盾构下穿建筑物沉降分析与控制技术研究-本科毕业论文

地铁盾构下穿既有隧道沉降控制技术研究摘要：随着经济社会飞速发展和城市化进程加快，城市轨道交通建设进入高速发展期，其在缓解城市交通拥堵方面发挥着不可替代的作用。

地铁隧道穿越道路、河流或者其他建筑物时，在实施施工技术方案后如何确保施工安全、不影响正常使用和周边环境、不影响过往车辆及行人是地铁工程建设中面临并亟待解决的问题。

基于此，本文首先针对既有隧道沉降影响因素进行分析，同时对地铁盾构下穿既有隧道沉降控制技术防范进行探索，提高地铁工程施工效率、质量和安全性，为后续类似工作的顺利实施提供参考和借鉴。

关键词：地铁；下穿既有隧道；沉降；控制随着我国经济社会的快速发展，城市轨道交通建设进入高速发展期，随之而来的是既有隧道沉降问题日益突出。

在实际施工过程中，由于施工过程引起既有隧道沉降会导致车站、区间隧道出现变形过大等问题，甚至会造成对地面建筑物产生破坏。

目前有关地铁盾构下穿既有隧道沉降的控制措施，已成为国内外工程建设中比较成熟和广泛应用的技术之一，但在实际运用中针对同一工程区间内不同时期，开挖出来的地表沉降变形值进行控制的研究并不多见。

因此，本文通过调研国内外相关文献，对盾构下穿既有隧道沉降控制技术进行了总结和分析，同时针对地铁区间隧道下穿既有隧道施工存在的问题进行探讨分析。

1地铁盾构受到既有隧道沉降影响因素分析为确保地铁盾构下穿既有隧道施工的安全性和合理性，针对地铁盾构施工对既有隧道沉降的影响进行了研究:1）对影响既有隧道沉降的关键因素进行了分析，提出了一种考虑变形影响的基于地表最大沉降量的控制标准，为地铁盾构下穿既有隧道实施控制措施提供依据。

2）基于地表最大沉降量控制标准提出了一种用于确定沉降控制极限值的计算方法，并对该方法中参数的取值和分析提出了具体建议。

3）基于地铁盾构下穿既有隧道沉降控制标准提出了一种适用于地铁盾构下穿既有隧道施工的控制措施，并通过现场实施得到验证。

4）针对该沉降控制措施设计中出现对地铁盾构掘进工作产生不利影响的问题，分别提出了采用地面注浆加固、降低掘进速度和加强监控量测等技术手段[1]。

地铁盾构下穿建筑物群地层沉降控制技术研究发布时间：2022-07-21T03:27:00.603Z 来源：《工程建设标准化》2022年5期3月作者：王大鹏[导读] 地铁施工中，采用盾构法下穿建筑物群时，需对地层沉降进行严格把控。

王大鹏南京地铁建设有限责任公司江苏南京 210000摘要：地铁施工中，采用盾构法下穿建筑物群时，需对地层沉降进行严格把控。

本文结合实际工程案例，对盾构下穿建筑物群地层沉降控制技术展开详细的分析，并探索了参数控制、姿态控制、前期沉降、掘进过程沉降、盾尾注浆及其他控制措施，以不断提高盾构施工沉降控制技术水平。

关键词：盾构；地层沉降；参数控制前言：地下工程建设施工中，经常会受到地下环境和土层等影响，出现地层沉降现象，给周边及下穿建筑物稳定性和可靠性带来安全隐患。

对此，采用盾构法下穿建筑物群开展地铁建设施工时，必须对地层沉降进行控制。

1工程概况本文以某地铁DS6号线某区段盾构下穿建筑物群为例，对盾构施工地层沉降控制技术进行分析和研究。

这一施工段左线全长1779.1米，右线全长1773.9米，两条线路之间距离为13～23米，通过盾构法进行地铁施工，地铁中某一区段下穿一住宅小区，该住宅小区为4层楼房，房屋采用水泥土搅拌桩复合地基，地基与隧道顶端的最小竖向距离为0.08米。

2盾构下穿建筑物群地层沉降控制技术结合本工程实际情况进行分析，在进行盾构施工过程中存在的主要风险包括工程地质风险、房屋下穿位置风险、刀盘对房屋基础的侵入风险等。

结合不同风险情况，本文从参数、姿态以及各阶段沉降情况对地层沉降控制技术进行探讨。

2.1掘进参数控制掘进施工过程中，土压是影响地层沉降的主要参数。

若土压过大可能会引起地表隆起，若土压过小则会导致地表沉降。

因此，掘进参数的控制主要是对土压的计算和控制。

施工过程中，影响土压的主要因素为刀盘前的土体压力，在进行参数控制时，通常以刀盘中心位置的土压为准进行计算，计算公式为：P1 = k0 × γ × h （1）式（1）中：P1为土仓内的土体压力；k0为侧压力系数，取值 0.46；γ 为土的容重，取值 18.4kN/m3；h 为刀盘中心埋深。

