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广东华隧建设股份有限公司
摘要：城市的地铁建设是缓解城市交通拥堵的一种有效手段，也是如今大型城市中的一种主要交通方式。但城市地铁隧道盾构施工过程难免会对周边建筑造成影响，严重时甚至会威胁人们的生命财产安全。本文通过对城市地铁隧道盾构施工进行分析，从中探讨施工过程中对邻近建筑物产生影响的相关因素，并提出了在城市地铁隧道盾构施工过程中，保护邻近建筑物的相关措施。
关键词：盾构施工；建筑物；保护措施
1引言
近年来，随着我国城市化进程的加快，为解决城市的交通的拥堵问题，城市的地下工程开始迅速发展，城市的地下工程主要以地铁隧道工程为主。地下工程在施工建设的过程中，通常都会引起底层的移动而出现不同程度的沉降。地铁隧道工程在施工过程中，其周边环境与岩土介质通常都比较复杂，因此在是施工过程中即使拥有最先进的施工技术与施工方案，仍然会对周边的邻近建筑产生影响，会对建筑物、地下管线等造成严重破坏，如下图1与下图2所示，为深圳地铁与北京海淀地铁施工造成的影响[1]。因此在城市地铁隧道施工过程中，必须要准确分析周边环境以及岩土性质，从中制定最佳的施工方案与施工技术，并针对周边的邻近建筑物制定相应的保护措施，这样才能够在最大程度上减轻城市地铁隧道施工对邻近建筑的影响。因此对城市地铁隧道盾构施工进行分析，探讨相应的保护措施，对我国城市化建设有很重要的意义。
图1 深圳地铁1号线工程-世界之窗至白石洲路段发生的路面坍塌
图2 北京海淀地铁施工导致的民房断裂坍塌
2盾构施工对邻近建筑的影响分析
城市的地铁隧道一般都需要建立在建筑密集且人流量比较集中的地方，这样才能够满足城市交通的需要。但是盾构施工必须要保证周边建筑物的安全，不能够出现大幅度的侧移与沉降。同时在施工的过程中还需要保证地面交通的正常运行。盾构施工是一种非常先进的地下工程施工方法，地下隧道工程在采用盾构施工的过程中，不仅能够适应软弱的地质条件、施工速度快，同时还不会对地面的交通造成影响，并且对周围建筑物的影响也比较小。但地下工程在施工的过程中，不可避免会对周围的土层造成影响，从而也就会对周边的邻近建筑造成影响。分析盾构施工对邻近建筑影响，不仅能够减轻盾构施工对周边邻近建筑的影响，同时也能够让这种施工方得到更好的应用。
2.1工程概况
在本次分析研究过程中，主要是根据广州地铁盾构施工的特点，选取了其中一段隧道作为本次的研究对象。这条地铁隧道的主体结构长453.1m，宽18.9m，地板埋深大约是16.26m，整段隧道需要建筑施工的总面积是22780m2。隧道开挖的直径是6.2m，整段隧道一共有9个通道出入口，并且需要有四组风亭[2]。这段隧道在进行盾构施工过程中，不僅要保证周围的建筑物与道路能够正常使用，同时也不能够让土层出现过大的沉降与偏移，因此在本次的施工过程中盾构机都是严格按照这条隧道的岩土性质定制的，并且还根据地质的具体特点采用了不同的施工技术。在施工过程中采用的是先建站点后挖隧道方式来进行建设施工，但是在盾构施工过程中仍然对周边的邻近建筑造成了一定的影响，下图3为本次研研究工程的三维模型。
图3 三维模型示意图
2.2地表沉降对邻家建筑的影响分析
在盾构施工过程中，地表沉降是影响邻近建筑的主要因素之一，地表的沉降会对建筑的桩基础造成很大破坏，从而研究影响建筑物的稳定性。通过对盾构施工的详细分析发现，盾构施工所造成的沉降类型主要包括初始沉降、盾构通过时的沉降、盾尾空隙沉降以及团结沉降。而造成地表沉降的主要因素主要是因为盾构施工造成了地下水位的降低，使得孔隙水压力减小且有效应力增加，同时在盾构推力过大或过小的过程中，会使反向土压力增加，并让应力产生扰动，最终产生弹塑性变形，下图4为地表沉降的三维视图[3]。最后就是在施工扰动与注浆不足或有残余的过程中，也会造成应力扰动而产生相应的压缩变形。这些都是由盾构施工所引起的地面沉降，地面沉降过大就会对邻近建筑造成很大的损害。
