浅谈盾构施工时地表沉降规律
盾构隧道开挖过程中地表沉降及对周围建筑物的影响
盾构隧道开挖过程中地表沉降及对周围建筑物的影响盾构法是一种常见的地下隧道开挖方法，其具有快速、安全、环保等优点，因此在现代城市建设中得到广泛应用。
然而，隧道开挖过程中地表沉降是一个不可避免的问题，特别是对周围建筑物可能会产生一定的影响。
本文就盾构隧道开挖过程中地表沉降及其对周围建筑物的影响进行探讨。
首先，盾构隧道开挖过程中地表沉降是由于地下土体的移动引起的。
盾构机在进行开挖作业时，通过推进装置将土层推向后方，形成一定规模的开挖土洞。
这种土洞会导致地下土体的松动和沉降，进而引起地表的沉降。
随着隧道的推进，这种沉降作用会沿着盾构机的行进方向逐渐向外扩散。
其次，盾构隧道开挖过程中地表沉降对周围建筑物会产生一定的影响。
这种影响主要体现在以下几个方面：1. 建筑物的沉降：地表沉降会使周围建筑物沿着地表下降，对建筑物的结构和稳定性产生一定的影响。
较大的沉降量可能导致建筑物出现裂缝或倾斜等问题，甚至引发建筑物的损坏。
2. 地下管线受损：盾构隧道开挖过程中，地下管线遭受到地表沉降的影响，可能会发生移位、断裂等问题，导致供水、供气、排水等基础设施的中断和故障。
3. 地铁、地下车库等地下工程的运营安全：如果盾构隧道开挖过程中的地表沉降对周围地下工程的稳定性产生较大影响，可能会对地铁、地下车库等地下工程的运营安全带来潜在威胁。
为了降低盾构隧道开挖过程中地表沉降及其对周围建筑物的影响，可以采取以下措施：1. 加强监测预警：通过对盾构施工过程中的地表沉降进行实时监测，及时发现沉降异常，并采取相应的补救措施，以降低对周围建筑物的不良影响。
2. 合理施工工艺：在盾构隧道开挖过程中，采取合理的施工工艺，控制土体的松动和沉降，减小地表沉降量。
3. 采用土压平衡盾构机：土压平衡盾构机是一种专用于软土地质的盾构设备，其可通过施加适当的土压力来平衡地下土体的移动。
采用这种盾构机进行施工可以有效控制地表沉降。
4. 合理设计隧道轴线和深埋深度：在隧道的设计阶段，需要充分考虑到周边建筑物的情况，合理选择隧道的轴线和深埋深度，尽量减小地表沉降对周围建筑物的影响。
盾构法施工引起地面沉降原因分析及防治措施
盾构法施工引起地面沉降原因分析及控制方法进入21世纪，世界经济的迅猛发展使城市化建设得到了大幅度的提速。
目前，人口不断地向城市聚集，使城市人口和建筑的密集度快速上升，造成能被利用的地面空间越来越少，因此，当今城市现代化建设的重要课题之一便是开发地下空间，为人类创造价值。
但各种用途的管线被布置在地下，这便产生了在地下工程施工背景下的一种最佳方法——盾构法。
盾构法施工虽然优点颇多，但是也存在诸多问题。
本文就盾构法施工过程中引起的地面沉降问题展开讨论，分析产生的原因及寻找控制方法。
一，地面沉降产生原因1、地层隆沉的发展过程盾构推进引起的地面沉降包括五个阶段：最初的沉降、开挖面前方的沉降、盾构机经过时沉降、盾尾空隙的沉降以及最终固结沉降，如图l所示。
第一阶段：最初的沉降。
该压缩、固结沉降是因为地基有效上覆土层厚度增加而产生的沉降，也是盾构机向前掘进时因为地下水水位降低造成的。
指从盾构开挖面距地面沉降观测点还有一定距离(约3～12m)的时候开始，直至开挖面到达观测点这段时间内所产生的沉降。
第二阶段：开挖面前方的沉降(或隆起)。
这种地基塑性变形是由土体应力释放、开挖面的反向土压力、或机身周围的摩擦力等作用而产生的。
它是从开挖面距观测点约几米时开始至观测点处于开挖面正上方这段时间所产生的沉降(或隆起)。
第三阶段：盾构机经过时沉降。
