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谈富水砂卵石地层土压平衡盾构施工安全风险与管控盾构法在中国大力发展，土压平衡盾构由于其诸多优点应用于各大城市地铁建设中。
但伴随而来的是盾构施工风险的产生。
盾构施工风险主要有安全风险、地质风险、设备风险、进度风险、成本风险等。
地质风险是指采用盾构法施工的地层较差（如上软下硬、大漂石、流砂、淤泥质地层等），盾构设备不适应，导致出现的风险。
设备风险是指盾构主要设备部件（如刀盘、主轴承、螺旋输送机等）出问题，导致无法正常施工产生的风险。
进度风险和成本风险是指由于地质差、盾构设备不适应等原因导致进度慢、成本高而产生的相应风险。
由于地质差、设备不适应、盾构技术水平低、管理不到位等原因，导致出现安全事故，最终体现是盾构施工出现安全风险。
盾构施工安全风险主要有超方导致地表及附近建（构）筑物出问题、由于盾尾、铰接或螺旋输送机等密封出问题导致地层损失出问题、水平运输电瓶车出现溜车导致设备损坏或人员伤亡造成的风险、常规（如高坠、触电、物体打击等）安全风险等。
盾构施工出现安全事故，最终结论大部分都归结于管理不到位、地层不良等原因，实际上主因都是技术原因和技术水平。
为什么大部分人都归结于管理不到位、地层不良等原因呢？因为盾构工法还不成熟，盾构技术还在不断完善中，更主要的是盾构技术并不是那么好掌握的（找管理问题容易找技术问题要靠水平）。
一个好的盾构施工管理者需要具有机械、液压、电气、地质、化学和管理等专业知识，有时他的判断才可能是正确的。
现从技术层面谈盾构施工安全风险。
盾构密封出问题产生的安全风险主要与盾构掘进地层有关系，流砂和淤泥质地层当密封失效，由于压力作用流砂和淤泥肯定会向密封失效处涌入，进而导致地层损失。
佛山、天津等地出现的盾构被埋、地表坍陷等安全事故都与此有关。
想要解决此安全风险只能通过技术手段防止密封失效。
流砂和淤泥质地层需要采用好的铰接密封和盾尾密封刷，使用优质盾尾密封脂来解决此安全风险。
富水砂卵石地层主要需要解决的是超方问题。
盾构施工过程中地层变形与沉降规律研究盾构施工是一种常用的地下工程施工技术，它通过在地下挖掘隧道来满足城市发展和交通运输的需求。
在工程建设过程中，地层变形与沉降是一个重要的研究课题。
本文将从盾构施工过程中地层变形和沉降的原因、规律以及对工程安全的影响进行探讨。
首先，地层变形和沉降的原因有多种。
盾构施工过程中常常需要在地下进行挖掘，而地下的岩层和土层是相对稳定的。
一旦破坏了地下的平衡状态，地层就会发生变形和沉降。
盾构施工会对地下的土体施加较大的力量和应力，导致土体的变形。
此外，盾构施工过程中的挖掘、注浆和尾闸施工等作业也会对地层产生振动和应力，进而引起地层的沉降。
地下水位的变化也是地层沉降的一个重要因素。
其次，盾构施工过程中地层变形和沉降具有一定的规律。
一般来说，地层的变形和沉降会呈现出一个较长的时间过程，并随着施工的进行而逐渐增加。
变形和沉降的速度和幅度与盾构施工的进度、土体的物理性质、施工的方法和工艺等因素密切相关。
在盾构施工初期，地层的变形和沉降速度较慢，随着施工的深入，变形和沉降速度逐渐加快。
在施工完成后，地层的变形和沉降速度会逐渐减小，最终趋于稳定。
此外，地层的变形和沉降往往存在着不均匀分布的情况，即在施工轴线附近变形和沉降较大，在两侧逐渐减小。
最后，地层的变形和沉降对工程安全会带来一定的影响。
