盾構法施工地層變形控制措施

　　1、近接施工管理

　　首先，詳細調查工程條件、地質條件、環境條件(即既有結構物現況與安全要求)，在調查基礎上進行分析與預測、制定防護措施;其次，制定專項施工方案;最后，施工過程中通過監控量測反饋指導施工而確保既有結構物安全。

　　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、盾構直徑、隧道線形、襯砌背后間隙、襯砌種類等。靜態(間種厚直線)

　　直接原因由盾構掘進引發，主要有開挖面失穩、地下水位降低、推力過大、頻繁糾偏、洞體土層失穩、盾體與洞體的摩擦力、襯砌背后產生間隙、注漿壓力、襯砌變形、襯砌漏水等。(動態)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) 地層應力釋放產生的彈塑性變形，導致地層反力降低;

　　(2) 土壓增大產生的壓縮變形，導致垂直土壓增大或地層反力降低;

　　(3) 附加土壓產生的彈塑性變形，導致作用土壓增大;

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

　　3、地層變形機理

　　①盾構到達該斷面之前，主要表現為地下水位降低產生固結沉降。

　　②盾構通過該斷面前，若盾構控制土壓(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。

　　③發生在盾構通過該斷面時，由于超挖、糾偏、盾構外周與周圍土體的摩擦等原因而發生地層沉降或隆起。

　　④盾構通過該斷面后產生的彈塑性變形;若襯砌背后與洞體的空隙填充不及時，造成地層應力釋放，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，則附加土壓引發地層隆起。

　　⑤盾構通過該斷面后長時間地發生后續沉降，主要由于盾構掘進造成的地層擾動、松弛等引起，在軟弱黏性土地層中施工表現最為明顯，而在砂性土或密實的硬黏性土中施工基本不發生。

　　4、密閉式盾構掘進地層變形控制措施

　　(一)前期沉降控制

　　1.前期沉降控制的關鍵是保持地下水壓。

　　2.保持地下水壓措施：

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

　　(2)保持開挖面土壓(泥水壓)穩定的前提條件：對于土壓式盾構是泥土的塑流化改良效果，應根據地層條件選擇適宜的改良材料與注入參數;而對于泥水式盾構則是泥漿性能，應根據地層條件選擇適宜的泥漿材料與配合比。

　　(3)防止地下水從盾構機、盾尾以及拼裝好的襯砌結構滲入。為此，應保持盾構機刀盤驅動、鉸接、盾尾等部位密封完好，保證盾尾密封油質注入壓力與注入量，管片密封與拼裝質量滿足規范要求。

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

　　(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，真正實現土壓(泥水壓)平衡。

　　2.通常采取的措施有：

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

　　(2)保持開挖面土壓(泥水壓)穩定的前提條件：對于土壓式盾構是泥土的塑流化改良效果，應根據地層條件選擇適宜的改良材料與注入參數;而對于泥水式盾構則是泥漿性能，應根據地層條件選擇適宜的泥漿材料與配合比。

　　(3)加強排土量控制。

　　(4)對于土壓式盾構，必要時還應對盾構推力、推進速度、刀盤扭矩等盾構參數進行控制。

　　(三)通過時沉降(隆起)控制

　　通過時沉降(隆起)控制措施主要有2種：

　　1. 控制好盾構姿態，避免不必要的糾偏作業。出現偏差時，本著“勤糾、少糾、適度”的原則操作。在較硬地層掘進的場合，糾偏時或曲線掘進時需要超挖，應合理確定超挖半徑與超挖范圍，盡可能減少超挖。

　　2.土壓式盾構在軟柔或松散地層掘進時，盾構外周與周圍土體的黏滯阻力或摩擦較大時，應采取注漿減阻措施。

　　(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，及時填充尾部空隙。

　　2.根據地質條件、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構及時穩定。

　　3.加強注漿量與注漿壓力控制。

　　4.及時進行二次注漿。

　　(五)后續沉降控制

　　后續沉降主要在軟弱黏性土地層中施工時發生，主要控制措施是：

　　1.盾構掘進、糾偏、注漿等作業時，盡可能減小對地層的擾動。

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

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