图4 地表沉降的三维视图
2.3地下水流失对邻近建筑的影响分析
在隧道施工过程中，因为地层的损失会造成地下水的大量流失，地下水的流失同样也会对邻近建筑造成很大的影响。土压平衡式盾构机在进行挖掘工作的过程中，拱顶处的隧道方向会与水力连通，当盾构机长时间不再挖掘时，就会有地下水从盾构机的后方流入到开挖面上，从而造成地下水的大量流失。在本次的研究过程中，因为隧道上层的覆土比较浅，并且土质也比较松散，盾构机在挖掘工作的过程中有部分地质钻孔并没有得到封堵，从而形成了上下贯通的水力通道，当盾构通过时，地下水直接下降了2m，并让地表沉降度达到了120mm，这种现象会让邻近建筑物产生裂缝，甚至让建筑物直接出现倾斜，对建筑物的安全性造成很大威胁。
2.4土体变形对邻近建筑的影响分析
土体在受到盾构施工扰动后，会造成土体应力的变化而让土体产生位移。土体的位移程度过大时就会产生相应的土体变形，而土体的变形会在很大程度上损坏邻近建筑的结构，通常土体位移一般由主固结压缩、弹塑性剪切以及粘性时效蠕变决定[4]。通过大量的研究表明，土体受到的扰动范围越大，则地表中心的沉降也就越大，邻近建筑受到的破坏也就越大。在盾构施工过程中，盾构机在推进过程中会产生一定的挤压作用，在这个过程中会造成排水固结变形，底层也会英文孔隙水压力的变化而产生地面变形。这种土体变形同样是因为盾构施工而产生的，因此同样属于盾构施工对邻近建筑产生的影响。
3减小盾构施工对邻近建筑物影响的控制措施
3.1盾构施工控制措施
城市地铁隧道在进行盾构施工的过程中，因为周边环境与岩土性质的复杂性，在盾构施工过程中难免会对邻近建筑产生影响，而要想减小盾构
摘要：城市的地铁建设是缓解城市交通拥堵的一种有效手段，也是如今大型城市中的一种主要交通方式。但城市地铁隧道盾构施工过程难免会对周边建筑造成影响，严重时甚至会威胁人们的生命财产安全。本文通过对城市地铁隧道盾构施工进行分析，从中探讨施工过程中对邻近建筑物产生影响的相关因素，并提出了在城市地铁隧道盾构施工过程中，保护邻近建筑物的相关措施。
关键词：盾构施工；建筑物；保护措施
1引言
近年来，随着我国城市化进程的加快，为解决城市的交通的拥堵问题，城市的地下工程开始迅速发展，城市的地下工程主要以地铁隧道工程为主。地下工程在施工建设的过程中，通常都会引起底层的移动而出现不同程度的沉降。地铁隧道工程在施工过程中，其周边环境与岩土介质通常都比较复杂，因此在是施工过程中即使拥有最先进的施工技术与施工方案，仍然会对周边的邻近建筑产生影响，会对建筑物、地下管线等造成严重破坏，如下图1与下图2所示，为深圳地铁与北京海淀地铁施工造成的影响[1]。因此在城市地铁隧道施工过程中，必须要准确分析周边环境以及岩土性质，从中制定最佳的施工方案与施工技术，并针对周边的邻近建筑物制定相应的保护措施，这样才能够在最大程度上减轻城市地铁隧道施工对邻近建筑的影响。因此对城市地铁隧道盾构施工进行分析，探讨相应的保护措施，对我国城市化建设有很重要的意义。
图1 深圳地铁1号线工程-世界之窗至白石洲路段发生的路面坍塌
图2 北京海淀地铁施工导致的民房断裂坍塌
2盾构施工对邻近建筑的影响分析