该沉降是在土体的扰动下，从盾构机的开挖面到达测点的正下方开始到盾构机尾部通过沉降观测点该段时期产生的沉降(或隆起)。
第四阶段：盾尾空隙沉降。
该沉降产生于盾尾经过沉降观测点正下方之后。
土的密实度下降，应力释放是其土力学上的表现。
第五阶段：固结沉降，它是一种由地基扰动所产生的残余变形沉降。
经前人研究发现，第一阶段沉降占总沉降的0～4．5％，第二阶段沉降占总沉降的0～44％，第三阶段沉降占总沉降的15～20％，第四阶段沉降占总沉降的20～30％，第5阶段沉降占总沉降的5～30％。
2、地表沉降的因素影响分析该因素影响分析的平台是当前使用较为广泛的大型三维有限元分析软件ANSYS，盾构开挖面掘进引起的地表沉降的客观因素包括盾构直径、土体刚度、隧道埋深、施工状况等设计条件；而其主观因素包含施工管理、盾构机的选用形式、盾尾注浆、辅助施工方法等。
盾构施工地面沉降控制措施探析
盾构施工地面沉降控制措施探析盾构施工法给我们当今的交通发展提供了一种更为便捷的方法，但因此也引起了地面沉降等诸多问题，由此研究盾构施工引起地面沉降的原因及其控制措施在当今就变得十分必要。
本文就先介绍了盾构法的原理及使用盾构施工的目的，接着再介绍了盾构施工引起地面沉降的原因，并针对沉降原因和地层变形的规律进行了详细的分析，最后介绍了几种盾构施工引起地面沉降的控制措施。
标签：盾构施工；地面沉降；地形规律；控制措施一、盾构法及其工作原理随着我国经济技术的快速发展，城市道路交通也在随之加快了发展建设，而在地下建设时，我们用的是盾构法进行隧道施工。
与此同时，我们也要注意外围的施工环境，包括地形、水土、天气状况等。
这就要求首先得了解盾构及其方法的原理以及其优缺点。
盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。
盾构法（Shield Method）是暗挖法施工中的一种全机械化施工方。
其工作原理：是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。
盾构法隧道的横向的最大沉降量较小，从纵向看，一是在盾构掘进面的前方可能产生地表隆起，二是施工时，除土体损失引起的沉降外，还存在盾尾空隙导致的沉降。
盾构法具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小、开挖和衬砌安全掘进速度快、推进出土拼装衬砌等全过程可实现自动化作业、施工劳动强度低不影響地面交通与设施等特点，适合在软土地基段施工。
但同时也有很多问题，在施工时有时候不可避免地会对周围土体产生扰动，从而引起土体移动，地下管线被破坏，产生错位、桩基偏移等。
严重的话可能会导致楼房等高层建筑倾斜，甚至裂缝、坍塌，给城市人民的生活交通运输、工程生产带来了很大的影响，更严重甚至造成安全事故，出现人员伤亡。
复合地层中盾构法建设地铁地表沉降规律研究
复合地层中盾构法建设地铁地表沉降规律研究1. 本文概述本研究针对城市复杂地质条件下地铁隧道施工过程中采用盾构法穿越复合地层时地表沉降问题，旨在深入探讨并揭示此类工况下的地表沉降机理与规律。
论文首先回顾了国内外关于盾构施工引起地表沉降的研究进展，总结了现有理论方法和工程实践中的关键技术措施，并指出了复合地层特性对地表沉降控制的重要性。
在此基础上，本文通过翔实的现场监测数据收集、理论分析与数值模拟相结合的方法，系统研究了盾构掘进过程中的土体应力重分布、地层变形以及地表沉降的发展演变规律。
本文还将探究盾构施工参数（如推进速度、刀盘推力、注浆压力等）与地表沉降之间的内在联系，构建适合于复合地层条件下的地表沉降预测模型，并提出针对性的地表沉降控制策略与优化建议，力求为类似工程项目的科学决策与安全施工提供理论指导和技术支撑。