特殊地段盾构掘进的沉降控制技术范文沉降控制是在特殊地段盾构掘进中非常重要的技术问题之一。

在盾构掘进过程中，地面沉降是无法避免的，但如果沉降超过一定限度，就会对周围的建筑物和地下管线造成不可逆的损坏。

因此，必须采取有效的措施来控制地面沉降，确保工程安全和周围环境的稳定。

一种常用的沉降控制技术是地下连续壁法。

这种方法通常用于盾构掘进过程中需要穿越的城市地下管线密集区域。

地下连续壁是由一系列相互连接的混凝土桩组成的，其作用是限制地面的沉降并分散地面压力。

在施工过程中，首先需要进行地下连续壁的钻孔和灌注，形成一道坚固的护壁。

然后盾构机在护壁内进行掘进，同时通过控制推力和注浆等手段来保证掘进过程中的沉降不超过限定范围。

另一种常用的沉降控制技术是地下空腔法。

这种方法适用于需要穿越的地下地质条件复杂、地面压力较大的区域。

在施工过程中，首先需要在盾构机掘进的前方挖掘出一个空腔，形成一定大小的地下空间。

然后盾构机在地下空间内进行掘进，通过释放地面压力，减轻地面沉降的影响。

在掘进过程中，还可以通过控制注浆量和排浆量来进一步控制地面沉降。

此外，还可以采用地下压力减轻法来控制地面沉降。

这种方法适用于需要穿越的地下水位较高、地下水压力较大的区域。

在施工过程中，可以通过钻孔注浆等方式，将地下水压力降低到一定范围内，减少地下水的浸润作用，从而减轻地面沉降的影响。

同时，在盾构掘进过程中还可以采取注浆排浆等措施，加强地下水的控制，进一步减轻地面沉降的影响。

需要注意的是，在特殊地段盾构掘进中的沉降控制技术中，使用的方法和措施应根据具体的地质条件和工程要求来选择。

同时，施工中还应加强监测和预测工作，及时采取调整和补救措施，确保施工安全和工程质量。

综上所述，特殊地段盾构掘进的沉降控制技术是非常重要的，通过合理选择和使用地下连续壁法、地下空腔法和地下压力减轻法等措施，可以有效控制地面沉降，保证工程安全和周围环境的稳定。

在施工过程中，还应加强监测和预测工作，及时采取调整和补救措施，确保施工的顺利进行。

地铁盾构施工中的地表沉降及其控制技术剖析地铁盾构施工是一项技术要求较高的工程建设，其安全和稳定性关乎人民群众的生命财产安全。

而地表沉降是地铁盾构施工时常见的问题之一，它会对地面建筑物、道路、下水道等设施造成近期或长期的损害。

因此，本文将探讨地铁盾构施工中的地表沉降及其控制技术。

一、地表沉降成因地表沉降是因为地铁盾构施工过程中，隧道周围的地层被挖掘、破碎、变形、松散等原因造成的。

一般来讲，地层松弛程度越大，则地表沉降量越大。

同时，地表沉降还与施工时间、施工方法、土层性质、地下水变化等因素有关。

比如在土层坚硬情况下，挖掘时需采用大功率机械，使得地下土层塑性变形量增大，地表沉降量也会随之增大。

二、地表沉降控制技术为了减轻地表沉降对周边建筑物等的影响，地铁盾构施工中应采取相应的控制技术。

常见的地表沉降控制技术包括：土体减量法、注浆法、地锚法、封闭施工法等。

1.土体减量法土体减量法主要是通过减少已开挖的隧道断面面积，使得土体体积减少，从而达到控制地表沉降的目的。

其中一种方式为“8”字型断面的开挖方式，通过减小正方形与圆形隧道断面的横向面积，达到减少土体量的效果。

但这种方法容易导致施工时间延长，成本增加。

2.注浆法注浆法是通过在开挖前先进行注浆处理，改善土壤的物理性质，增加土壤的稠度、强度以及粘聚性等，减少土体位移的发生机率，从而达到减少地表沉降的效果。

该方法施工方便，对施工时间也没有太大的限制。

但需要注意的是，注浆材料应与未经处理的土壤具有相似的物理力学特性，否则会引起更严重的后果。

3.地锚法地锚法是指在隧道盾构施工过程中，在它的主体结构外侧，利用长锚杆将隧道外侧的土壤固定在一定的深度内，限制土体侧向位移，减少地表沉降的情况。

这种方法施工复杂，需要专业技能。

同时，如果锚点的数量设置不当，可能导致锚杆寿命短，施工效果不佳。

4.封闭施工法封闭施工法是指在土体充分固化前，设置封闭墙体将地铁隧道与周围土体隔离开，并通过加固土体边界来缓解和减小地表沉降。

盾构施工中的沉降控制技术研究【摘要】盾构施工过程中引起的地表沉降容易依法环境安全问题，为保证盾构施工中地面变形达到最小必须采取措施对沉降进行控制。

本文分析盾构施工中的沉降原因，并提出了控制技术。

【关键词】盾构；沉降；原因；控制一、盾构施工中的沉降原因在城市地铁工程建设中，无一列外不是必须对地层实施开挖、掘进，实际上，在对原始地层进行开挖、掘进的过程，即是对地下水文工程地质环境的破坏过程，它不但改变了地层的应力结构，即使在构建起人工结构后，也强制地层应力进行重新分布、平衡，在这个过程中，必然引起地层变形的发生，严重的引起地面变形沉降、开裂，建筑物变形、开裂。

