摘要：在进行地铁隧道工程施工时，常采用盾构法隧道施工技术。盾构法隧道施工具备很多优点，在进行地下工程施工时应用十分广泛。但是，在遇到软土地层施工时，会引起地层振动，对地下既有管线造成一定损害。本文主要分析一下，在软土层地铁隧道工程采用盾构法施工时对地下既有管线的影响，并提出部分相应的处理措施。
关键词：盾构法；地铁隧道；地下管线；影响
一般情况下，地铁隧道工程都在城市的繁华地区，地上建筑林立，地下管线密布，这对施工技术提出了很高的要求。盾构法施工有效的避免了对周围建筑的影响，减少了对环境的破坏，但是当遇到软土地层时会对地下管线造成一定影响，应当引起相关部门的重视。
一、盾构隧道施工的诸多优点分析盾构法隧道施工的优点主要包含以下几点：第一，当前很多施工作业竣工都是在地下完成的，这样一来，不仅不会对环境造成影响，而且也确保地面交通的正常运行，与此同时，又可以减少对周围居民的施工影响；第二，对地上与地下铺设物带来的影响是非常小的；第三，盾构法更加便于管理，需要的施工人员偏少，气候的变化不会对施工产生一定的影响，施工进度较快；第四，更加适用于软土地段，特别是在土质差、水位过高的地段铺设隧道，盾构法具有较强的优势。盾构法的上述这些特点已经得到了全世界的认可，同时得到了广泛推广和应用。尽管盾构法有很高的安全性，但是，在隧道施工过程中，因受土层压力、超挖等因素的影响，很容易引起土体发生变形，如果土体变形过于明显，会使路面出现沉降或隆起，以至于影响正常的交通运行，一旦地下管线出现变形，势必会出现严重的安全事故。所以，盾构挖掘造成的土体变形控制是提高盾构掘进质量的主要标准。
二、地铁隧道盾构法施工地面沉降的原因分析地面沉降是隧道周围土体的松动和沉陷，是因为盾构隧道施工而引起的，地表沉降是它的直观表现。它将使隧道附近区域基础建筑物产生变位、变形和沉降，并会破坏建筑物机能。形成地面沉降的另外一个主要因素是由盾构法施工产生的底层损失和土颗粒经扰动后的再固结。1、地层损失由于盾构与衬彻间的间隙和超挖等原因隧道的挖掘土量常常要比按照隧道断面积计算出来的土量大得多，这样就使隧道和衬彻片间产生间隙。在软粘土中，周围土壤会及时填充该间隙，使地层产生运动，导致施工沉降(瞬时沉降)。由于土的应力产生变化，随之而形成应变-变形-位移-地面沉降。地层损失分为三个：第一类为正常地层损失。导致底层损失地所有原因来自施工现场的客观条件，与主观因素无关；第二类为非正常地层损失。该地层损失是因为施工中的操作失误而导致的；第三类灾害性地层损失。引起该地层损失的原因是由地层中水压大的贮水和透水性强的颗粒状土的透镜体等不良地质条件引起的。2、固结沉降在盾构推进过程中，由于超挖、挤压，和盾尾压浆作用，使正负超空隙水压力产生于周围地层中，扰动地层，从而产生的地层沉降称之为固结沉降。固结沉降有主固结沉降和次固结沉降之分，超空隙水压力消散引起的土层压密为主固结沉降；由土层骨架蠕动引起的剪切变形沉降称之为次固结沉降。三、盾构隧道施工导致地下管线失效的形式盾构的卸载效应可以使附近的土层发生位移，这样一来，周围地下管线也会发生位移变化，然而，在此过程中，管道上施加的荷载最大的就是纵向弯曲荷载，所以，纵向屈服应力是考虑的失效模式。除此之外，对地下管线产生巨大影响的就是接头构造的变化，所以，构造破坏极限也必须认真考虑。在周围土体没有受到任何干扰前，地下管道还是比较安全的，这证明盾构隧道施工没有对周围土体产生较大的影响，所以，也可以不作任何考虑。然而，在有些情况下，受其它极限的影响，也能对周围土体产生一定的影响，在此时必须要对盾构隧道施工对地下管线产生的影响作认真的考虑。