首先，地层的沉降会导致上部建筑物的沉降和变形，从而影响其结构安全。
其次，地层的变形和沉降会对地下设备和管线造成损坏，影响城市的正常运行。
此外，地层的沉降还可能引起地面的下沉和坍塌，给周围环境带来安全隐患。
因此，在盾构施工过程中，需要采取一些措施来减小地层变形和沉降的影响。
例如，在盾构施工前需要进行充分的勘察和设计，选择合适的工艺和施工方法，以减小对地层的影响。
在施工过程中需要进行监测和控制，及时对出现的变形和沉降进行修复和加固。
综上所述，盾构施工过程中地层变形和沉降是一个复杂的研究课题。
在施工过程中，地层的变形和沉降主要受到施工工艺、土体性质和地下水位等因素的影响。
成都富水砂卵石地层土压盾构施工引起地层变形规律研究
目前,地铁隧道主要采用土压平衡盾构法施工,不可避免的引起地层损失而导致地表沉降,在不同的土体中盾构施工地表沉降的规律不尽相同,且大多数研究成果针对粘性土地层,对于富水砂卵石地层的土压平衡盾构施工引起地表沉降的问题研究较少,卵石土内聚力低、松散性、强度高等性质造成砂卵石地层的特殊性,地层的滞后沉降非常明显,甚至引发施工地面突然塌陷的事故,对施工和监测造成了较大的影响,需要针对成都富水砂卵石地层,系统的分析土压平衡盾构施工引起的地层变形规律,为现场盾构施工提供借鉴。
以成都地铁在建的3、7号线盾构区间隧道为背景,针对富水砂卵石地层,通过大量现场实测数据的统计分析、分类对比,回归拟合、数值模拟计算以及修正经验公式参数的方法,结合成都地铁现场盾构施工经验,研究了盾构参数对于地表沉降的影响规律,提出了盾构参数的合理取值范围;探讨了地层条件对于地表沉降的影响,得出其中主要影响因素内摩擦角对地表沉降的影响规律;并分别从隧道上方分层沉降、横断面地表沉降、纵断面地表沉降研究分析了地层变形沉降规律,得出了成都砂卵石地层盾构施工的地表沉降主要分布范围内,提出砂卵石地层地表沉降的控制值为
20mm,地层变形的主要影响区域为隧道中线左右12m,盾构施工时隧道上方土体的破坏过程和形式,总结出地表沉降趋势预测的经验公式,验证了该公式适用于成都富水砂卵石地层的合理性,修正了 O’Reilly&New沉降槽宽度计算公式,使其适用于成都砂卵石地层土压平衡盾构施工沉降槽宽度的计算,系统全面的总结了砂卵石地层土压平衡盾构施工引起的地层变形规律。
科学技术创新2020.10盾构施工引起砂卵石地层变形规律陈威1朱威2吴爽1（1、华北科技学院，北京1016012、江苏纵横工程顾问有限公司，江苏宿迁223800）随着我国经济水平的迅速提高，城市建设也在迅猛发展，城市用地规模和人口规模不断扩大，特别是一二线城市城市人口规模急剧增长，机动车数量迅速增长，而城市道路基础设施明显满足不了需求。
充分利用地下空间是解决城市地面交通拥堵问题，推动城市较好较快发展以及保护环境的最佳方式。
砂卵石地层广泛分布在我国华北以及西南部地区[1-2]。
砂卵石地层具有粘聚力几乎为零，卵石分布具有随机性，强度高以及高灵敏度等特点。
在砂卵石地层中采用盾构法施工时，地层受到扰动超挖等影响会造成地层损失，细颗粒砂大量流失，卵石接触形成孔洞，容易发生沉降或塌陷，对地面建筑造成不可逆转的影响[3-4]，因此有必要对砂卵石地层隧道盾构施工引起的地层变形以及地面沉降进行分析，以期对类似工程提供参考和帮助。
1工程概况及地层特性北京地铁16号线万寿寺站-国家图书馆站区间隧道全长1489.947m。
