盾构施工对周围环境的影响及控制措施.pdfVIP

百学须先立志。——朱熹

盾构施工对周围环境的扰动与影响

特性及控制措施

摘要：盾构机在城市地铁建设中得到了广泛的应用,但在盾构掘进过程中会

引起地层损失，过大的地层损失，可导致较大的地面沉降,对地面建筑物、地下

管线等设施产生不利影响甚至会导致破坏，引起较大的经济损失.本文主要讲述

了盾构施工对周围环境的一些影响及一些控制措施。

关键词：盾构施工;周围环境；影响；控制措施

1前言

自1823年布鲁诺采用盾构法在泰晤士河建造隧道以来,已经近180年的历

史,盾构法隧道因其具有对周围环境的影响较小等独特优点而在隧道施工领域

独树一帜,尤其是二战后,随着世界各国,主要是欧洲、日本、美国、加拿大等

城市隧道，包括地铁隧道、给排水隧道、电缆隧道以及城市共同沟的大量兴建，

盾构施工方法也从最初的手工式盾构、半机械式盾构发展成机械式盾构甚至盾构

机器人，其应用水平越来越高,应用范围也越来越广泛。但现在对环境控制的

要求越来越高,尤其是对盾构穿过城市中心重要建筑时的影响要求极为严格。从

而,盾构施工对周围环境的影响就是一个急待研究的课题。本文主要讲述了盾构

施工对周围环境的一些影响及其可能产生的因素，以及适当地阐述了一些控制措

施.（其中的图表来自南京地铁一号线穿越金川河和玄武湖区间隧道的监测数

据。)

2盾构施工对周围环境的影响

2.1盾构推进中的地层损失

盾构推进引起的土体位移一般由三部分组成：先于盾构前方的地表位移；盾

构通过时的位移;盾构离开后的土体固结。对于土压平衡式盾构，由于盾构机刀

盘前方土压力接近静止土压力,因此先于盾构前方的地表位移可能较小。盾构机

通过后，盾尾空隙闭合，通常是引起地表较大位移的原因。而固结沉降大小依赖

于土的类型、盾尾空隙注浆的方案以及盾构机推进对土体的扰动情况。固结沉降

与时间有关，通常经过几个月后才能稳定。

2.2对建筑物沉降影响

实测表明，在盾构正常掘进地段，建筑物的沉降形式与地表沉降一致，部分

房屋沉降曲线见图1所示，最大沉降发生在盾尾脱出管片阶段，在主要沉降影响

区的房屋（在盾构隧道轴线两侧3m范围)沉降大，主沉降区的房屋沉降一般在

—15mm到-25mm；在主沉降区外的房屋沉降小，沉降值小于—10mm，距隧道轴

线较远（10m以上)地段，盾构掘进基本对房屋没有影响，其沉降变化量在—4mm

以下.另外，基础刚度较大的房屋沉降相对较小，且比相应位置的地沉降略小.

在特殊地段，如许一南区间盾构铰接油缸出现漏油地段，房屋沉降达—83。7mm；

玄一新区间软流塑淤泥质粉质粘土层，房屋沉降也较大，沉降值达到—48．1mm，

百学须先立志。——朱熹

软流塑淤泥质地层为高压缩高灵敏度地层，对扰动敏感，在房屋荷载和盾构掘进

扰动的作用下,地层产生压缩再固结沉降，地层后期变位大.而且在这种地层，盾

构姿态和掘进控制难度增大，同步注浆对控制变位的影响减弱，主要是地层呈流

塑状时,盾尾空隙不能完全由浆液充填，部分被淤泥充填,因而地层损失较大。

2.3对地下管线的沉降影响

隧道周围地下管线主要有煤气管、给水管、排污管。与隧道正交的横断面沉

降基本呈正态曲线分布，与盾构掘进引起的地表横向沉降槽相适应（图2）。在

地下管线埋深较浅时，也可以地表沉降来代替地下管线的沉降。且此时地下管线

的沉降长度较小。管线在盾构掘进主要影响区内的管线沉降大，主影响区外沉降

小。

2.4对地下水位的影响

采用土压平衡模式开挖,对地下水位影