城市地铁隧道施工引起的地面沉降与处理
地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题及处治措施
地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题及处治措施摘要：地铁工程是现代化城市交通体系建设中最为重要的一部分，地铁不仅能够有效促进城市交通运输效率的提升，同时还有助于开发利用城市地下空间，为城市发展建设创造更多效益。
在地铁施工中，盾构法作为最主要的施工方式，能够有效促进工程质量、进度的提升，但是在具体盾构施工中也存在着一定的问题，其中最为显著的就是因盾构施工所引起的地面沉降。
因此，文章就对盾构施工地面沉降的原理、影响因素进行了分析研究，并进一步探究了地面沉降观测和防治的措施，以期为地铁隧道盾构施工提供参考和借鉴。
关键词：地铁隧道、盾构法、地面沉降、处置措施引言地铁交通在现阶段城市交通中发挥着极其重要的作用，并且随着城市规模的扩大，地铁工程数量不断增多，盾构施工技术，由于其安全性和先进性，在当下地铁隧道施工中得到了广泛应用[1]。
然而地铁施工多在城市中心区域附近，施工区域内会存在大量构筑物和管线，在盾构开挖过程中必然会对地层产生扰动，易引起地表沉降。
并且随着盾构施工的深入，沉降问题会进一步加重，这就会对地面建筑的安全稳定造成严重威胁。
所以，做好对并购施工中地面沉降问题的研究和防治对于地铁交通建设有着非常重要的意义和作用。
1盾构法引起的地面沉降原理在地铁隧道开挖施工中，由于需要破坏地下结构，就会导致地层扰动并造成地面沉降。
尤其在软土隧道施工中，因为地层损失、施工环境干扰等方面的影响，都会造成地面沉降，如图1就为软土隧道是地面横向沉降槽的示意图。
图1地面横向沉降槽示意图1.1隧道开挖使得地层损失滴虫损失指的是在盾构开挖过程中，开挖体积与隧道具体体积的体积差，而隧道竣工体积则包含了施工中外围包裹压入浆的体积。
在具体弥补地层施工中，如果发生地层异动，必然会导致沉降问题的出现，其最主要影响因素如下：①开挖土体移动较为严重。
在盾构施工中，开挖面的土体如果原始侧向力大于水平，支护所能提供的作用力，开挖面土体就会沿支护面向上、向前移动，进而致使地层损失，最终导致土体隆起；②盾构后退。
城市隧道施工引起的沉降问题研究
科技创新Technological progressI·67·中国高新科技 2019年第39期城市隧道施工引起的沉降问题研究0 引言随着中国经济的快速发展，城市化进程进一步提高，城市人口增多，功能复杂，可利用土地资源紧张，交通拥堵问题十分严重。
从地面发展至地下的城市地下隧道工程在解决城市交通拥堵问题上起到重要作用。
事实上，早在20世纪，发达国家就已提出“大力开发地下空间”的政策。
可见，城市地下隧道工程是城市化进程中的必然发展趋势。
城市隧道施工可能引起地面沉降问题，其原因主要有与地质相关的自然因素和施工导致的人为因素两方面。
自然因素包括岩土体自身的特性、地应力、地下水等，这些都会影响隧道的稳定性，且这些因素在不同地质条件下会产生不同的结果。
人为因素包括隧道的埋深、断面尺寸、施工方法和环境、支护材料和形式、工程用途和监测、服务年限等，这些都有可能导致沉降问题。
我国在近十年的大规模地铁隧道建设中，在广州、北京、青岛、大连、南京、哈尔滨等多地都有由沉降问题引发的塌方事故发生，地面沉陷面积在20m 2以上。
城市隧道的塌方既对人们的生命安全受到威胁，也会使地面的车辆、建筑物、公共设施遭到破坏和损失，影响城市的正常运行。
因此，如何避免此类事故的发生，就需要对城市隧道施工引起的沉降问题进行深入研究。
本文首先介绍了城市隧道施工的多种方法及其施工特点，然后分别综述了隧道施工引起的地层变形和建筑物沉降问题的理论研究方法的最新研究进展，希望能为该领域的研究提供一些参考。
1 城市隧道施工的方法介绍随着现代化的发展，我国城市隧道数量逐渐增多，城市隧道施工次数增多。
商场、防空洞等的地下建设一般埋深较浅，地层的岩土材料强度较低。
若以传统的矿山法挖掘隧道，围岩的自承能力差，很容易发生事故，因此，矿山法已不适用于现代的隧道施工。
