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摘要：地铁施工对近邻建筑物的影响已成为地铁工程中的重点和难点。因此，在施工过程中必须采取可靠措施，并且根据建筑物的沉降及倾斜控制标准，对地铁施工过程进行有效的管理，严格控制地表沉降，才不会影响邻近建筑物的安全使用。
关键词：建筑物风险控制；施工安全；盾构施工；地面沉降
中图分类号：U455.43文献标识码： A 文章编号：
引言
盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩，使之不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。近年来由于盾构法在施工技术上的不断改进，机械化程度越来越强，对地层的适应性也越来越好。城市市区建筑公用设施密集，交通繁忙，明挖隧道施工对城市生活干扰严重，盾构法建造隧道，其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。特别在市中心，若隧道埋深较大，地质又复杂时，用明挖法建造隧道则很难实现。然而, 地铁盾构施工穿越各种建筑物、铁路、河流、桥梁等作业日益频繁，而且由于施工节点较多，施工单位不同，管理理念、水平不一，给地铁工程的建设及将来的运营管理留下不容忽视的问题和安全隐患。本文结合城市地铁盾构法施工工程实例，对城市地铁穿越既有有建筑物的风险的预测和控制技术进行研究，提出科学、安全的盾构施工安全建议，进一步提高盾构施工的安全技术水平，丰富盾构施工的安全概念。
一、盾构法施工原理
盾构机的所谓盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳，所谓构是指构成隧道衬砌的壁后注浆体和管片，这样就能做到尽可能小的减小土层的沉降。
二、 盾构施工的特点和优点
1、盾构技术的基本特点
①对施工精度的要求非常高。
②盾构施工是不可后退的。
③对城市的正常功能及周围环境的影响很小。
④盾构机是根据施工隧道的特点和地基情况进行制造或者改造等。
2、盾构施工具有下列优点：
①在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。
②施工时不影响地面交通与设施，穿越河道时不影响航运。
③施工中不受季节，风雨等气候条件影响。
④施工中没有噪声和振动，对周围环境没有干扰。
盾构特别适合在软土中进行施工，如上所述，它对城市的正常功能及周围环境的影响很小，但它仍不可避免地会对土体产生扰动，从而使土体产生沉降或侧移，对既有建筑物和地下管线造成一定程度的危害。较为准确的预测盾构施工期间和正常运营后产生的土体沉降一直是人们关注的热点，具体内容包括:(1)盾构施工期间产生的土体沉降和侧移;(2)盾构隧道正常使用后产生的土体变形。这方面的研究成果将为盾构施工合理化设计及其周边环境保护提供科学的理论依据
三、盾构施工对周边地表的影响及因素
1、地下水流失造成建筑物沉降
在深埋隧道中,地层损失造成的建筑物的沉降影响的主要原因是端承桩,而地下水大量的流失造成地下水位下降，其主要影响的是较浅的基础和长度较短的桩,特别是基础以下存在间隙率较大的土层。
2、地表水平变形对建筑物的影响
地表的水平变形指地表的拉伸和压缩,它对建筑物的破坏作用很大。建筑物抵抗拉伸的能力远远小于抵抗压缩的能力,在较小的地表拉伸下就能使其产生裂缝。
深基础的建筑物不仅可能会受到基础底部土层变形的影响,而且也受到基础四周地层变形的影响，主要有下列三方面:
(l)桩周围的土层沉降引起的负摩阻力导致桩的附加沉降。
(2)土层的侧面变形而引起的桩侧面变形。
(3)当桩底在隧道上方时,桩底土的土性和沉降的变化引起桩端承载力的部分丧失而引起的桩沉降。