2. 复合地层特性及其对盾构施工的影响复合地层通常指由多种地质单元交错分布或相互叠加形成的复杂地质环境，这种地层组合了如黏土、砂土、砾石、岩石以及人工填土等多种土壤类型，甚至可能包含含水层和不透水层的交替出现。
在地铁盾构施工中，复合地层的特性对盾构掘进过程及其引发的地表沉降有显著影响。
复合地层的力学性质差异大，各层之间的摩擦系数、强度、压缩性和渗透性等参数各异，这导致盾构机在掘进过程中所受阻力、刀盘切削效率和地层稳定性存在较大变异性。
例如，在穿过坚硬岩石层后进入软弱黏土层时，盾构机推进压力需要适时调整以防止因推力突变而造成的地层扰动过大，从而减小地表沉降的风险。
复合地层中的地下水状况也对盾构施工和地表沉降有着直接关系。
含水层的存在会增加地层的可压缩性和流动性，使得盾构掘进时易产生更大的地层损失和地下水突涌，进而加剧地表沉降和周边环境破坏。
而采用合理的注浆技术、控制掘进速度和土压力平衡则是有效应对地下水影响的关键措施。
不同地层间的过渡界面往往是地表沉降较为敏感的区域，盾构通过这些界面时，由于应力传递和扩散效应，可能会导致地层应力重新分布，加大地表沉降的不确定性。
地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降分析
地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降分析摘要：随着社会的快速发展，地铁在城市中的作用越来越大。
本文简要叙述了地铁隧道盾构法施工而引起的地表沉降的原因，根据土质的不同，采取不同的掘进方法，努力确保地铁隧道的施工质量，为城市地铁隧道施工企业提供参考。
关键词：地铁隧道、盾构法、地表沉降一、前言随着经济社会的不断进步，地铁已经逐渐成为发达城市的重要交通要到，在一定程度上缓解了交通压力。
在城市地铁建设中，最常用的方法是盾构法施工。
盾构法施工的优点的能够不间断的进行掘进，而且掘进进度比较稳定，能够在软弱土层进行施工。
但是由于盾构法施工过程中，刀盘与盾体、盾体与管片存在间隙，在同步注浆无法及时跟上的情况下，容易造成地表沉降。
因此，在地铁建设中必须要加强对沉降的观测，并加以控制。
在为城市地铁隧道进行盾构施工时，由于施工环境能很大程度上避免施工影响，因此要严格控制地表沉降，保证施工质量。
二、地表沉降的原因分析地表沉降在城市地铁隧道盾构法施工中是很常见的。
依据对之前盾构法施工的隧道分析，发现引起沉降的原因主要有：1、降水引起的沉降盾构进出洞或换刀过程中需要进行降水，在运用盾构法施工的过程中经常会出现堵水、排水现象，降水后会因为吸排水的速度形成曲面水位，使降水处的含水层中土有效力增加，从而发生沉降。
2、地层应力引起的沉降在隧道进行盾构法施工掘进时，通常会造成土体松动甚至坍塌，使周围的土壤结构发生变化和地层原始应力的改变。
盾构法施工中，在弯道及水平进行纠偏时，容易照成周围的土层因挤压而破坏，使土层平衡状态受到破坏，引起地表沉降。
3、在不稳定的土层中施工时，盾构机与管片间隙必须及时注浆填充，并且能够确保压浆材料的性能和充填量满足设计要求，否则地表将发生沉降。
在施工过程中，由于种种限制，可能会发生超挖现象。
致使盾尾后建筑空隙不规则扩大，不能确定空隙面积，不及时对空隙进行处理，则很容易造成地表沉降。
三、掘进控制技术盾构法施工的重要工序之一就是掘进。
某地区地铁盾构施工地表沉降规律分析
虎等 ： 区地铁盾构施工地表沉降规律分 析 某地
９ １
某 地 区地 铁 盾 构 施 工 地 表 沉 降 规 律 分 析