现代隧道施工要注意与当地地质岩层相适应，且要顾全周边环境，因此可供选择的常用施工方法有明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法和沉管法等，其中又以明挖法和盾构法为主，下面对这几个方法的原理和特点进行介绍。
地铁隧道施工中的地质灾害处理技术
地铁隧道施工中的地质灾害处理技术一、地铁隧道施工中的地质灾害概述地铁隧道施工是一个复杂而困难的过程，其中一个关键问题是如何处理地质灾害。
地质灾害指的是在地下隧道施工过程中可能遇到的地质问题，如地下水涌入、土层塌方、断层变形等。
这些地质灾害不仅会影响施工进度，还可能对人员安全和工程质量造成威胁。
因此，合理应对地质灾害，采用有效的处理技术是地铁隧道施工中的重要任务。
二、地下水涌入的处理技术在地铁隧道施工中，地下水的涌入是一个常见的地质灾害问题。
地下水的涌入会给施工现场造成严重的影响，包括地面沉降、道路塌陷以及围护结构的破坏等。
为了解决这个问题，施工人员可以采用以下的处理技术：1. 地下水排泄系统的建设：通过建设地下水排泄系统，将地下水引导至指定位置进行排泄，减少地下水对施工现场的影响。
这需要合理设计排泄系统的管道布局和出水口位置，确保排泄系统的可靠性和灵活性，以便适应不同程度的地下水涌入。
2. 地下水封堵技术：利用封堵材料，如水泥浆等，对涌入的地下水进行封堵，减少地下水流入施工现场的数量和速度。
这需要对地下水涌入的位置和流动路径进行精确的识别和评估，以确定封堵措施的有效性。
三、土层塌方的处理技术土层塌方是另一个常见的地质灾害问题，它可能会导致地铁隧道结构的破坏和施工人员的伤亡。
在处理土层塌方问题时，我们可以采用以下的技术：1. 土壤加固技术：通过使用加固材料，如灌浆剂、固结剂等，加固土层的稳定性，防止其发生塌方。
这种技术需要根据具体的土层状况和地铁隧道的工程要求，确定合适的加固方案。
2. 土层监测与预警系统：建立土层监测与预警系统，及时监测土层的变形和应力变化，并通过预警系统发出警示信号，及时采取应对措施。
这种技术需要利用特定的监测仪器和传感器，对土层进行实时监测，并建立可靠的预警机制。
四、断层变形的处理技术断层变形是地铁隧道施工中另一个重要的地质灾害问题。
断层变形可能导致地铁隧道的错断、挤压等问题，严重影响隧道的施工和使用。
地铁隧道施工诱发地表沉降原因及预防
所 示
图１ 隧道开挖及其沉降三维效果 图 地铁 隧道施工地表沉降及 变形 的发生主要是 由于隧道施工 引起的 地层损失 和施工过程 中隧道周 围受 扰动或者受剪切破坏 的重塑土的再 固结 所造成 的 ， 隧道周 围土体在 弥补地层损 失中 ， 发生地层 移动 ， 引起 地表 沉降 。土 体受施工 扰动 的影 响可以慨括 为两个方 面 ， 即应力状 态 和应变状态 。对应 力状 态的影响主要表现为孔隙水压力变化 。 应变状 态改变对土体性质影 响是施工扰动的主要方面 。隧道 开挖 引起 的地面沉 降见图 ２ 隧道 上方和两侧 土体变形不 同 ， ， 隧道上方 土体 （ Ａ点） 受压 ， 可以视 为剪切变形 。而两侧土体 （ 则受 简单 剪切变形 ， Ｂ点） 各点 土体应变量 不同 ， 应其受扰 动程度也不 同。隧道正 上方土体受 相 到扰动大 ， 相应 的应变 也就大 ； 相反 ， 扰动程度小的土体应变就小 。 隧道 开挖后 引起 隧道周 围一定 范围内土体应 力的变化 ， 在应力调 整 的过程 中 ， 引起 隧道 周 围土体 的变形 ， 随着 隧道开挖 其影 响逐渐扩 大， 最终通 过 土体传 递 到地表 。如 图 ３ 示 ， 所 应力 的传递 是 自上 而下 的， 由此造成 开挖体 周围及前方土体 中的应力 集中 ， 当其超过土体强度 后即发生破坏 ， 继而产生较大的变形 。而土体 的变形是 自下而上 的， 由 隧道拱顶 传递到地 表 ， 隧道 开挖过程 中 ， 由于在 隧道开挖完成 之后 ， 支 护结构形成强度之 前的间隔时 间段 内 ， 隧道处 于一种临空状态 ， 隧道周 围土体产 生位移 变形 ， 而传递到地 表。在这个过 程 中还伴 随有土体 进 失水 固结和地层压密等 。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对1. 引言1.1 引言地铁盾构施工是一种常见的地下工程施工方式，通过盾构机在地下开挖隧道，是城市地铁建设的重要工艺之一。
