摘要：当前盾构法施工已经开始逐渐的应用在我国的地铁隧道施工中，通过盾构法的使用，能够有效的提升工程的质量和进度。同时我国也在盾构技术的应用中取得了一定的成功。但是不可否认的是，在具体的应用中还存在很多的问题没有得到有效的解决，比如盾构法地铁隧道施工过程中引起的地面沉降问题。我们需要找到盾构法引起地面沉降的原因，并针对具体的原因采取针对性的措施。文章主要对地铁隧道盾构法中地面沉降的机理、原因以及具体的观测方式等进行分析，以期能够为沉降问题的解决提供一些参考。
关键词：地铁隧道；盾构法；地面沉降
引言
近年来，我国城市化的进程也在不断加快，城市的规模在不断增大，使得城市活动空间变得异常紧张，尤其是给地面交通带来了十分巨大的运输压力，特别是流动人口以机动车辆的逐渐增多，导致许多城市道路交通拥堵以及交通事故频频发生。基于地面的活动空间难以满足人们的需求，开发以及合理利用城市地下空间的策略得到了国内外的一致认可。这样以来，不仅使得城市用地紧张以及交通拥挤等问题得到有效的缓解，同时对于促进社会的进步以及环境保护都是十分有意义的。因此，地铁这一交通工具目前在各大城市的得到了极大的推广普及，同时它也成为城市中不可或缺的交通出行方式。现如今，随着地铁交通的不断推广，地铁工程项目也与之增多，更多科学的施工技术在地铁的建设中得到了应用。在这些技术中，盾构法被运用到了地铁隧道建设施工中，不仅促进了我国地铁隧道施工技术的发展，同时该技术方法也极大的保障了隧道施工的质量以及施工安全。然而，地铁一般都修建在城市中心以及人流较大地段，由于地下的管线以及地面建筑的影响，在地铁隧道开挖过程中应用盾构法不可避免的会给地面稳定性造成一定影响，导致地面沉降。一旦地面沉降过于严重将会直接影响地铁隧道的施工安全以及施工质量，甚至还会使施工周围的建筑物以及路面等造成不同程度的破坏。基于此，本文查阅大量国内外相关文献，对盾构施工技术地铁隧道施工过程中容易引起地面沉降这一问题进行了探究分析，旨在为有效解决地面沉降这一问题提供相关参考依据。
1地铁隧道盾构施工中地面沉降因素
1.1地层损伤率的影响
地层损失分析中发现，现阶段在施工过程中地层损失率与地面沉降存在一定的关系，在计算过程中部分学者提出现有的估算法与实际的地层损失率较大的地铁隧道盾构法施工计算存在不合理之处，其主要的原因在于宽度系数的变化。例如，在计算过程中，将其与实际的工程相结合，地层损失率在5%以内，并取整数，将盾构埋深10m，现阶段的盾构半径与穿越土层的数值不发生改变，经过计算发现，现阶段的地层损失率的宽度系数发生明显的变化，随着其损失率的变化起沉降量逐渐增大。
1.2盾构深埋因素的阐述
造成地面沉降的主要影响因素就是盾构深埋，在软土隧道开挖施工中，一般盾构埋深应该将深度控制在6~10m比较合适。在盾构建设的过程中，相关系数通过沉降槽的沉降量的计算为0.976。在进行计算时，盾构半径参数一般会选择3.2m，地层损失常会选择2%，穿越土层的选择往往是粘土层。由计算可以得出，宽度系数和盾构埋深的深度密切相关，随着深度的增大而增大，地表沉降面积也不断增大。
1.3盾构穿越土层性质
在软土层的隧道开挖中，主要的土层性质有砂土层、砂质粉土以及淤泥质粘性土，在不同的土层穿越中对地面沉降也有不同的影响。在保持其他工艺条件都不变的情况下，穿越砂土层相对于黏土层来说，其沉降槽宽度的系数也更小，因此沉降量也是最大的。设地层损失率为2%，盾构埋深为10m，盾构半径为3.2m，计算分析穿越不同土层的宽度系数与沉降量的关系。通过计算分析后可知，在穿越不同土质时地面沉降效应也不同，穿越黏土时的沉降槽宽系数最大，对地面沉降影响的范围也最大，穿越砂质粉土层，宽度系数比黏土层小，沉降量显著，在穿越砂土地面时沉降量最大。
1.4盾构半径
