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摘要：在工程项目的施工中，采用盾构施工方法虽然加快了施工进度，并且使得施工更加便利，但是，随之而来的地表沉降问题也更加频繁。为此，对盾构施工所引起的地表沉降原因进行分析具有重要的现实意义，应采取具有可行性的控制策略，以保证盾构施工的质量。
关键词：盾构施工；地表沉降；主要原因；控制策略；探究
盾构施工的开展会对岩土体产生较大的扰动，甚至会导致周围的地表出现位移或者是形变。一旦位移与形变超出了预定范围，则会对附近地面的建筑设施以及地下管线安全带来危害。为此，要想降低因隧道施工所造成的地表沉降变形问题，就应当深入地分析地表形变并采取相应的控制措施。
一、盾构施工引起地表沉降的主要原因和机理分析
（一）开挖过程水土压力不平衡
在采取土压平衡或者是泥水加压盾构形式开展施工的过程中，因为实际的推进量和排土量相差过多，导致开挖面的水压、土压及压力舱压力呈现出不平衡的现象，导致开挖面失去原有的平衡，引起地基形变。
（二）推进过程中对扰动围岩
在开展盾构推进的过程中，因为盾构壳板和围岩之间的摩擦以及对于围岩造成的扰动，导致地基出现下沉的情况，尤其是在蛇行修正或者是曲线推进方面，超挖是导致围岩出现松动的主要原因[1]。
（三）存在盾尾空隙或者是壁后注浆不合理
受盾尾孔隙的影响，导致盾壳支承围岩向盾尾的孔隙进行形变，导致地基下沉的现象明显，而最主要的原因就是受应力释放的作用与影响，进而产生弹塑性的形变。另外，壁后注浆材料的质量或者是实际注入的时间与具体位置，甚至是压力和数量等因素都会对地基下沉的程度带来影响。而导致黏性土地基临时性地基隆起的主要原因就是壁后的注浆压力超过标准要求。
（四）一次衬砌形变与变位
如果接头的螺栓紧固性不强，那么很容易导致管片环发生形变，进而盾尾的孔隙也会逐渐增加。与此同时，管片在经盾尾脱出以后，因为外压不均匀，进而导致衬砌出现形变或者是变位，使得地基下沉的程度更为明显。
（五）地下水的水位下降
如果开挖面涌水或者是一次衬砌出现漏水的情况，那么地下水位就会下降，进而导致地基下沉的问题出现[2]。而该现象的主要原因就是地基自身的有效应力增加，导致其固结沉降。
二、有效控制盾构施工地表沉降的途径
（一）科学预测地基形变并予以全面监测
要想有效地缓解地基形变的问题，在盾构推进之前，需要利用有限单元法开展预测工作，并且将预测的结果作为重点依据，明确管理基准数值。另外，在实际推进的过程中，应当在隧道中心之上或者是两侧的范围之内合理地设定出监测点。如果地表沉降监测所显示的沉降量比较大，则需要停止出土，构建土压平衡，增加同步或者是二次注浆的力度[3]。与此同时，应积极开展水准测量，并且将实际的监测结果作为依据对施工进行指导，合理地调整施工的参数，积极地总结相应的经验，进而在后续区段施工管理过程中予以合理运用。
运用盾构法开展施工所引起的地表形变，究其原因就是施工过程中的地层发生了变化。然而，地基形变会经历一定的过程，所以，应对地层损失进行合理地控制并予以补偿。
（二）对水土压力不平衡的防治
如果实际土舱的压力没有到达理论上的土压力，那么掌子面就很容易失去稳定性，在此情况下，一定要立即停止出土，并且构建土压的平衡。其中，利用土压平衡式的盾构方法，可以对实际的推进速度进行调整，或者是对螺旋式排土器旋转速度进行调整，进而实现土舱压力和开挖面土水压力实现平衡。除此之外，应当根据实际需要，适当地注入添加剂，使得开挖土塑性流动性得以增强，而且还能够避免压力舱出现空隙[4]。而采用泥水加压式的盾构方法，则需要根据围岩透水性来对泥浆的性状予以适当地调整，全面管理泥浆，保证压力舱的压力与开挖面水土压力相对应，由图一所示。