在地铁盾构施工过程中，地面沉降是一个不可避免的问题，会给周围环境和建筑物带来一定的影响。
对地面沉降原因进行分析并有效应对是非常重要的。
在本文中，我们将针对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行深入探讨，并介绍地下水位变化、地下土层变动、盾构施工技术以及沉降监测与控制这几个方面的内容。
通过深入分析这些因素，可以帮助我们更好地理解地铁盾构施工中地面沉降的机理，从而采取有效措施来减少地面沉降对周围环境和建筑物的影响，保障施工过程的安全和顺利进行。
部分是整篇文章的开端，只有充分了解地铁盾构施工中地面沉降的原因，才能更好地理解后续部分的内容。
接下来我们将对地面沉降的原因进行详细分析。
2. 正文2.1 地面沉降原因分析地面沉降在地铁盾构施工过程中是一个常见的问题，主要原因可以归纳为地下水位变化、地下土层变动和盾构施工技术等因素。
地下水位变化是导致地面沉降的重要原因之一。
在盾构施工过程中，地下水位的变化会影响周围土层的稳定性，导致土层松动和沉降。
特别是在地下水位波动较大的地区，地面沉降问题更为突出。
地下土层变动也会引起地面沉降。
盾构施工过程中，土层受到挖掘和开挖等操作的影响，可能会导致土层紧密度的改变，进而引起地面沉降。
地下土层的物理性质和结构也会对地面沉降产生影响。
盾构施工技术的不当使用也可能导致地面沉降。
如果施工工艺不合理或操作不当，可能会对周围土层造成不可逆的破坏，进而引发地面沉降问题。
地面沉降是一个综合性问题，需要综合考虑地下水位变化、地下土层变动和盾构施工技术等多个因素。
只有对这些因素进行全面分析和有效控制，才能有效应对地面沉降问题。
在下文中，我们将进一步讨论如何有效监测和控制地面沉降。
2.2 地下水位变化地下水位变化是导致地铁盾构施工中地面沉降的重要原因之一。
地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题及处治措施王佩
地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题及处治措施王佩发布时间：2021-06-17T11:24:43.340Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：王佩[导读] 摘要：地铁隧道建设环境错综复杂，在应用盾构法期间易发生地面沉降问题，阻碍正常施工，甚至诱发安全事故。
中铁建大桥工程局第二工程有限公司广东省深圳市 518000摘要：地铁隧道建设环境错综复杂，在应用盾构法期间易发生地面沉降问题，阻碍正常施工，甚至诱发安全事故。
文中概述了在地铁隧道施工中因盾构法引起的地面沉降原理，分析了引起地面沉降的主要影响因素及地面沉降观测方法，旨在为解决地面沉降问题提供一些参考。
关键词：地铁隧道；盾构法；地面沉降引言随着城市建设的不断发展，地铁隧道的修建越来越多。
地铁隧道的施工场地通常在城市中心，周围房屋及地下管线较多，特别容易对周围环境造成扰动，造成地表建筑物的损坏。
地在地铁隧道施工中因盾构法引起的地面沉降，继而引起安全事故，因此，地铁施工过程中对周围的地面沉降进行及时观测和有效控制十分重要。
1盾构法引起的地面沉降原理1.1隧道开挖破坏了地层稳定性在地铁隧道盾构施工中，我们要兼顾多个方面的影响因素，盾构施工包含了多个操作环节，在对地层进行开挖的过程中，受外部作用力的影响，隧道外层的物质会随着内部向心力涌入到隧道中，彼此相互挤压移动，对地层的稳定性影响较大。
隧道开挖后，地表土体结构会发生改变，特别是在使用盾构法施工中，掉应力的把控是比较严格的，如果应力波动幅度过大，那么随着地层的移动和土体的缺失，地层就会呈现一个不稳定波动，出现较多的土体隆起。
土体被挤入盾尾的空隙中，隧道向外扩充，如果压降量没有达到预期的标准，就会使得压浆压力出现范围性波动，导致盾尾坑道土体失衡，尤其是在水体含量不稳的地层，更容易出现地面大幅度波动沉降问题。
1.2土体稳定性降低盾构施工中涉及的设备比较多，盾构设备的体积比较大，在运行的时候，会对地层产生强烈的振动幅度，使土体结构受到破坏，盾构施工所形成的隧道周围有一层空隙，空隙的存在使得水流流入到了隧道中，在盾构设备持续推进的过程中，大量的水流进入到其中，空气内部的水压力逐渐降低，内部压力的失衡导致地面沉降现象的出现。