冯 虎 张文成 孙士玲 ， ，
（ ．同济大学地下建筑与 工程 系。 上海 ２ ０ ９ ； ２ １ ００ ２ ．上海同是Ｔ程科技有限公司 ， 上 海 ２ ０ ９ ） ０ ００
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔ ｒａ ａ ｙ ｉ ｇ ｔ ｎ ｔｒｎｇ ｄ ｔ ｕ ｎ ｈｉｌ ｏ ｔｕｃｉｎ ｉ ｕ ａ ｔ ａ ｔ Ａｆｅ ｎ ｌｚｎ ｈｅｍｏ ｉｏ ｉ ａａ ｄ ｒ ｇ ｓ ｅｄ ｃ ｎｓｒ ｔｏ ｎ Ｗ ｈ ｎ，ｓ ｍｅ ｃ ｒ ｃｅ — ｉ ｏ ｈａａ ｔ ｒ ｉｔ ｓ ｏ ｕ ｆ ｃ ｅｔ ｍｅ ｔｉ ｅ ｉａ ｎ ｏ ｚ ｎ ｒ ｓ －ｅ ｔ ｎ ａ ｅ ｇ ｔｂ ｃ Ｓ ｔ ｅ ｒ ｓｉ ｆｓ ｒａ ｅ ｓ ｔｌ ｃ ｅ ｎ ｎ ｖ ｒ ｃ ｌａ ｄ ｈ ｒ ｏ ￣ｌｃ ｏ ｓ ｓ ｃ ｉ ｒ ｏ ｙ Ｐｅ ｋ’ ｈ ｏ ｙ．Ｉ ｅ ｉａ ｔ ｉ ｏ ｎｖｒｃｌ ｔ ｄ ｒ ｃｉ ｎ，３ ｉｅ ｔ ｏ ０ｍ ｆｒ ｎ ０ｍ ｆｅ ｅ ｉ ｃｓｏ ｆｓ ｅｄ ｍａ ｈ ｎ ｓ ｔ ｅ ｉ ａ ｔｒ ｇｏ ｂｅｏ ｅ ａ ｄ ５ ａｔｒ ｔ ｎ ｉｉｎ ｏ ｈｉｌ ｃ ｉ ｅ ｉ ｍｐ ｃ ｅ ｉｎ，ａ ｄ ５ ｍ ｆｅ ｈ ｈ ｎ ０ ａｔｒ ｔ ｅ ｉ ｃ ｓｏ ｓ ｔｅ ｓｇ ｉ ｃ ｎｔｉ ａ ｔｒ ｇｏ ． Ｉ ｈｅ ｈｏ ｚ ｎ ａ ｉｅ ｔｏ ｈ ｎ ｉｉ ｎ ｉ ｈ ｉｎ ｆ ａ ｍｐ ｃ ｅ ｉ ｎ ｎ ｔ ｒ ｏ ｔｌｄ ｒ ｃｉｎ，ｔ ｅ ｉ ｉ ｉ ｈ ｍｐａ ｔｒ ｇｏ ｆ ｔｅ ｃ ｏ ｓ ｃ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｓ — ｈ ｓ ｃ ｉｎ ｉ ０ —１ ｅ ｔ ｓ １ ｏ ８ｍ ｗａ ｒ ｍ ｈ ｅ ｒ ｌａ ｉ ｆ ｔｅ ｔｎ １ ａ ｙ ｆｏ ｔ ｅ ｃ ｎｔａ ｘ ｓｏ ｈ ｕ ｎｅ ．Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔｅ ｓａ ｉｔｃ ｌａ ａ ｙ ｉ ．ｔ ｅ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｔ ｔ ｉ ａ ｎ ｌｓｓ ｈ ｓ
盾构施工地面沉降的控制技术
盾构施工地面沉降的控制技术现在对环境控制的要求越来越高，对盾构穿过城市中心重要建筑时的影响要求极为严格(如上海,广州的多座地铁隧道的建设.一般要求施工时地面沉降控制在+10mm~－30mm 之内) 。
盾构施工不可避免地干扰原土层的平衡状态，虽从理论上可实现无沉降施工，但限于目前工艺和施工手段、操作质量，几乎无法做到地面无沉降或隆起。
目前，国内外许多学者从事这一方面的研究，内容包括盾构施工引起的地表沉降、地层沉降以及盾构施工对邻近建筑物(桩基及已建隧道等)的影响等。
研究的方法主要有经验公式法、离心模型试验和有限元法等。
第一节盾构施工引起的沉降理论和基本规律1、盾构施工引起的沉降理论盾构施工必然扰动地层土体,引发地层损失、隧道周围受扰动或受剪切破坏的重塑土的再固结,这是构成地面沉降的根本原因.在软土地层中用盾构法施工隧道,因地层损失和土体扰动,必然引起地表变形.表现在盾构机掘进的前方和顶部会产生微量的隆起,盾构机部分通过地表开始下沉, 盾尾脱离后地表下沉加快,并形成一定宽度的沉降槽地带,下沉的速率随时间而逐渐衰减,且与盾构经过的地质,施工工况和地表荷载等有密切的关系,并表现出相当大的差异性。
