盾构法隧道沉降测量与控制技术研究

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1、摘要：针对盾构法施工中隧道沉降测量与控制问题，从多个方面加以论述盾构机本身特性及隧道沉降测量与控制的技术特点难点，围绕影响隧道沉降测量与控制的相关因素，进行分析，采取相应的技术措施进行控制，力求完善掌握隧道沉降的测量技术与隧道沉降的控制技术，经实践应用效果良好。关键词：盾构，隧道，沉降，测量，控制措施中图分类号：U45文献标识码：A概述：随着盾构施工方法在天津地铁1号线、2号线及津滨轻轨工程中的逐步应用推广，盾构法在城市轨道交通工程中应用的优势及先进性尤为突出，倍受青睐。但盾构施工方法，技术含量较高，难度较大。

2、根据以往的类似施工经验,盾构法施工中隧道沉降测量与控制的技术含量高，施工控制难度大，直接影响到成隧道的最终施工质量，决定着隧道施工的成败。1、课题研究载体概况本课题研究载体是沈阳市地铁一号线一期工程土建第十五合同段工程市地铁十五合同段包括一站两区间即：小什字街至滂江街站盾构区间，滂江街站，滂江街站至黎明文化宫明、暗挖区间。小什字街至滂江街站盾构区间隧道坐落于沈阳市大东区沈海立交桥南端，大致呈东西走向，东起滂江街站西端头井，西至小什字街站。穿行过中捷厂后沿珠林路、小东路之下。小什字街站〜滂江街站盾构区间起始里程为

3、DK18+863.5广DK20+388.550,盾构区间左线长1526.548m、右线长1525.04m隧道单线长度为3051.588m。包括一座联络通道。盾构主要穿越地层结构组成为：杂填土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂、圆砾。根据本工程的地质条件，盾构机本身特性及隧道沉降测量与控制的技术特点难点，围绕影响隧道沉降测量与控制的相关因素，进行分析，采取相应的技术措施进行控制。主要确定了轴线测量基准测量控制，盾构机姿态测量控制，成环管片位置测量控制，隧道位移变形测量控制，盾构始发、到达段沉降控制，不同线型区段沉降控制，

4、不同地质状况中同步注浆及二次注浆对沉降控制的影响等研究内容。2、课题的重要性及在国内外研究现状盾构法施工早在19世纪末20世纪初便在欧洲得以广泛应用。随着我国先进施工技术的引进和发展，上海于50-60年代在我国最早应用盾构法施工技术。天津在70年代也曾试图引进此项技术，但未能如愿，直至2003年天津地铁1号线才首次应用盾构法施工技术。国内外盾构测量与控制技术也随着盾构施工的发展与广泛应用，而日增完善和提高，传统人工测量方式与现代自动测量系统交叉应用，相互校验复核。地表沉降值是衡量开挖方式是否合适的关键指标，因此

5、监测和预测地表沉降有重要的实际意义。由于盾构法具有不影响地面交通、对周围建（构）筑物影响较小、适应软弱地质条件、施工速度快等优点，在地铁工程中得到广泛应用。地下施工不可避免地会对周围土层产生扰动，从而引起地面沉降（或隆起），这将使邻近建筑物受到不同程度的影响，并可能危及地下电缆、水管、煤气管道等设施的正常使用。因此,究竟会发生多大的沉降或隆起，会不影响相邻建筑物的安全，是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。所以，在施工中对隧道沿线进行地表沉降监测是必不可少。它能使现场施工人员及时了解由盾构推进所引起的地面沉降及附近

6、建筑物或地下管线因此受到的危害程度，以便拟定有效保护措施，并对其实施效果进行跟踪监督。地表沉降的影响因素及其发展过程：影响盾构隧道地表沉降因素有土仓压力、地层性质、盾尾注桨开始时刻、注浆量和注浆压力、出土量及盾构推进速度等，而地表沉降是这些因素综合影响的结果。地层沉降主要取决于地层类型、盾构机类型及施工状况。沉降历时曲线可分为5个阶段：先行沉降：指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距离（数十米）开始，直到开挖面到达观测点之前所产生的沉降。开挖面前的沉降和隆起：指自开挖面距观测点极近(约几米)时直至开挖面位于观测点

7、正下方之间所产生的沉降或隆起现象。盾尾沉降：指从开挖面到达观测点的正下方之后直到盾构机尾部通过观测点为止这一期间所产生的沉降，主要是土的扰动所致。盾尾空隙沉降：指盾构机的尾部通过观测点的正下方之后所产生的沉降，是盾尾空隙的土体应力释放所引起的弹塑性变形。后续沉降：指固结和蠕变残余变形沉降，主要是地基扰动所致。这些沉降多非同时发生，地基条件和施工状况不同，沉降的类型也有所不同。因此隧道沉降测量与控制技术一直是我国盾构法施工中的一大技术重点。3、具体实施方法(1)监测仪器电子水准仪、钢钢尺，量测精度为0.3mm/k

8、m(2)监测方法①建筑物沉降监测监测点埋设：监测前在便于监测高度处布设监测点，每个基础角点均布设监测点，且满足15〜20m的间距要求。监测点均用222半圆头L型钢筋，采用水泥砂浆埋置稳固牢靠，对各监测点作好编号，并作好标记与保护，以防外力破坏监测点，影响监测结果的真实性。图1建筑物沉降测点布设示意图①建筑物倾斜观测对一般刚性基础和结构建筑物，结合建筑物沉降的监测结果，可以得到差异沉降，