四、地下管线安全判别的标准地下管线安全性的判别主要有两类，即应力判别与管线张角判别。其中，应力判别主要应用在带有焊接接口的钢性管线，但是，张角判别主要应用在铸铁管等柔性的管线，但是，对于平口的钢筋混凝土管来说，应该用上述两种判别方法相结合的形式。五、盾构隧道施工导致土体产生变形的机理分析1、盾构施工对土体产生的扰动影响盾构隧道在施工阶段可能会对附近的土体产生附加荷载，从而使土体产生扰动，这样一来，就会在附近土体上产生正的或者是负的超孔隙水压力。然而，孔隙水压会随时间的推移而消散。但是，在水压力完全消散之前，土粒与孔隙共同承担土体的荷载；待水压消散之后，孔隙承担的压力是非常小的，那么土粒承受的压力就会越来越大，也就是说土体的有效应力会逐渐增加，这样一来，土体就会越来越结实。超孔隙压力不同就会产生不同的固结压实效果，从而使土体产生不同程度的变形，进而产生不同程度的沉降。2、地层损失地层损失指的是在盾构施工过程中，实际土体的开挖体积与竣工隧道体积的差值，其中，竣工隧道体积主要指的是隧道以外所包裹的浆体注入体积的大小。由于附近土体在弥补地层损失时，就会使土体地层发生位移，从而造成地面的下沉。六、地下管线保护的有效措施1、隔离法隔离体由钢板桩、树根桩等构成，这样一来，就能够限制地下管线附近土体发生位移，从而减少对地下管线的挤压。对于此种方法来说，主要应用在管线铺设较深且和隧道断面比较接近的地段，然而，如果地下管线铺设不够深，那么可以选用管线挖出悬空的方法，但是，必须将隔离槽放置在地下管线的底部，只有这样，才可以减少振动力对地下管线的影响。2、悬吊法一旦盾构隧道施工周围的土体产生很大的位移变化，通过隔离法把地下管线挖出之后，并不需要设定支撑点，因此，可以通过悬吊法固定地下管线。在使用此方法时，吊索的长度与位置并不会因土体的变形而产生一定的影响。3、支撑法如果盾构法隧道施工使周围土体产生很大的沉降时，很可能会使地下管线出现悬空情况，可以在施工路段设置多个支撑点。对于支撑体的设置既可以是临时的，又可以说持久的。对于临时支撑体的设置必须要事先考虑在拆除时是否安全和便捷；而持久支撑体通常都是应用在永久性的建筑物中。4、土体加固法在盾构法隧道施工过程中，极有可能会因土体超挖而使周围土体出现坍塌的现象，针对此情况可以选用加固土体的措施确保周围土体的可靠性。具体要做到以下两点：第一，在进行施工前，必须对地下管线和施工土体间注入泥浆，从而加固周围土体。第二，工程竣工后，要在地下管壁与孔隙注入泥浆，进行加固。七、结语总体来说，地铁建设能够很好地解决目前城市面临的交通拥挤的问题，盾构法是地铁隧道施工的重要办法，当前盾构隧道施工对地下管线的影响是地铁隧道施工中关注的焦点问题。由此看来，对深埋的、以及距隧道较近的管线要引起高度的重视。及时找出盾构隧道施工对地下管线的影响问题，并且还要及时采取有效的措施，从而减少对地下管线的影响，避免对地下管道的破坏，大力推广应用盾构法进行地铁施工。在科学管理控制的基础上，采用先进的施工技术，做好信息化动态监管，能够保证盾构安全穿越建筑群，有效的减小了地层发生的沉降，完善了盾构施工技术，取得了较好经济以及社会效益。参考文献
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谈谈管线概论软土地层地铁隧道施工对地下管线影响
更新时间：2024-02-29
作者：用户投稿
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