土体的扰动或扰动土多是针对原状土而言，大体是指由于外界机械作用造成的土的应力释放，体积、含水量或孔隙水压力的变化，特别是土体结构或组构的破坏和变化(如填土路基等)[2]。
图5-1-1 盾构施工对土体的扰动盾构前进过程中需要克服盾构外壳与周围土体的摩擦力F1、切口切入土层阻力F2、盾构机和配套车架设备产生的摩擦力F3、管片与盾尾间的摩擦力F4、开挖面的主动土压力F5，当千斤顶推力T≥F1＋F2＋F3＋F4＋F5 时，盾构前方土体经历加载阶段，产生如图5-1-1 所示的挤压扰动区①，开挖面受挤压作用引起土体压缩并使土体前移和隆起，盾构机工作正常时为此状况；当T＜F1＋F2＋F3＋F4＋F5 时，盾构机处于静止状态，该状态对应于千斤顶漏油失控，土体严重超控，盾构机前方土体则要经历卸载阶段，产生土体向内临空面移动，地表出现下沉．为减少开挖面土体的扰动，应尽量保持密封舱内压力Pi 稍大于主动侧压力Ph 和水压力Pw 之和,开挖面正前方区域内土体由于刀盘的挤压搅削作用，将受到强烈的扰动而发生破坏，含水量降低，其力学参数将发生很大的变化。
浅谈盾构施工时地表沉降规律
浅谈盾构施工时地表沉降规律摘要:地表沉降值是衡量开挖方式、掘进参数是否合适的关键指标,因此监测和预测地表沉降有重要的实际意义。
根据对盾构法开挖隧道引起的地表沉降监测资料,做出了观测断面中心点的速度直方图和观测断面中心点位移随盾构机推进的位移变化图。
通过分析,发现当盾构机到达测量断面前20ｍ时，地表测点有扰动变化，当盾构机到达测量断面前6ｍ～8ｍ,地表测点的变形达到最大隆起值,然后测点的变形速度为负值,在盾构机通过测量断面大约9ｍ后,地表测点的变形达到最大沉降值，在盾构机通过测量断面大约25ｍ后几乎不再增加,变形速度也变得很小。
关键词:地表沉降;盾构机;测量断面由于盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响较小、适应软弱地质条件、施工速度快、自动化程度高、开挖时可控制地面沉降、经济合理等优点，,在地铁工程中得到广泛应用。
地下施工不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),这将使邻近建筑物受到不同程度的影响,并可能危及地下电缆、水管、煤气管道等设施的正常使用。
因此,究竟会发生多大的沉降或隆起,会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。
所以,在施工中对隧道沿线进行地表沉陷监测是必不可少。
它能使现场施工人员及时了解由盾构推进所引起的地面沉陷及附近建筑物或地下管线因此受到的危害程度,以便拟定有效保护措施,并对其实施效果进行跟踪监督。
1地表沉降的影响因素及其发展过程影响盾构隧道地表沉降因素有渣土仓压力、地层性质、盾尾注桨开始时刻、注浆量和注浆压力、出土量及盾构推进速度等,而地表沉降是这些因素综合影响的结果。
地层沉降主要取决于地层类型、盾构机类型及施工状况。
沉降历时曲线可分为5个阶段(1)先行沉降:指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距离(20米)开始,直到开挖面到达观测点之前所产生的沉降（隆起）。
(2)开挖面前的沉降和隆起:指自开挖面距观测点极近(约几米)时直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的沉降或隆起现象。
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浅谈盾构施工时地表沉降规律
