盾构法隧道施工引起的地面房屋变形控制措施
摘要：下文以长沙市轨道交通5号线项目为依据，对其开展盾构施工期间，西湖楼群建筑造成的沉降以及倾斜这两个变形现象如何进行控制展开了详细论述，希望能够为类似项目的建设施工提供一定的參考作用。
关键词：盾构法；隧道施工；地面房屋变形；控制措施
下文以具体实例为基础，对地面区域房屋建筑出现沉降以及倾斜问题的检测情况进行收集、分析。借此方式得到使用盾构掘进方式开展具体施工时，地面区域出现的变形问题造成的影响程度，同时给出了对应的控制方法。
一、项目简介
在对长沙市轨道交通5号线一期项目开展施工时，在其中的三一大道站～万家丽北路站这一区间当中选择盾构法开展具体的施建设工，这一区间当中左线部位的盾构从西湖楼群的侧方向穿过，该区间当中右线部位的盾构机从三一大道路这一站出去后，在11.6m以后的位置上从西湖楼群当中下穿而过，这部分长度尺寸在110m左右。
该楼群的修筑时间是2004年，基础部分的形状为条形，其结构为1～3层砖混类型的结构，其中房屋相对较为老旧，墙体部分出现显著的裂纹现象，使用人工方式开展监测工作相对困难，消耗的时间相对偏长，不可以在第一时间呈现出现场开展施工建设时，对楼群内部房屋结构造成的形变方面的影响；使用自动化开展监测工作的这一系统，可以改善、健全由人工开展监测工作期间存在的问题，在第一时间内对西湖楼当中房屋出现的变形问题进行反馈，保证施工过程中的安全问题。
二、控制对策介绍
（一）监测内容和其项目
根据施工设计文件当中提出的相关要求，对于从西湖楼楼群当中下穿而过的盾构机实施监测工作时，借助于自动化操作。由于该楼群当中的房屋建筑相对较为老旧，另外，其桩基础部分普遍偏浅。因此对于其开展自动化监测工作时，使用的方式有两个：第一个是借助于倾角形式的静力水准仪开展检测工作；第二个是借助于倾角形式的测斜仪开展检测工作，该项目的详细布点情况如下表1所示[1]。
表1 西湖楼楼群布点情况表
（二）自动化监测装置进行布置的方式布设方法
1.布置倾角形式的静力水准仪。①以西湖楼群当中的具体情况为依据，其整体建筑群能够划分成大约4个部分，选择这一建筑群当中的四角位置和其中的承重墙作为布置监测点的区域。②为了保证传感器的变化量在要求的区间之中，借助于人工形式的水准仪，对于静力水准仪实际开展安装施工的区域，在相同的标高区域实施放样操作，同时把该水准仪用膨胀螺丝固定在墙体位置上。③将全部仪器借助于液管、信号线以及电源线等材料，使用串联的形式组合到一起，同时整理静液管、电源线和信号线，将其放置在顺着墙角部位进行布置的塑钢钢管以及PVC管，形成固定类型的线槽。④开启传感器当中的上盖，随后对系统进行加水操作。对系统开展的注水操作结束以后，在所有传感器的液面部位覆盖一层硅油，将上盖盖上之后进行拧紧操作[2]。对于水管当中有无气泡出现开展检测工作，若是存在气泡，就要将气泡排放至传感器中，直到把气泡全部排完。另外，对于水管以及传感器这两个部位有无漏水点存在进行检查。⑤将传感器连接到采集模块中，对于通讯装置以及线路进行布置；对相关数据实施测量，必将测量得出的数据为基础，对于传感器本身的高度尺寸以及系统当中的加水量进行调整，保证所有数据不存在异常现象。
2.布置倾角形式的测斜仪
①西湖楼群当中南北两个方向的墙体高度相对偏大，另外，存在少量裂纹现象，在对倾斜仪具体进行布置时，大多数是在这两个墙体侧方向的承重墙上。②直接把测斜仪锚固在墙体当中的中间区域，同时借助于电源线以及信号线将其连接到一块，最后将其连接至采集模块当中，在第一时间对数据进行传输操作。
三、控制方法介绍
（一）前仓部分的压力
在具体开展施工时，前仓部分的压力数值对于保证开挖施工面的稳定性十分重要。常规情况下，若是使用盾构施工，前仓部分的压力与之前静止状态下的压力相同，此时，土体部分不会出现过大的扰动现象。另外，其地层部分同样不会发生过大的形变问题；若是前仓部分的压力超过之前静止状态下的土压力，则会导致前方区域的土体由于遭遇横向剧烈挤压，出现朝前方移动的情况。由于垂直方向上出现的泊松效应，造成土体部分发生上移问题，最终导致地面位置发生隆起，导致该区域内的房屋建筑出现倾斜问题；与之相对，开挖施工面部分的土体，因为本身承担的支撑力不大导致出现后移现象。如果出土的速度太快，会导致开挖面部分前上方区域的土体出现塌落问题，最终造成地面部分出现沉降现象，从而引发该区域的房屋建筑发生沉降问题。
前仓部分的压力应该按照隧道上方区域覆盖土层的厚度存在的差异出现转变，对底层部位出现的损失情况、降低地层部位出现的变形问题进行控制时，一项主要的内容是对土仓压力进行修正，对土压平衡进行高效设立。在这一项目建设施工期间，对于前仓部分的压力具体取值情况进行标准计算。通过监测工作得出的结果能够了解到，若是对土压设置的太小，会导致地表区域出现的沉降问题偏大。按照对数据进行模拟得出的结果能够了解到，地面区域的房屋建筑出现沉降问题有很大概率是由于土压力导致的，推动土压力得到显著提升，能够将其最后发生的沉降现象。还有，若是土压力太大，会造成沉降问题出现显著的差异变化[3]。
（二）掘进施工的速度
在对掘进施工速度方面的相关参数进行控制时，主要是让土体部分最大限度地进行切削而不是发生挤压现象。若是出现挤压问题的程度太大，会造成前仓部分的内部压出现差距，加大对地层部位产生的扰动问题。对盾构施工进行纠偏操作过程中，需要将其施工速度减小。联系项目的实际情况，对于盾构施工期间的具体推进速度进行合理、高效的控制，以保证施工顺利开展[4]。
四、结束语
使用盾构法开展施工时，若要控制地面区域房屋建筑出现的形变问题，还能够通过同步注浆的方式实现，在具体使用时，同样需要以实际项目为基础。
参考文献：
[1]何小林，王涛.盾构法隧道施工引起的地面沉降机理与控制[J].科技资讯，2012（17）：71-72.
[2]魏纲，姜鑫，张鑫海，等.地面出入式盾构法隧道施工引起的土体垂直变形[J].岩土力学，2018，39（3）.
[3]路雅君，唐振刚.浅析盾构隧道施工引起的地面沉降机理与控制措施[J].科学技术创新，2017（4）：255-256.
[4]顾俊，邹定南，唐春刚.隧道盾构施工对周边环境影响的数值分析[J].西部探矿工程，2010，22（4）：167-169.
（作者单位：中建隧道建设有限公司）