纵断面上，万寿寺站-国家图书馆站区间为倒“V”字坡，埋深范围16~22m。
盾构施工从国家图书馆站始发，区间分别下穿南长河、紫竹院内湖、广源大厦停车场，侧穿紫竹桥桥桩，邻近人济山庄大楼等建筑。
盾构管片厚0.3m，内径5.8m，外径6m，环宽1.2m，采用错缝拼接方式拼装。
区间地质情况：杂填土层，厚度为1~7m，分布不均；粉土层，厚度约为2m，埋深约为3~8m；粉质粘土层，厚度为2~4m，共有三层，埋深约为4m，10m，12m；砂卵石地层，厚度较大，埋深范围约为10~25m，包含卵石和粉细砂，夹杂少量的粉质粘土。
盾构隧道主要穿越砂卵石地层，隧道覆土厚度为16~22m，盾构从国家图书馆站向中间风井掘进，地层压力逐渐增大。
2大粒径卵石本段区间隧道范围内，分布的卵石层（主要为卵石⑤层、卵石⑦层、卵石⑨层和卵石11〇层）中不均匀分布有大粒径的漂石，其分布规律在空间上具有随机性，无明显的成层规律。
土压平衡盾构在富水砂层中施工控制重点及技术措施[摘要]介绍南京地铁一号线地铁玄武门站~南京站区间采用土压平衡盾构在富水砂压中开挖隧道积累下的成功经验。
[关键词]地铁隧道；土压平衡盾构；始发；进站；技术措施在富水砂层中进行地下工程施工，一直倍受广大工程建设者关注和探讨，特别是上海地铁四号线<浦东南路~南浦大桥区间）地铁施工中隧道内发生涌砂事故后，引起了建筑工程界巨大的震动。
南京地铁玄武门站~许府巷站~南京站区间盾构隧道工程，盾构要在全断面的砂层中两次始发，一次进站，并要穿过约二十幢旧多层居民楼，在周密的技术方案和精心施工安排，使得工程安全、优质完成。
1 地质条件及砂层主要物理参数该标段属古河道漫滩地貌,基岩埋藏较深,均大于25m。
软弱土层较厚，主要为低塑性淤泥粘土、粉质粘土及中到稍密的粉细砂。
隧道所通过的粉细砂地层为良好的富水和透水地层<②-2d2-3粉砂夹细砂和②-3d2粉细砂的物理力学参数表一），其饱含地下水，渗透系数达5×10-3cm/s，地层遇水极容易液化，使得地层变得更加不稳定，容易引发坍塌，施工中极易产生涌水、涌砂及开挖面失稳现象。
另外隧道上方覆土层次多，分布不匀及土质差异大，使地质情况变得错综复杂。
砂层主要物理力学参数值附表一2盾构机设计在富水砂层中要考虑的关键因素服务于本工程的盾构设备是引进德国海瑞克公司的，但该盾构机设计时结合了我国盾构施工经验和很多专家的意见，在海瑞克公司原设计基础提出了很多技术措施改良。
由于盾构机的密封系统和盾构机刀盘设计将是在富水砂层中施工成败的关键，在此作详尽的介绍。
2.1盾构密封系统的设计盾构要在地下几M至十几M深的地层中施工，该范围的土层中含有丰富的地下水，盾构必须设计有良好的密封系统，方能满足在地下施工的要求。
在盾构设备设计中，应考虑盾尾密封系统和铰接密封系统的防水性能，这两个部位的防水，是保证盾构施工安全和保证地面建筑物和管线安全的重要保障。
盾构行进过程中的土体变形与支护设计一、盾构行进过程中的土体变形在盾构施工过程中，土体会发生一定程度的变形。
因为盾构机在前进过程中，会对周围的土体施加压力，从而引起土体的变形。
盾构行进过程中的主要土体变形包括管片收敛、土拱效应、地表沉降和地下管道沉降等。
1. 管片收敛：盾构机施工时，需要在后方安装钢管或预制混凝土管片以支撑土体。
当盾构机前进时，土体会向管片周围集中变形，形成管片的收敛。
这种收敛是正常的土体行为，但需进行合理的支撑设计，以防止管片损坏。
2. 土拱效应：盾构机行进过程中，会引起土体施加于管片上的压力，并且通过管片传递到土体周围。
