地铁隧道施工引起的地表沉降及变形策略

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1、地铁隧道施工论文铁路施工工程论文　　地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量　　　【摘要】地表沉降及变形是地铁盾构隧道施工过程中最需要重点关注的问题，其直接影响周围地面建筑和地下设施的正常使用，因此，对地表沉降及变形测量至关重要。论文首先分析了盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因，重点探讨了地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量方法。　　【关键词】地铁隧道施工；沉降及变形；测量　　　　盾构法隧道施工技术经过一百多年的发展，已经有了很大的进步，由于盾构施工引起的周围建筑物的损坏也在减轻，但是盾构施工还是会不可避免地引起

2、地层的扰动，引起地层变形以及地面的沉降及变形。地层扰动导致的土体强度和压缩模量的降低将会引起长时间内的固结和次固结沉降及变形。当地层变形超过一定范围时，就会危及到邻近建筑物和地下管网的安全，进而引起一系列的岩土环境问题。由此可见，研究盾构施工产生地表沉降及变形的机理具有重大的意义。　　1　　　　　地铁隧道施工论文铁路施工工程论文　　地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量　　　【摘要】地表沉降及变形是地铁盾构隧道施工过程中最需要重点关注的问题，其直接影响周围地面建筑和地下设施的正常使用，因此，对地表沉降及变形测量至

3、关重要。论文首先分析了盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因，重点探讨了地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量方法。　　【关键词】地铁隧道施工；沉降及变形；测量　　　　盾构法隧道施工技术经过一百多年的发展，已经有了很大的进步，由于盾构施工引起的周围建筑物的损坏也在减轻，但是盾构施工还是会不可避免地引起地层的扰动，引起地层变形以及地面的沉降及变形。地层扰动导致的土体强度和压缩模量的降低将会引起长时间内的固结和次固结沉降及变形。当地层变形超过一定范围时，就会危及到邻近建筑物和地下管网的安全，进而引起一系列的岩土环境问题

4、。由此可见，研究盾构施工产生地表沉降及变形的机理具有重大的意义。　　1　　　　　盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因　　虽然不同学者基于各自的出发点提出了不同的盾构施工引起地表沉降及变形的机理，但是不可否认的一点就是土体位移源于开挖引起的扰动及由此产生的地层损失和扰动土的重新固结。1）地层损失。所谓地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积和理论计算的排土体积之差。地层损失率以地层损失体积占盾构理论排土体积的百分比来表示。地层损失一般包括盾构开挖面的地层损失、盾构纠偏产生的地层损失、盾构沿曲线推进时产生的地层损失以及

5、盾壳外径和管片直径之间空隙引起的地层损失。引起地层损失的施工及其他主要因素有：盾构掘进时，开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向应力，则开挖面土体向盾构内移动，引起地层损失而导致盾构上方地面沉降及变形；当盾构推进时如作用在正面土体的推应力大于原始侧向应力，则正面土体向上向前移动，引起地层损失(欠挖)而导致盾构前上方土体隆起。2）在盾构暂停推进时，由于盾构推进千斤顶漏油回缩，可能引起盾构后退，使开挖面土体塌落或松动，造成地层损失。3）由于向盾尾后面、隧道外围建筑空隙中压浆不及时、压浆量不足或压力不适当，使盾尾后

6、坑道周边土体失去原始三向平衡状态，而向盾尾空隙中移动，引起地层损失。在含水不稳定地层中，这往往是引起地层损失的主要因素。4）盾构在曲线中推进、纠偏、抬头或叩头推进以及实际开挖断面不是圆形而是椭圆形而易引起地层损失。盾构轴线与隧道轴线的偏角越大，则对土体扰动超挖程度及引起的地层损失也越大，当盾构机曲线推进时，由于对土体扰动加剧，地面最大沉降及变形量要大于正常推进时地面最大沉降及变形量，靠近盾构机位置的横断面上地表面处的变形出现不对称；当盾构机抬头推进时，地面最大沉降及变形量要大于正常推进时地面最大沉降及变形量。与

7、正常推进时的变形比较可以发现，除了隧道下沉量增加外，在工作面处地表面的变形由正常推进的沉陷变为此时的隆起，隧道工作面前方有较大的隆起。5）随盾构推进而移动的盾构正面障碍物，使地层在盾构通过后产生空隙而又无法及时压浆填充。6）盾壳移动对地层的摩擦和剪切。7）在土压力作用下，隧道衬砌产生的变形也会引起少量的地层损失。隧道衬砌沉降及变形较大时，会引起不可忽略的地层损失。　　2控制盾构隧道施工地面沉降及变形测量方法　　沉降观测按部位可分为表层沉降观测、深层(分层)沉降观测和断面沉降观测。经过多年的发展，沉降观测方法不断

8、完善，观测仪器类型也越来越多，但不同的观测方法和观测仪器适用于不同的工程地质条件。目前，沉降监测常用的方法有:监测桩、沉降杯、沉降板、磁环沉降仪、水压式剖面沉降仪和水平测斜仪等。接下来，将对以上这些方法做一个简单的介绍。　　2.1监测桩。用木桩和钢钎钉入土中，用水准仪持平，即可测量土体表面的沉降量。一个监测桩只能观察路面上一点的沉降，若要进行整个断面的沉降测量，必须埋设多个监测桩。在不