2021年一级建造师市政实务精华考点：盾构法施工地层变形控制措施

一、近接施工与近接施工管理

(1)新建盾构隧道穿越或邻近既有地下管线、交通设施、建(构)筑物(以下简称既有结构物)的施工被称为近接施工。

在城市中近接施工不可避免，且随着地下空间的开发利用会日益增多。因此，盾构施工必须考虑控制影响区域的地层变形，采取有效的既有结构物保护措施。

(2)近接施工管理：

1)盾构近接施工会引发地层变形，对既有结构物会造成不同程度的有害影响;因此有必要采取系统性措施控制地层变形以保护既有结构物。首先，应详细调查工程条件、地质条件、环境条件(即既有结构物现况与安全要求)，在调查的基础上进行分析与预测、制定防护措施;其次，制定专项施工方案;最后，施工过程中通过监控量测反馈指导施工而确保既有结构物安全。

二、地层变形与既有结构物变位与变形

(一)地层变形原因和阶段

(1)盾构掘进时，引起地层变形的主要原因大致有以下几个：

1)开挖面的土、水压力与盾构压力仓压力不均衡，引起前方地表沉降或隆起。

2)由于盾壳摩擦和曲线推进及纠偏对围岩产生扰动，引起地层沉降或隆起。

3)壁后同步注浆不及时或不充分，导致盾尾空隙的发生，引起地层沉降。

4)由于接头螺栓紧固不足等原因引起一次衬砌的变形及变位，从而增大地层下沉。

5)开挖或衬砌渗漏导致地下水位下降，引起地层固结沉降。

三、盾构掘进地层变形控制措施

由于盾构掘进引起地层变形的原因不同，各阶段的机理也不相同，因此必须有针对性地采取控制措施。

(1)防止开挖面的土水压力不均衡引起变形的措施：

土压平衡盾构可通过调整推进速度与螺旋出土器的转速，使压力舱压力与开挖面土水压力相对应。另外，根据需要注入适当的添加剂增加开挖土体的塑流性。

泥水加压盾构可根据开挖面土层的透水性来调整泥浆特性，并仔细进行泥浆管理，使压力舱压力始终对应于开挖面的土水压力。实施这些开挖面稳定管理的同时，还应根据需要研究相应的辅助施工方法以保证围岩的稳定。

(2)减小盾构穿越过程中围岩变形的措施：控制好盾构姿态，避免不必要的纠偏作业。出现偏差时，应本着“勤纠、少纠、适度”的原则操作。纠偏时或曲线掘进时需要超挖，应合理确定超挖半径与超挖范围，尽可能减少超挖。土压平衡盾构在软弱或松散地层掘进时，盾构外周与周围土体的黏滞阻力或摩擦力较大时，应采取减阻措施。

(3)减小盾尾脱出导致地层变形的措施：用同步注浆方式，及时填充尾部空隙;根据地质条件、工程条件等因素，合理选择单液注浆或双液注浆，正确选用注浆材料与配合比，以便及时稳定住拼装好的衬砌结构;加强注浆量与注浆压力控制;及时进行二次注浆。

(4)防止衬砌引起变形的措施：为了防止管片环变形，必须使用形状保持装置等来确保管片组装精度，同时充分紧固接头螺栓。

(5)防止开挖或衬砌渗漏导致地下水位下降的措施：为了防止从管片接头、壁后注浆孔等部位漏水，必须精细地进行管片组装及防水作业。

四、地层变形的预测和施工监测

(1)为了减少地层变形，推进前应根据过去的施工经验和有限单元法等进行预测，以预测结果为依据设定土仓压力或泥水仓压力管理基准值。同时，在推进时，要在隧道中心线上及其两侧范围内设定变形监测点，根据变形监测结果适时地调整管理基准值。这一过程在盾构掘进施工管理中是很重要的。

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