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对
地铁盾构施工中地面沉降原因分析及应对地铁盾构施工中地面沉降是一个常见的问题，主要原因是盾构机挖掘地下隧道时，会对地下土层进行扰动和移动，导致地面沉降。
下面是对地铁盾构施工中地面沉降的原因进行分析及应对方法的说明。
1. 地质条件不稳定：地质条件不稳定是导致地面沉降的主要原因之一。
在盾构施工中，如果遇到地下水位较高、土层松散、岩层不坚固等地质条件不稳定的情况，就容易导致地面沉降。
此时，可以通过加强地质勘察与分析，选择合适的盾构机和施工方法，以及采取加固措施等方法来应对。
2. 施工参数不合理：施工参数不合理也是导致地面沉降的原因之一。
在盾构施工中，如果施工参数设置不合理，如推进速度过快或者施工压力过大，就容易引起地下土层的不稳定，导致地面沉降。
需要在施工前进行合理的施工参数设计，并加强监测和调整，以避免地面沉降的发生。
3. 施工技术不当：施工技术不当也是导致地面沉降的原因之一。
在盾构施工中，如果操作不当或者施工方法不正确，就会对地下土层造成不必要的扰动和移动，导致地面沉降。
在施工前需要进行充分的技术培训和实践，以确保操作人员熟练掌握施工技术，并采取适当的施工措施。
1. 加强地质勘察与分析：在施工前需要对地质条件进行充分的勘察与分析，了解地下土层的情况，以选择合适的盾构机和施工方法，并采取合理的加固措施，以应对地面沉降的可能性。
2. 合理设置施工参数：在施工中需要根据地质条件和盾构机的性能特点，合理设置推进速度、施工压力等参数，以确保施工的安全与稳定，避免地面沉降的发生。
3. 加强监测与调整：在施工过程中需要密切监测地面沉降的情况，一旦出现地面沉降的情况，需要及时采取合适的调整措施，如降低推进速度、减小施工压力等，以减少地面沉降的程度。
4. 采取加固措施：在施工中可以采取一些加固措施，如喷浆加固、加设盾构机尾部加固框架等，以增加地下土层的稳定性，减少地面沉降的可能性。
地铁盾构施工中地面沉降是一个需要重视的问题。
地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律分析
地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律分析地铁隧道作为城市交通的重要组成部分，是连接城市不同区域的纽带。
随着城市的不断发展和人口的不断增加，地铁建设已经成为了必然趋势。
然而，地铁工程施工过程中，地面沉降问题一直是人们关注的热点问题之一。
本文将针对地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律进行分析。
一、地铁隧道盾构施工的基本原理盾构机是近几年开发出的用于地下建筑施工的新型设备，其施工原理是先在隧道顶部挖出一条一定宽度和高度的顶洞，然后在顶洞中安装一台盾构机，由盾构机推动管片向前推进，在管片及盾构机组成的初始管环内注浆加厚基础处理，之后备土排出。
二、地面沉降的原因在盾构施工过程中，挖掘出的土方需要在地面上暂时存放，同时，附近的建筑物、道路等也会因施工过程中振动影响，导致地面发生沉降。
研究显示，地面沉降量与地下水位、建筑物结构、地形地貌和施工方法等因素密切相关。
三、盾构施工引起的地面沉降规律1.施工工艺变化对地面沉降的影响在盾构施工中，该工艺由一段段管片拼装而成，每拼装一段管片就会使管壁位移，进而引起地下应力变化和土体压缩。
因此，在施工过程中，管片的安装方式、长度以及环片的数量等都会对地面沉降产生影响。
2.地质环境对地面沉降的影响地质环境也是地面沉降的重要因素之一。
地铁隧道的盾构施工，往往会挖掘过去几百年，甚至几千年地质构造形成的地层，地质情况的了解和研究对地面沉降和地铁建设安全有着至关重要的作用。
3.地下水位对地面沉降的影响地下水位也是影响地面沉降的重要因素之一。
在地铁隧道盾构施工过程中，由于管片与周围土层之间留有一定间隙，难以完全将地下水阻挡，因此，施工区域的地下水位变化也会对地面沉降产生一定的影响。
四、盾构施工减小地面沉降的方法和技术尽管盾构施工难以避免地面沉降问题的出现，但是采取恰当的施工方法和技术可以有效地减小地面沉降量。