在不同的地铁隧道施工过程中，盾构半径的选择也是不同的。通常情况下，单圆和双圆土压平衡盾构半径控制在6~6.5m范围内比较合适，若是在跨江或跨海的地铁隧道工程中，盾构半径就会要求大一些，一般在7~15m范围。我们假设单圆盾构、双圆盾构、穿江盾构的半径可设置为3m,4.5m,7.5m，盾构埋深设置为10m，地层损失率设为2%。经过数值计算分析后发现，地面沉降的面积会随着横向沉降槽的宽度系数的变化而变化，而宽度系数又和盾构半径息息相关，盾构半径越大，横向沉降槽的宽度系数也越大，沉降的面积也就随之增大。
2地铁隧道盾构法施工质量控制措施
2.1避免管片上浮
对地铁隧道实施盾构施工，要避免管片发生上浮。施工人员要对施工现场的实际地质状况和相关条件进行深入了解，并对各项数据参数进行准确使用，实施比对，借助数据对现场施工操作进行指导，以此作为施工依据。施工人员要注重提升自身的技术素质，在盾构掘进的过程中，要对施工方法、施工速度以及千斤顶推力进行准确控制，并有效控制盾构机作业，对千斤顶行程差进行实时调整和合理优化，确保千斤顶正常发挥作用；结合最终测量结果，对盾构机各项参数以及拼装管片的具体数量和实际时间进行优化调整，有效保障盾构施工的施工质量和施工进程，延长其使用年限。
2.2设置正确的盾构参数，以确保始发掘进系统的稳定性
只有盾构机具有非常平稳的运行环境才能确保整个始发掘进系统的顺利作业，这就需要对盾构相关参数进行科学合理的测算，将作用力保证在一个合理的范围之内。在实际操作过程中，参数的具体数值还应该充分结合地质测量来进行科学合理的确定，只有保证了各个参数的稳定性才能保证整个盾构施工过程的质量和施工效率。在土仓压力进行计算的时候，一定要充分结合具体的埋置深度和土质状况，按照水土合计算方法对土仓内的压力值进行准确的计算，并制订出最为恰当的压力值，从而更好地保证整个盾构施工过程的稳定性和安全性，避免各种意外事故的发生。
2.3对地面沉降进行有效控制
在盾构施工过程中，要对地面沉降进行有效控制，避免发生工程事故。要对各项参数，诸如注浆压力、注浆计量以及注浆时间等进行有效控制，严格执行相关标准，控制浆液配合比，有效增强注浆效果。在实际施工过程中，要及时调整注浆压力，对同步注浆量进行有效控制，并及时实施二次补浆，对地表沉降进行有效控制。同时，要对土仓压力进行有效控制，实现对掌子面压力的有效平衡，有效防止土体坍塌。另外，要对开挖面实际出土量进行控制，避免出现多挖、少挖现象；对局部超挖进行及时控制，在可控范围内对地面沉降进行有效控制。
2.4挖掘粉砂层阶段的施工技术
受实际的施工自身性质因素影响，在施工过程中容易受到外界因素的影响，降低施工质量与施工效率，尤其是地质因素，部分粉质黏土等相关的环境更容易施工。在部分砂土层中，经常为施工带来一定的难度，工作人员应根据实际情况针对现阶段的需求选择合理的施工技术，解决该土质层容易出现的喷砂情况，全面控制土体，加强对土体的流动性与止水性进行分析，以降低其产生的影响，提升施工质量。
结语
综上所述，随着地铁交通的建设，盾构施工法逐渐在隧道的开挖中得到广泛的应用，提升了地铁隧道开挖的效率和质量。但是在盾构施工的过程中，不可避免的会出现地面沉降现象，不仅影响地面的美观，更可能会造成严重的安全事故。因此我们需要加强对盾构施工中引起的地面沉降的机理以及原因的研究，同时保证地面沉降的观测，进而及时、有效的预防地面沉降现象的出现，降低地面沉降带来的危害。
参考文献
[1]贾文恺.地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题探析[J].工程技术研究，2017（9）：67–68.
[2]易晓芳.地铁盾构隧道施工的质量控制分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（27）：141.