3.产生地表沉降的主要因素
在盾构暂停推进时，由于盾构推进千斤顶漏油回缩，可能引起盾构后退，使开挖面土体坍落或松动，造成地层损失。盾构在曲线中推进、叩头或纠偏推进，实际开挖断面不是圆形的而是椭圆形状的，因此，容易引起土层的损失。同时，盾构轴线与隧道轴线的偏角越大则对土体扰动超挖程度及引起的地层损失也越大侧。
四、盾构施工存在问题
通过对国内外研究现状的分析表明，目前对于盾构法施工中存在的问题具体可归纳为以下几个方面：
（1）在研究盾构隧道对邻近建筑物影响时，盾构施工会引起不同程度的地面沉降和地层移动，往往忽略了上部建筑物的存在，使得研究结果与实际情况有所不同。特别是对于隧道开挖引起的地表沉降，不能只考虑基础的影响来研究地表沉降。
（2）由于目前盾构法隧道施工建造地铁在我国还没有广泛的应用，也没有关于建筑物的评价标准，也没有相关的沉降控制的标准，目前，世界采用最多的对建筑物的标准和评价原则是英国的Juhile延长线的标准和原则，但此标准中没有把建筑物损坏和土体的损失程度相结合，不能较好的指导工程的实践。因此，针对不同土质制定盾构隧道施工的相关评价标准对隧道的设计、工程和正常运营都具有非常重要的意义。
五、主要措施
1、建筑物保护措施
当建筑物具有很大的破坏风险时，应遵循“先加固、后施工”的原则。当邻近建筑物破坏的风险较小时，可以先施工、后加固，再根据具体情况确定是否需要对建筑物进行加固。根据工程实际情况，选择进行地层注浆、隔离桩等措施，严重时可以采用建筑物桩基托换或加固措施；从地表或洞内注浆加固地层；从地表或洞内施作隔离桩；施工前调查所有在施工影响范围内的建筑物，着重查明建筑物的工作狀态、质量状况、材质、、基础形式、数量、结构形式、与修建年代等。
当建筑物为桩基础，可以考虑实施桩间注浆，提高外侧土体的固结程度与密实度，增加桩底部承载区域内的约束，力求将桩周的摩阻力损失降至最低。从而减小建筑物本身的变形程度。
2、 对建筑物的加固方法
桩基末侵入隧道时,但剩余桩基承载力不满足原来的设计要求时,可通过预注浆来提高桩基的承载力,在盾构通过的时候，在地面采用跟踪注浆的方法,可以确保已经存在的建筑物安全。
桩基已侵入隧道时,需对桩基进行梁式托换基础的转换,必要时应该切断原桩。在托换梁的设计时,允许托换梁在规范范围内出现一定的托换变形值,最大挠度变形在五至八毫米。在实际施工中, 最大不均匀沉降为五毫米,同时，建筑物最大沉降值在十八点一毫米,才满足规范的要求。
3、土体加固
土体加固都包括隧道周围土体的加固和建筑物地基的加固。前者通过增大盾构隧道周围土体的强度和刚度,从而减少对近邻建筑物的影响,保证建筑物的正常使用和安全。后者通过加固建筑物地基,提高其承载刚度和强度而拟制建筑物的沉降变形。以减少或防止周围土体产生扰动和松弛。
结论
地铁隧道开挖势必引起土体的沉降及变形,将对周围存在的各类建筑物造成是影响,造成其正常使用功能的丧失。由于地铁施工多处于市区等地,地铁隧道对衬砌要求非常的严格,因此，有必要研究地铁隧道邻近建筑物施工时的相互影响的作用,努力建立起相关的损害评价标准,从而在保证邻近建筑物整体安全的前提下,在狭窄的地下空间安全有序的进行地铁施工。
参考文献：
[1]贺善宁，等．建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J]．隧道及地下工程， 2004， （12）．
[2] 潘学政, 陈国强, 彭铭. 钱江特大隧道盾构推进段施工风险评估[J]. 地下空间与工程学报, 2007 3(z1)
[3]郑永伟.地铁车站施工风险分析理论与方法研究[D]长安大学，2009
[4]王良.盾构法施工在北京地铁5号线的应用［J］.都市快速交通,2004,17(5):33-37.
[5] 陈小雄.现代隧道工程理论与隧道施工[M].西南交通大学出版社,2006,(11).
