映了地层沉降的时间效应。这个阶段的地面沉降不超过总沉降的10%O综上所述，盾构施工过程中，第三和第四阶段的地面沉降所占比例最大，所以对其控制也很重要。2.1.3导致地面沉降的原因冇内外因之分，主要包括以下几点：(1)地质条件：据研究表明，盾构施工对地表沉降的影响应地层状况而各异。(2)土体性质：不同性质的土体对地表沉降的程度也不同。(3)覆

8、土厚度h和盾构外径d:最人地面沉降随覆土厚度h和盾构外径d的比值即h/d的增大而减少。(4)地下水位变化：施工过程中的地层中水位的变化也会导致地层变形，引起沉降现象发生。(5)盾构施工姿态：盾构推过程中，土压仓压力过大或过小都引起地层沉降。(6)若注浆不及时或注浆量不足都会引起地层变形。2.2地层损失盾构推进引起的土体位移由盾构前的地表位移；盾构通过时的位移；盾构离开后的土体固结三部分组成。相比较而言，盾构前的地表位移发生的可能性较小，而盾构离开后的土体固结需要几个月的时间才会确定，因此，盾构机