盾構(gòu)法施工地層變形控制措施

　　1、近接施工管理

　　首先，詳細(xì)調(diào)查工程條件、地質(zhì)條件、環(huán)境條件(即既有結(jié)構(gòu)物現(xiàn)況與安全要求)，在調(diào)查基礎(chǔ)上進(jìn)行分析與預(yù)測、制定防護(hù)措施;其次，制定專項(xiàng)施工方案;最后，施工過程中通過監(jiān)控量測反饋指導(dǎo)施工而確保既有結(jié)構(gòu)物安全。

　　2、地層變形原因 ：分為條件因素和直接原因兩類。

　　條件因素主要有：覆土厚度、盾構(gòu)直徑、隧道線形、襯砌背后間隙、襯砌種類等。靜態(tài)(間種厚直線)

　　直接原因由盾構(gòu)掘進(jìn)引發(fā)，主要有開挖面失穩(wěn)、地下水位降低、推力過大、頻繁糾偏、洞體土層失穩(wěn)、盾體與洞體的摩擦力、襯砌背后產(chǎn)生間隙、注漿壓力、襯砌變形、襯砌漏水等。(動(dòng)態(tài))雖然地層變形的直接原因有很多，但大體可分為以下4類：

　　(1) 地層應(yīng)力釋放產(chǎn)生的彈塑性變形，導(dǎo)致地層反力降低;

　　(2) 土壓增大產(chǎn)生的壓縮變形，導(dǎo)致垂直土壓增大或地層反力降低;

　　(3) 附加土壓產(chǎn)生的彈塑性變形，導(dǎo)致作用土壓增大;

　　(4)伴隨土的物理性能變化產(chǎn)生的彈塑性變形以及徐變變形，導(dǎo)致地層承載能力降低。

　　3、地層變形機(jī)理

　�、俣軜�(gòu)到達(dá)該斷面之前，主要表現(xiàn)為地下水位降低產(chǎn)生固結(jié)沉降。

　�、诙軜�(gòu)通過該斷面前，若盾構(gòu)控制土壓(泥水壓)不足或過大，則開挖面正前方土體彈塑性變形引起地層沉降或隆起。

　�、郯l(fā)生在盾構(gòu)通過該斷面時(shí)，由于超挖、糾偏、盾構(gòu)外周與周圍土體的摩擦等原因而發(fā)生地層沉降或隆起。

　�、芏軜�(gòu)通過該斷面后產(chǎn)生的彈塑性變形;若襯砌背后與洞體的空隙填充不及時(shí)，造成地層應(yīng)力釋放，則土體的彈塑性變形引起地層沉降;若襯砌背后的填充注漿壓力過高，則附加土壓引發(fā)地層隆起。

　�、荻軜�(gòu)通過該斷面后長時(shí)間地發(fā)生后續(xù)沉降，主要由于盾構(gòu)掘進(jìn)造成的地層擾動(dòng)、松弛等引起，在軟弱黏性土地層中施工表現(xiàn)最為明顯，而在砂性土或密實(shí)的硬黏性土中施工基本不發(fā)生。

　　4、密閉式盾構(gòu)掘進(jìn)地層變形控制措施

　　(一)前期沉降控制

　　1.前期沉降控制的關(guān)鍵是保持地下水壓。

　　2.保持地下水壓措施：

　　(1)合理設(shè)定土壓(泥水壓)控制值并在掘進(jìn)過程中保持穩(wěn)定，以平衡開挖面土壓與水壓。

　　(2)保持開挖面土壓(泥水壓)穩(wěn)定的前提條件：對于土壓式盾構(gòu)是泥土的塑流化改良效果，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的改良材料與注入?yún)?shù);而對于泥水式盾構(gòu)則是泥漿性能，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的泥漿材料與配合比。

　　(3)防止地下水從盾構(gòu)機(jī)、盾尾以及拼裝好的襯砌結(jié)構(gòu)滲入。為此，應(yīng)保持盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動(dòng)、鉸接、盾尾等部位密封完好，保證盾尾密封油質(zhì)注入壓力與注入量，管片密封與拼裝質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

　　(4)土壓式盾構(gòu)在地下水位高且滲透性好的地層掘進(jìn)時(shí)，采取有效的防噴涌措施，以防止地下水從螺旋輸送機(jī)涌入。

　　(二)開挖面前沉降(隆起)控制

　　1.開挖面前沉降(隆起)控制的主要措施是土壓(泥水壓)管理，真正實(shí)現(xiàn)土壓(泥水壓)平衡。

　　2.通常采取的措施有：

　　(1)合理設(shè)定土壓(泥水壓)控制值并在掘進(jìn)過程中保持穩(wěn)定，以平衡開挖面土壓與水壓。

　　(2)保持開挖面土壓(泥水壓)穩(wěn)定的前提條件：對于土壓式盾構(gòu)是泥土的塑流化改良效果，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的改良材料與注入?yún)?shù);而對于泥水式盾構(gòu)則是泥漿性能，應(yīng)根據(jù)地層條件選擇適宜的泥漿材料與配合比。

　　(3)加強(qiáng)排土量控制。

　　(4)對于土壓式盾構(gòu)，必要時(shí)還應(yīng)對盾構(gòu)推力、推進(jìn)速度、刀盤扭矩等盾構(gòu)參數(shù)進(jìn)行控制。

　　(三)通過時(shí)沉降(隆起)控制

　　通過時(shí)沉降(隆起)控制措施主要有2種：

　　1. 控制好盾構(gòu)姿態(tài)，避免不必要的糾偏作業(yè)。出現(xiàn)偏差時(shí)，本著“勤糾、少糾、適度”的原則操作。在較硬地層掘進(jìn)的場合，糾偏時(shí)或曲線掘進(jìn)時(shí)需要超挖，應(yīng)合理確定超挖半徑與超挖范圍，盡可能減少超挖。

　　2.土壓式盾構(gòu)在軟柔或松散地層掘進(jìn)時(shí)，盾構(gòu)外周與周圍土體的黏滯阻力或摩擦較大時(shí)，應(yīng)采取注漿減阻措施。

　　(四)尾部空隙沉降(隆起)控制

　　尾部空隙沉降(隆起)控制的關(guān)鍵是采用適宜的襯砌背后注漿措施，主要有：

　　1.用同步注漿方式，及時(shí)填充尾部空隙。

　　2.根據(jù)地質(zhì)條件、工程條件等因素，合理選擇單液注漿或雙液注漿，正確選用注漿材料與配合比，以便拼裝好的襯砌結(jié)構(gòu)及時(shí)穩(wěn)定。

　　3.加強(qiáng)注漿量與注漿壓力控制。

　　4.及時(shí)進(jìn)行二次注漿。

　　(五)后續(xù)沉降控制

　　后續(xù)沉降主要在軟弱黏性土地層中施工時(shí)發(fā)生，主要控制措施是：

　　1.盾構(gòu)掘進(jìn)、糾偏、注漿等作業(yè)時(shí)，盡可能減小對地層的擾動(dòng)。

　　2.若后續(xù)沉降過大不滿足地層沉降要求，可采取向特定部位地層內(nèi)注漿的措施。

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