关键词：建筑物风险控制；施工安全；盾构施工；地面沉降
中图分类号：U455.43文献标识码： A 文章编号：
引言
盾构隧道施工法是指使用盾构机，一边控制开挖面及围岩，使之不发生坍塌失稳，一边进行隧道掘进、出渣，并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆，从而不扰动围岩而修筑隧道的方法。近年来由于盾构法在施工技术上的不断改进，机械化程度越来越强，对地层的适应性也越来越好。城市市区建筑公用设施密集，交通繁忙，明挖隧道施工对城市生活干扰严重，盾构法建造隧道，其埋设深度可以很深而不受地面建筑物和交通的限制。特别在市中心，若隧道埋深较大，地质又复杂时，用明挖法建造隧道则很难实现。然而, 地铁盾构施工穿越各种建筑物、铁路、河流、桥梁等作业日益频繁，而且由于施工节点较多，施工单位不同，管理理念、水平不一，给地铁工程的建设及将来的运营管理留下不容忽视的问题和安全隐患。本文结合城市地铁盾构法施工工程实例，对城市地铁穿越既有有建筑物的风险的预测和控制技术进行研究，提出科学、安全的盾构施工安全建议，进一步提高盾构施工的安全技术水平，丰富盾构施工的安全概念。
一、盾构法施工原理
盾构机的所谓盾是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳，所谓构是指构成隧道衬砌的壁后注浆体和管片，这样就能做到尽可能小的减小土层的沉降。
二、 盾构施工的特点和优点
1、盾构技术的基本特点
①对施工精度的要求非常高。
②盾构施工是不可后退的。
③对城市的正常功能及周围环境的影响很小。
④盾构机是根据施工隧道的特点和地基情况进行制造或者改造等。
2、盾构施工具有下列优点：
①在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。
②施工时不影响地面交通与设施，穿越河道时不影响航运。
③施工中不受季节，风雨等气候条件影响。
④施工中没有噪声和振动，对周围环境没有干扰。
盾构特别适合在软土中进行施工，如上所述，它对城市的正常功能及周围环境的影响很小，但它仍不可避免地会对土体产生扰动，从而使土体产生沉降或侧移，对既有建筑物和地下管线造成一定程度的危害。较为准确的预测盾构施工期间和正常运营后产生的土体沉降一直是人们关注的热点，具体内容包括:(1)盾构施工期间产生的土体沉降和侧移;(2)盾构隧道正常使用后产生的土体变形。这方面的研究成果将为盾构施工合理化设计及其周边环境保护提供科学的理论依据
三、盾构施工对周边地表的影响及因素
1、地下水流失造成建筑物沉降
在深埋隧道中,地层损失造成的建筑物的沉降影响的主要原因是端承桩,而地下水大量的流失造成地下水位下降，其主要影响的是较浅的基础和长度较短的桩,特别是基础以下存在间隙率较大的土层。
2、地表水平变形对建筑物的影响
地表的水平变形指地表的拉伸和压缩,它对建筑物的破坏作用很大。建筑物抵抗拉伸的能力远远小于抵抗压缩的能力,在较小的地表拉伸下就能使其产生裂缝。
深基础的建筑物不仅可能会受到基础底部土层变形的影响,而且也受到基础四周地层变形的影响，主要有下列三方面:
(l)桩周围的土层沉降引起的负摩阻力导致桩的附加沉降。
(2)土层的侧面变形而引起的桩侧面变形。
(3)当桩底在隧道上方时,桩底土的土性和沉降的变化引起桩端承载力的部分丧失而引起的桩沉降。
3.产生地表沉降的主要因素
在盾构暂停推进时，由于盾构推进千斤顶漏油回缩，可能引起盾构后退，使开挖面土体坍落或松动，造成地层损失。盾构在曲线中推进、叩头或纠偏推进，实际开挖断面不是圆形的而是椭圆形状的，因此，容易引起土层的损失。同时，盾构轴线与隧道轴线的偏角越大则对土体扰动超挖程度及引起的地层损失也越大侧。
