盾構法隧道施工引起的地面房屋變形控制措施

尹濤

摘要：下文以長沙市軌道交通5號線項目為依據，對其開展盾構施工期間，西湖樓群建筑造成的沉降以及傾斜這兩個變形現象如何進行控制展開了詳細論述，希望能夠為類似項目的建設施工提供一定的參考作用。

關鍵詞：盾構法；隧道施工；地面房屋變形；控制措施

下文以具體實例為基礎，對地面區域房屋建筑出現沉降以及傾斜問題的檢測情況進行收集、分析。借此方式得到使用盾構掘進方式開展具體施工時，地面區域出現的變形問題造成的影響程度，同時給出了對應的控制方法。

一、項目簡介

在對長沙市軌道交通5號線一期項目開展施工時，在其中的三一大道站～萬家麗北路站這一區間當中選擇盾構法開展具體的施建設工，這一區間當中左線部位的盾構從西湖樓群的側方向穿過，該區間當中右線部位的盾構機從三一大道路這一站出去后，在11.6m以后的位置上從西湖樓群當中下穿而過，這部分長度尺寸在110m左右。

該樓群的修筑時間是2004年，基礎部分的形狀為條形，其結構為1～3層磚混類型的結構，其中房屋相對較為老舊，墻體部分出現顯著的裂紋現象，使用人工方式開展監測工作相對困難，消耗的時間相對偏長，不可以在第一時間呈現出現場開展施工建設時，對樓群內部房屋結構造成的形變方面的影響；使用自動化開展監測工作的這一系統，可以改善、健全由人工開展監測工作期間存在的問題，在第一時間內對西湖樓當中房屋出現的變形問題進行反饋，保證施工過程中的安全問題。

二、控制對策介紹

（一）監測內容和其項目

根據施工設計文件當中提出的相關要求，對于從西湖樓樓群當中下穿而過的盾構機實施監測工作時，借助于自動化操作。由于該樓群當中的房屋建筑相對較為老舊，另外，其樁基礎部分普遍偏淺。因此對于其開展自動化監測工作時，使用的方式有兩個：第一個是借助于傾角形式的靜力水準儀開展檢測工作；第二個是借助于傾角形式的測斜儀開展檢測工作，該項目的詳細布點情況如下表1所示[1]。

表1 西湖樓樓群布點情況表

（二）自動化監測裝置進行布置的方式布設方法

1.布置傾角形式的靜力水準儀。①以西湖樓群當中的具體情況為依據，其整體建筑群能夠劃分成大約4個部分，選擇這一建筑群當中的四角位置和其中的承重墻作為布置監測點的區域。②為了保證傳感器的變化量在要求的區間之中，借助于人工形式的水準儀，對于靜力水準儀實際開展安裝施工的區域，在相同的標高區域實施放樣操作，同時把該水準儀用膨脹螺絲固定在墻體位置上。③將全部儀器借助于液管、信號線以及電源線等材料，使用串聯的形式組合到一起，同時整理靜液管、電源線和信號線，將其放置在順著墻角部位進行布置的塑鋼鋼管以及PVC管，形成固定類型的線槽。④開啟傳感器當中的上蓋，隨后對系統進行加水操作。對系統開展的注水操作結束以后，在所有傳感器的液面部位覆蓋一層硅油，將上蓋蓋上之后進行擰緊操作[2]。對于水管當中有無氣泡出現開展檢測工作，若是存在氣泡，就要將氣泡排放至傳感器中，直到把氣泡全部排完。另外，對于水管以及傳感器這兩個部位有無漏水點存在進行檢查。⑤將傳感器連接到采集模塊中，對于通訊裝置以及線路進行布置；對相關數據實施測量，必將測量得出的數據為基礎，對于傳感器本身的高度尺寸以及系統當中的加水量進行調整，保證所有數據不存在異常現象。

2.布置傾角形式的測斜儀

①西湖樓群當中南北兩個方向的墻體高度相對偏大，另外，存在少量裂紋現象，在對傾斜儀具體進行布置時，大多數是在這兩個墻體側方向的承重墻上。②直接把測斜儀錨固在墻體當中的中間區域，同時借助于電源線以及信號線將其連接到一塊，最后將其連接至采集模塊當中，在第一時間對數據進行傳輸操作。

三、控制方法介紹

（一）前倉部分的壓力

在具體開展施工時，前倉部分的壓力數值對于保證開挖施工面的穩定性十分重要。常規情況下，若是使用盾構施工，前倉部分的壓力與之前靜止狀態下的壓力相同，此時，土體部分不會出現過大的擾動現象。另外，其地層部分同樣不會發生過大的形變問題；若是前倉部分的壓力超過之前靜止狀態下的土壓力，則會導致前方區域的土體由于遭遇橫向劇烈擠壓，出現朝前方移動的情況。由于垂直方向上出現的泊松效應，造成土體部分發生上移問題，最終導致地面位置發生隆起，導致該區域內的房屋建筑出現傾斜問題；與之相對，開挖施工面部分的土體，因為本身承擔的支撐力不大導致出現后移現象。如果出土的速度太快，會導致開挖面部分前上方區域的土體出現塌落問題，最終造成地面部分出現沉降現象，從而引發該區域的房屋建筑發生沉降問題。

前倉部分的壓力應該按照隧道上方區域覆蓋土層的厚度存在的差異出現轉變，對底層部位出現的損失情況、降低地層部位出現的變形問題進行控制時，一項主要的內容是對土倉壓力進行修正，對土壓平衡進行高效設立。在這一項目建設施工期間，對于前倉部分的壓力具體取值情況進行標準計算。通過監測工作得出的結果能夠了解到，若是對土壓設置的太小，會導致地表區域出現的沉降問題偏大。按照對數據進行模擬得出的結果能夠了解到，地面區域的房屋建筑出現沉降問題有很大概率是由于土壓力導致的，推動土壓力得到顯著提升，能夠將其最后發生的沉降現象。還有，若是土壓力太大，會造成沉降問題出現顯著的差異變化[3]。

（二）掘進施工的速度

在對掘進施工速度方面的相關參數進行控制時，主要是讓土體部分最大限度地進行切削而不是發生擠壓現象。若是出現擠壓問題的程度太大，會造成前倉部分的內部壓出現差距，加大對地層部位產生的擾動問題。對盾構施工進行糾偏操作過程中，需要將其施工速度減小。聯系項目的實際情況，對于盾構施工期間的具體推進速度進行合理、高效的控制，以保證施工順利開展[4]。

四、結束語

使用盾構法開展施工時，若要控制地面區域房屋建筑出現的形變問題，還能夠通過同步注漿的方式實現，在具體使用時，同樣需要以實際項目為基礎。

參考文獻：

[1]何小林，王濤.盾構法隧道施工引起的地面沉降機理與控制[J].科技資訊，2012（17）：71-72.

[2]魏綱，姜鑫，張鑫海，等.地面出入式盾構法隧道施工引起的土體垂直變形[J].巖土力學，2018，39（3）.

[3]路雅君，唐振剛.淺析盾構隧道施工引起的地面沉降機理與控制措施[J].科學技術創新，2017（4）：255-256.

[4]顧俊，鄒定南，唐春剛.隧道盾構施工對周邊環境影響的數值分析[J].西部探礦工程，2010，22（4）：167-169.

（作者單位：中建隧道建設有限公司）