当土体的内摩擦角较大时，会形成土体周围的土拱效应。
土拱效应的存在可以提供地下隧道的稳定性，但如果土体强度较低或存在不均匀的地质条件，土体变形可能较大，需要采取相应的支护措施。
3. 地表沉降：盾构行进过程中，由于土体变形会导致地表的沉降。
这种沉降是因为在盾构前方土体被挤开，并随着盾构机的行进，土体逐渐恢复，并且沉降到较低位置。
地表沉降可能会对地上建筑物和地下管道造成不良影响，因此需要进行准确的变形监测和合理的支护设计。
4. 地下管道沉降：盾构行进过程中，如果存在地下管道，由于土体变形会对管道施加一定的压力，导致管道在一定程度上发生沉降。
因此，对于盾构行进中存在的地下管道，需要进行相应的支护设计，以确保管道的稳定性和安全性。
二、盾构行进过程中的支护设计为了保证盾构行进过程中土体的稳定，并确保施工安全，需要进行合理的支护设计。
支护设计的主要目标是减小土体变形，保证盾构机正常施工并确保周围环境和结构物的安全。
1. 预留足够的周边边距：在盾构机施工时，应根据地质调查结果合理预测土体变形范围，并预留足够的边距。
这样可以有效避免因土体变形引起的不良影响。
2. 采用适当的支护结构：根据地质条件，选择适当的支护结构。
常用的支护结构包括预支护结构和气压区间的设计。
预支护结构可以通过在前方固化土体来减小土体变形，气压区间则可以通过控制地表沉降和土拱效应来保护周围环境和结构物。
盾构施工引起的地面沉降变化的规律研究一、引言随着城市化进程的加速，地下空间的利用越来越广泛。
而盾构作为一种高效、安全、环保的地下工程施工方式，被广泛应用于城市地铁、隧道等建设中。
然而，盾构施工过程中可能会引起地面沉降变化，对周边环境和建筑物造成影响。
因此，研究盾构施工引起的地面沉降变化规律具有重要意义。
二、盾构施工引起的地面沉降变化1. 盾构施工原理及流程盾构是一种在地下开挖并同时支护的隧道掘进方法。
它主要由推进机、刀盘、尾部支撑系统等组成，通过推进机推动刀盘在土层中开挖出一个圆形截面的隧道，并在后方进行支撑。
2. 地面沉降变化原因分析（1）土体松动：盾构开挖时会对周围土体进行挤压和松动，导致土体密实度发生改变。
（2）土体位移：由于推进机和尾部支撑系统的作用，土体会发生位移。
（3）水位变化：盾构施工过程中，地下水位可能发生变化，导致土体的水分含量和饱和度发生改变。
3. 地面沉降变化规律（1）盾构开挖时，沉降量最大的位置在刀盘前方，随着开挖的深入，沉降量逐渐减小。
（2）随着时间的推移，沉降量逐渐趋于稳定，但仍会存在一定程度的沉降。
（3）地面沉降量与盾构直径、土体性质、施工深度等因素有关。
三、影响地面沉降变化的因素1. 盾构直径：一般情况下，盾构直径越大，对周围土体的影响范围越大。
2. 土体性质：不同类型的土层对盾构开挖产生的影响不同。
比如，在软黏土中开挖时，由于黏性较大，容易引起地面沉降。
3. 施工深度：一般来说，施工深度越大，则对周围环境和建筑物造成的影响也越大。
4. 施工速度：过快或过慢都会对地面沉降产生影响，过快容易引起土体松动，过慢则会延长施工时间，增加对周围环境的影响。
四、盾构施工引起的地面沉降变化对周边环境和建筑物的影响1. 周边环境：盾构施工引起的地面沉降变化可能会对周边道路、管道等基础设施造成影响，甚至可能引起地面塌陷等事故。
2. 建筑物：盾构施工引起的地面沉降变化也会对周边建筑物造成一定程度的损害，比如裂缝、倾斜等。