城市的地铁隧道一般都需要建立在建筑密集且人流量比较集中的地方，这样才能够满足城市交通的需要。但是盾构施工必须要保证周边建筑物的安全，不能够出现大幅度的侧移与沉降。同时在施工的过程中还需要保证地面交通的正常运行。盾构施工是一种非常先进的地下工程施工方法，地下隧道工程在采用盾构施工的过程中，不仅能够适应软弱的地质条件、施工速度快，同时还不会对地面的交通造成影响，并且对周围建筑物的影响也比较小。但地下工程在施工的过程中，不可避免会对周围的土层造成影响，从而也就会对周边的邻近建筑造成影响。分析盾构施工对邻近建筑影响，不仅能够减轻盾构施工对周边邻近建筑的影响，同时也能够让这种施工方得到更好的应用。
2.1工程概况
在本次分析研究过程中，主要是根据广州地铁盾构施工的特点，选取了其中一段隧道作为本次的研究对象。这条地铁隧道的主体结构长453.1m，宽18.9m，地板埋深大约是16.26m，整段隧道需要建筑施工的总面积是22780m2。隧道开挖的直径是6.2m，整段隧道一共有9个通道出入口，并且需要有四组风亭[2]。这段隧道在进行盾构施工过程中，不僅要保证周围的建筑物与道路能够正常使用，同时也不能够让土层出现过大的沉降与偏移，因此在本次的施工过程中盾构机都是严格按照这条隧道的岩土性质定制的，并且还根据地质的具体特点采用了不同的施工技术。在施工过程中采用的是先建站点后挖隧道方式来进行建设施工，但是在盾构施工过程中仍然对周边的邻近建筑造成了一定的影响，下图3为本次研研究工程的三维模型。
图3 三维模型示意图
2.2地表沉降对邻家建筑的影响分析
在盾构施工过程中，地表沉降是影响邻近建筑的主要因素之一，地表的沉降会对建筑的桩基础造成很大破坏，从而研究影响建筑物的稳定性。通过对盾构施工的详细分析发现，盾构施工所造成的沉降类型主要包括初始沉降、盾构通过时的沉降、盾尾空隙沉降以及团结沉降。而造成地表沉降的主要因素主要是因为盾构施工造成了地下水位的降低，使得孔隙水压力减小且有效应力增加，同时在盾构推力过大或过小的过程中，会使反向土压力增加，并让应力产生扰动，最终产生弹塑性变形，下图4为地表沉降的三维视图[3]。最后就是在施工扰动与注浆不足或有残余的过程中，也会造成应力扰动而产生相应的压缩变形。这些都是由盾构施工所引起的地面沉降，地面沉降过大就会对邻近建筑造成很大的损害。
图4 地表沉降的三维视图
2.3地下水流失对邻近建筑的影响分析
在隧道施工过程中，因为地层的损失会造成地下水的大量流失，地下水的流失同样也会对邻近建筑造成很大的影响。土压平衡式盾构机在进行挖掘工作的过程中，拱顶处的隧道方向会与水力连通，当盾构机长时间不再挖掘时，就会有地下水从盾构机的后方流入到开挖面上，从而造成地下水的大量流失。在本次的研究过程中，因为隧道上层的覆土比较浅，并且土质也比较松散，盾构机在挖掘工作的过程中有部分地质钻孔并没有得到封堵，从而形成了上下贯通的水力通道，当盾构通过时，地下水直接下降了2m，并让地表沉降度达到了120mm，这种现象会让邻近建筑物产生裂缝，甚至让建筑物直接出现倾斜，对建筑物的安全性造成很大威胁。
2.4土体变形对邻近建筑的影响分析
土体在受到盾构施工扰动后，会造成土体应力的变化而让土体产生位移。土体的位移程度过大时就会产生相应的土体变形，而土体的变形会在很大程度上损坏邻近建筑的结构，通常土体位移一般由主固结压缩、弹塑性剪切以及粘性时效蠕变决定[4]。通过大量的研究表明，土体受到的扰动范围越大，则地表中心的沉降也就越大，邻近建筑受到的破坏也就越大。在盾构施工过程中，盾构机在推进过程中会产生一定的挤压作用，在这个过程中会造成排水固结变形，底层也会英文孔隙水压力的变化而产生地面变形。这种土体变形同样是因为盾构施工而产生的，因此同样属于盾构施工对邻近建筑产生的影响。
3减小盾构施工对邻近建筑物影响的控制措施
3.1盾构施工控制措施
城市地铁隧道在进行盾构施工的过程中，因为周边环境与岩土性质的复杂性，在盾构施工过程中难免会对邻近建筑产生影响，而要想减小盾构