如果出土量超出理论土量，或者是注浆量明显增加而注浆的压力未达到设定数值的情况下，盾构的掌子面就很有可能出现坍塌，同时，管片背后的注浆也并不密实。在这种形势之下，应当立即将螺旋机的出土口关闭，进而暂停出土，并继续向前推进，实现土压平衡的目标。基于此，应当增加同步注浆量，如果条件允许，则需要立即开展二次注浆作业，保证管片背后浆液在短时间内凝结且密实，减少地表沉降的几率。
水土压力平衡示意图
（三）对围岩扰动的防治
在推进过程中，要想有效地减少盾构和围岩间摩擦，应当尽可能不对围岩产生扰动，并且对盾构的姿态进行合理地控制，以免盾构出现偏移，适当地降低超挖量。如果盾构姿态出现偏差，应当缓慢地纠偏[5]。
（四）对盾尾空隙下沉与壁后注浆不合理的防治
在盾构法施工沉降中，盾尾空隙的下沉以及壁后注浆所导致的地基隆起都是十分重要的原因，所以，一定要进行合理地控制。其中，应当按照围岩状态来选择使用最佳壁后注浆材料，同时，应该尽可能在盾构推进的过程中开展壁后注浆的工作，概括来说就是同步注浆作业。在实际的推进过程中，应当保证注浆充足，确保其数量与质量，进而对沉降问题进行有效地控制。除此之外，应当按照实际需求在二次注浆中控制下沉，进而使得因二次注浆所导致的下沉有所降低。
（五）对一次衬砌形变的防治
通过使用形状保持装置对管片组装的精度进行确定，并且保证接头螺栓的紧固程度，只有这样才能够有效地避免管片环出现形变。如果有必要，则应当开展二次紧固。
（六）对地下水水位下降的防治
应当重点注意管片组装与方式作业，确保连接螺栓的紧固性，只有这样才能够避免管片接头或者是壁后注浆孔等位置出现漏水的问题[6]。与此同时，在实际的施工过程中，应保证盾构机螺旋输送器和盾尾密封刷的密封性良好，以免因其失去效力而导致漏水。除此之外，对于已经完成的隧道渗漏水，一定要积极地采取相应的措施将漏水部位堵好。
结束语：
综上所述，在开展盾构施工的过程中，引起地表沉降的因素包括很多，这不仅与地层条件存在紧密联系，而且还会受到掘进超挖、盾尾孔隙下沉或者是围岩扰动等因素的影响。为此，在实际施工的过程中，一定要运用土舱压力，并保证其处于稳定状态，对掘进的姿态予以合理地控制，针对不同地层的条件以及隧道的埋深等具体情况来选择最佳壁后注浆方式，进而实现对地表沉降合理控制的目的。通过对盾构施工引起的地表沉降原因进行分析，提出了具有针对性的控制措施，希望能够为盾构施工的顺利开展提供有价值的理论依据。
参考文献：
[1]黄恒儒，古力.盾构施工引起地表沉降的主要原因分析与控制[J].广州建筑，2015（2）：24-26，27.
[2]张博，任博，姚毅等.盾构施工引起的地表沉降问题[J].大观周刊，2013（7）：74-74.
[3]黄大成.盾构施工地表沉降预测与控制[J].湖南交通科技，2015，41（2）：210-212.
[4]王波.地铁盾构施工地表沉降及其控制措施[J].商品与质量，2015（39）：183.
[5]杜晓波.城市地铁盾构施工中的地表沉降问题分析[J].中国科技纵横，2010（2）：242.
[6]黄大为.盾构施工中的沉降控制技术研究[J].科学时代，2014（2）.