发表时间：2015-01-20T09:03:11.663Z 来源：《工程管理前沿》2015年第2期供稿作者：赵勇
[导读] 由于盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响较小、适应软弱地质条件、施工速度快、自动化程度高、开挖时可控制地面沉降、经济合理等优点
赵勇
中铁七局集团第五工程有限公司河南郑州 450000
摘要:
地表沉降值是衡量开挖方式、掘进参数是否合适的关键指标,因此监测和预测地表沉降有重要的实际意义。
根据对盾构法开挖隧道引起的地表沉降监测资料,做出了观测断面中心点的速度直方图和观测断面中心点位移随盾构机推进的位移变化图。
通过分析,发现当盾构机到达测量断面前20ｍ时，地表测点有扰动变化，当盾构机到达测量断面前6ｍ～8ｍ,地表测点的变形达到最大隆起值,然后测点的变形速度为负值,在盾构机通过测量断面大约9ｍ后,地表测点的变形达到最大沉降值，在盾构机通过测量断面大约25ｍ后几乎不再增加,变形速度也变得很小。
关键词:地表沉降;盾构机;测量断面
由于盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响较小、适应软弱地质条件、施工速度快、自动化程度高、开挖时可控制地面沉降、经济合理等优点，,在地铁工程中得到广泛应用。
地下施工不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),这将使邻近建筑物受到不同程度的影响,并可能危及地下电缆、水管、煤气管道等设施的正常使用。
因此,究竟会发生多大的沉降或隆起,会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。
所以,在施工中对隧道沿线进行地表沉陷监测是必不可少。
它能使现场施工人员及时了解由盾构推进所引起的地面沉陷及附近建筑物或地下管线因此受到的危害程度,以便拟定有效保护措施,并对其实施效果进行跟踪监督。
1地表沉降的影响因素及其发展过程
影响盾构隧道地表沉降因素有渣土仓压力、地层性质、盾尾注桨开始时刻、注浆量和注浆压力、出土量及盾构推进速度等,而地表沉降是这些因素综合影响的结果。
地层沉降主要取决于地层类型、盾构机类型及施工状况。
沉降历时曲线可分为5个阶段
(1)先行沉降:指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距离(20米)开始,直到开挖面到达观测点之前所产生的沉降（隆起）。
(2)开挖面前的沉降和隆起:指自开挖面距观测点极近(约几米)时直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的沉降或隆起现象。
(3)盾尾沉降。
指从开挖面到达观测点的正下方之后直到盾构机尾部通过观测点为止这一期间所产生的沉降,主要是土的扰动所致。
(4)盾尾空隙沉降。
指盾构机的尾部通过观测点的正下方之后所产生的沉降,是盾尾空隙的土体应力释放所引起的弹塑性变形。
(5)后续沉降。
指固结和蠕变残余变形沉降,主要是地基扰动所致。
这些沉降多非同时发生,地基条件和施工状况不同,沉降的类型也有所不同。
2地质概况
该隧道属黄河二级阶地地貌。
地形较平坦。
,在勘探深度范围内未见断层活动迹象。
其埋深为16ｍ左右;开挖直径为6.28ｍ。
从上往下,土层依次为杂填土、粉土、粉土、粉砂、粉土、粉质粘土、粉质粘土夹粉土、钙质胶结、粉质粘土夹粉土、粉质粘土与粉土互层。
3观测数据分析
3.1观测断面沉降曲线分析
根据观测到的每个断面上各个测点的沉降值,画出测量断面沉降曲线。
得出如下规律:
(1)当盾构机工作面在测量断面前大约3ｍ之前,各个测点的沉降值基本相等,即发生整体隆起或下沉。
(2)当盾构机通过测量断面后9～20ｍ之间位移增加值变小,这说明从这以后盾构的推进对该断面的影响不大。
(3)位移增加最快的点一般位于盾构机通过测量断面0～12ｍ。
在这段距离内,产生的沉降值在4～6ｍｍ之间。
因此,在该区间要加强观测,以防发生大的沉降。
(4)沉降标准正态分布曲线不是在沉降最初阶段就出现,而且其出现点也没有规律。
这说明地层沉降的变化过程无法用正态分布曲线，描述,只能用它来描述在该点以后的沉降发展。
(5)在有些断面,沉降标准正态曲线的出现点与位移增加变缓点重合,因此沉降标准正态曲线的出现也在某种意义上说明位移从该时刻起开始缓慢变化。
(6)从位移增加变缓点开始,地表各点的位移仍然增加,直到出现最大沉降值。
(7)每个测量断面两个边点的沉降值变化没有明显的规律。
但是,在同一个断面的两个边点的沉降规律基本相同。
在盾构机推进过程中,有时由于其它因素的影响地表位移还会发生反弹。
3.2观测断面中心点的沉降速度分析
沉降速度柱状图中的速度是指盾构机每推进1ｍ,在测量断面中心点产生的沉降值。
因为,在开挖中,影响测点沉降值的关键因素不是时间,而是盾构机的推进,虽然土也会随时间发生固结和蠕变变形,但是,所监测到的仍是土的瞬时变形。
另外,盾构机已经通过测量断面。
(1)沉降速度一般为-0.5～1ｍｍ/ｍ之间,最大值一般不超过2.5ｍｍ/ｍ。
(2)沉降速度一般在盾构机通过测量断面20ｍ后,变得非常小,这与位移呈线性增加段基本吻合。
(3)当盾构机通过某段时,对测量断面的位移影响很大,这时沉降速度大,且沉降速度在该段上基本保持不变。
这种现象当盾构机推进到测量断面附近时容易出现。
在这些区域,位移增加迅速;并且位移最大值,位移迅速增加点或位移正态分布标准曲线一般出现在该区域。
3.3观测断面中心点沉降值随盾构机推进变化的分析
因为,沉降最大值一般发生在与隧道中心线对应的地表点;所以,选择做出观测断面的中心点位移随盾构机推进的位移变化很有意义。
根据观测断面中心点位移随盾构机推进的位移变化图,可以得出如下规律:
(1)在盾构机通过测量断面20ｍ到40ｍ后,位移基本停止增加。
一般,如果盾构机通过测量断面约为20ｍ时,就可以认为盾构机的推进对该断面无影响。
此后,随着时间的增加,将发生小的后续沉降。
(2)从工作面距测量断面5～-20ｍ间,位移增加较迅速,位移值与距工作面距离之间的关系近乎线性。
(3)当盾构机在测量断面前5～8ｍ时,地表位移随时间增加,略有隆起。
但相对于最大沉降值,其值很小。
(4)观测断面两个边点的位移变化规律基本相同,位移值有差别。
4结论
根据对各个断面的沉降曲线、观测断面中心点的位移速度直方图和观测断面中心点位移随盾构机推进的位移变化图分析,得出如下规律:
(1)在盾构机通过测量断面20ｍ左右后,位移几乎不增加,变形速度很小;
(2)一般在盾构机通过测量断面0～9ｍ之间,位移增加最快;
(3)当盾构机工作面在测量断面前大约3ｍ之前,各个测点的沉降值基本相等,即发生土层的整体下沉。
(4)当盾构机在测量断面前6～8ｍ时,地表位移随时间增加,且略有隆起。
但相对于最大沉降值,其值很小。
(5)观测断面两个边点的位移变化规律基本相同,位移值有差别。
(6)沉降速度一般在盾构机通过测量断面20ｍ后,变得非常小,这与位移呈线性增加段基本重合。
上述认识对于盾构隧道沉降监测设计、盾构施工等有使用价值。
参考文献:
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