其中，加强地面监测管理、降低施工工艺对地面沉降的影响、在隧道顶部安装加固杆等方法都是有效的地面沉降控制措施。
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城市地铁隧道施工引起的地面沉降与处理
1 城市地铁隧道施工引起地面沉降的机理分析城市地铁隧道在施工过程中最常采用的方法为盾构施工法，其指的是在工程施工前，
利用像挖掘机一样的机械把地下的泥土挖出，勾画出隧道工程的大体框架。
由于施工地区土质密度、强度或特殊地形的影响，因此很容易在地铁隧道建设施工中出现一些误差。
如地铁隧道挖出的土与隧道体积不相等，土质密度过于松散出现塌方、施工地出现不同程度的沉降现象等等。
其中，最严重的问题就是施工地区的沉降现象，
其具体指的是人们在挖土的过程中，由于先挖走的土层空隙水压强度不大，应力很小，施工点只会出现小面积的推移；但随着工程建设施工进程的加快，被挖出的土壤越来越多，推动力和应力会不断增强，导致施工点出现大面积移动或者施工地面出现突起等现象。
施工人员为了防止盾构施工法对地质、土壤造成的影响，在施工过程中会使用千斤顶支撑上地面，等到地铁隧道中多余的泥土全部被运输离开后再撤走千斤顶，但这样的缺点是本来被千斤顶支撑的地面突然没有了支持力，从而出现隧道塌陷，即我们所说的施工沉降现象。
因为机械设备在地下作业过程中相对困难，若隧道施工时再遇上粘质土壤，施工难度不仅会加大，而且施工地沉降的偏差也会增加。
2 某地铁工程隧道施工引起地面沉降与处理工艺
2.1 工程概况
某地铁工程一号地铁线北起升仙湖，南下华阳，中间途经火车北站、天府广场以及火车南站等多个重要地点，是人们出行选择的首选交通工具。
其全长31.6千米，隧道外径7.8m,内径6.4m, 并且地铁一号线还有继续向南扩展的趋势，在继续向南的隧道建设施工也采用同地铁一号线相同的盾构施工法,并预计在2018 年就能够完成地铁三号线的修建,并开始运行。
根据地质资料分析得出：盾构主要穿越的土层有灰色粘质粉土层、灰色淤泥质粘土层和灰色粘土层等多种土层。
地铁隧道穿越地基土层的基本物理力学指标见表 1 ,部分施工地的沉降现象分别用横断面和纵断面图来表示,如图 1 和图 2 所示。
2.2 监测方案
在实际施工中, 需要对施工地进行地面沉降的监测。
作者所在的项目工程中，计划是每隔200m就进行一次横断面的监测，像天府广场这样建筑物密集的地方,会缩短监测距离,每隔50m 就进行一次横断面的监测, 而每个横断面监测之间, 可再细化到每个监测点。
一般情况下,每个横断面监测间会设置10个监测点,并且为了监测所得的数据具有连续性, 施工人员在隧道中还布置了沉降观测点, 对施工周围的管线是否沉降也进行了相应的观察。
2.3 具体计算及沉降各阶分析
（1）刚出现沉降的时间段,即前期沉降,其是工程刚刚施
工的阶段，由于没有过多的挖土和破坏土层、地质，沉降的最大
值不会超多2mm地面的突起不会超过4mm这也可以说明施工人员施工进度合理，给予地质的压力较小。
（2）开始运用盾构机的阶段，这时人们为了在规定的期限内完成此工程，开始加快工程的进程，于是就出现了大面积的沉降或者突起，不仅是对施工区有影响，甚至可能对施工点周围都有一定的影响。
（3）盾尾空隙沉降阶段，其为工程施工的尾部工作阶段，项目的主要施工工作已经完成，但由于人们在工程建设施工过程中地质、土层受到了破坏，出现很多的缝隙，导致土质松散，易出现沉降和下陷现象。
但从总体看来，第一阶段和第三阶段沉降程度还较小，特别是第二阶段施工地沉降幅度较大，需要施工人
2.4 处理工艺与施工
尽管盾构施工法在隧道建设施工方面有着良好的优势，但是也存着一定的安全隐患，怎样保证施工员的安全并且如何能快速获得隧道的安全状态，也成为了盾构施工法进一步发展而必须面对的问题。
现如今，人们从施工自动监测、监测数据处理分析和安全状态预警报警等方面做出了研究，利用更加科学、有效的方式来保证隧道施工人员的安全。
3 结束语综上，我们着重分析了地铁隧道施工过程中出现沉降的
各种原因，同时还指出了盾构施工法的不足之处，并提出了相应的解决办法。
随着城市化发展的进程加快，地铁工程项目会越来越多，人们也在努力改善盾构施工法的缺点，使其更加完善
且安全地运用在各施工项目之中。