四、盾构施工存在问题
通过对国内外研究现状的分析表明，目前对于盾构法施工中存在的问题具体可归纳为以下几个方面：
（1）在研究盾构隧道对邻近建筑物影响时，盾构施工会引起不同程度的地面沉降和地层移动，往往忽略了上部建筑物的存在，使得研究结果与实际情况有所不同。特别是对于隧道开挖引起的地表沉降，不能只考虑基础的影响来研究地表沉降。
（2）由于目前盾构法隧道施工建造地铁在我国还没有广泛的应用，也没有关于建筑物的评价标准，也没有相关的沉降控制的标准，目前，世界采用最多的对建筑物的标准和评价原则是英国的Juhile延长线的标准和原则，但此标准中没有把建筑物损坏和土体的损失程度相结合，不能较好的指导工程的实践。因此，针对不同土质制定盾构隧道施工的相关评价标准对隧道的设计、工程和正常运营都具有非常重要的意义。
五、主要措施
1、建筑物保护措施
当建筑物具有很大的破坏风险时，应遵循“先加固、后施工”的原则。当邻近建筑物破坏的风险较小时，可以先施工、后加固，再根据具体情况确定是否需要对建筑物进行加固。根据工程实际情况，选择进行地层注浆、隔离桩等措施，严重时可以采用建筑物桩基托换或加固措施；从地表或洞内注浆加固地层；从地表或洞内施作隔离桩；施工前调查所有在施工影响范围内的建筑物，着重查明建筑物的工作狀态、质量状况、材质、、基础形式、数量、结构形式、与修建年代等。
当建筑物为桩基础，可以考虑实施桩间注浆，提高外侧土体的固结程度与密实度，增加桩底部承载区域内的约束，力求将桩周的摩阻力损失降至最低。从而减小建筑物本身的变形程度。
2、 对建筑物的加固方法
桩基末侵入隧道时,但剩余桩基承载力不满足原来的设计要求时,可通过预注浆来提高桩基的承载力,在盾构通过的时候，在地面采用跟踪注浆的方法,可以确保已经存在的建筑物安全。
桩基已侵入隧道时,需对桩基进行梁式托换基础的转换,必要时应该切断原桩。在托换梁的设计时,允许托换梁在规范范围内出现一定的托换变形值,最大挠度变形在五至八毫米。在实际施工中, 最大不均匀沉降为五毫米,同时，建筑物最大沉降值在十八点一毫米,才满足规范的要求。
3、土体加固
土体加固都包括隧道周围土体的加固和建筑物地基的加固。前者通过增大盾构隧道周围土体的强度和刚度,从而减少对近邻建筑物的影响,保证建筑物的正常使用和安全。后者通过加固建筑物地基,提高其承载刚度和强度而拟制建筑物的沉降变形。以减少或防止周围土体产生扰动和松弛。
结论
地铁隧道开挖势必引起土体的沉降及变形,将对周围存在的各类建筑物造成是影响,造成其正常使用功能的丧失。由于地铁施工多处于市区等地,地铁隧道对衬砌要求非常的严格,因此，有必要研究地铁隧道邻近建筑物施工时的相互影响的作用,努力建立起相关的损害评价标准,从而在保证邻近建筑物整体安全的前提下,在狭窄的地下空间安全有序的进行地铁施工。
参考文献：
[1]贺善宁，等．建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究[J]．隧道及地下工程， 2004， （12）．
[2] 潘学政, 陈国强, 彭铭. 钱江特大隧道盾构推进段施工风险评估[J]. 地下空间与工程学报, 2007 3(z1)
[3]郑永伟.地铁车站施工风险分析理论与方法研究[D]长安大学，2009
[4]王良.盾构法施工在北京地铁5号线的应用［J］.都市快速交通,2004,17(5):33-37.
[5] 陈小雄.现代隧道工程理论与隧道施工[M].西南交通大学出版社,2006,(11).