尤其是高地下水位条件下，地层开挖掘进时，大量地下水沿开挖面流失并排出，造成地下水位大面积下降，从而引发一系列地面灾害问题。

根据盾构施工引起地表沉降时间先后，可将地表沉降划分为五个阶段：（一）盾构到达前地表沉降：盾构开挖面尚未到达测点以前的沉降或隆起主要是由密封仓压力波动引起，当密封仓压力偏低时造成盾构开挖面应力释放，引起地面沉降；反之，开挖面土体挤压，引起地面隆起。

（二）盾构到达时的地表沉降：开挖面到达测点，周围土体因开挖卸荷导致弹性或塑性变形发生，引起地面沉降；如开挖面设定压力过大时，产生隆起。

（三）盾构通过时的地表沉降：开挖面到达测点至盾尾离开测点期间发生的沉降或隆起.主要是由于盾壳向前移动过程中盾壳对地层的摩擦和剪切作用所引起，盾壳外壳表面在施工过程中被粘附上一层黏土或浆液，是盾壳体外周尺寸实际增大，从而增大了盾构建筑空隙，亦增加了地表变形。

（四）盾尾建筑空隙引起的沉降：盾尾离开测点后发生的沉降。

由于盾构机外径大于管片外径，盾尾离开测点后，在地层中遗留下来的建筑空隙就需要填充，以控制地表变形，但往往因盾尾壁后注浆不及时或注浆量，注浆压力，注浆部位，浆液配比和材料方面不适当，使建筑空隙未能及时填充形成支撑，盾尾脱出后，无支撑能力的软土不能自立，自行填充建筑空隙，造成地层应力释放。

地铁盾构下穿房屋沉降控制技术研究摘要：本文以广州市轨道交通十号线某区间为例，对地铁盾构下穿房屋沉降控制技术进行探究，介绍了房屋沉降控制措施，可为相关工程施工作业提供合理的技术方案支持。

关健词：盾构施工；下穿房屋；沉降控制引言随着社会的发展，城市交通基础设施越来越重要。

地铁建设主要分布在较发达的城市。

主城区的地铁建设往往要穿过建筑物。

建筑物沉降控制是地铁施工的重点和难点。

如果沉降控制不好，会造成建筑物开裂、倒塌，影响人民群众的生命财产安全。

为保证地铁盾构隧道施工的安全顺利进行，以广州市轨道交通十号线某站为例，提出了盾构隧道施工的控制措施。

1.工程概况区间所属地貌为珠江三角洲冲积平原（海陆交互冲积区），场地地形较平坦，相对高差较小，地面高程一般为7.33～8.76m。

以水道、道路、厂房、空地为主。

区间右线长度1794.459m，设计起迄里程为YDK19+375.100～YDK21+166.000，采用土压平衡盾构法施工，区间隧道管片外径6.4m，内径5.8m，管片厚度0.3m，管片宽度1.5m，楔形量48mm。

区间隧顶覆土约11.5m～27.7m。

最大埋深位于进江前空地为27.7m，最小埋深位于珠江航道内为11.5m。

区间主要穿越翠园路、电力管廊、高压电塔、工业厂房、珠江堤防工程、丫髻沙大桥、环城高速及其他道路等。

区间线路出东沙站后向东敷设，约670m处下穿珠江，穿越珠江主航道后进入丫髻沙岛，出岛后穿越珠江航道，最后向东北穿越石溪社区、厂房等进入大干围站。

区间地层对沉降较为敏感，对隧道施工要求较高。

详见【图1大干围站～东沙站区间场地环境卫星图】。

【图1 大干围站～东沙站区间场地环境卫星图】1.工程地质、水文条件2.1地质情况大致如下：（1）杂填土<1-1>杂色，有灰黑色、砖红色、褐红色、黄色等，主要成分为黏性土、碎石、砼块、生活垃圾、建筑垃圾等回填而成，路面段和厂区等地段上部10cm为碎石垫层或砼路面。

盾构隧道掘进对地表建筑物沉降的影响与控制摘要：盾构隧道掘进会使地表建筑物发生沉降，为保证沿线建筑物的安全，需要通过掘进参数控制、注浆施工参数设置等措施来对地表沉降进行控制。

本文分析了盾构隧道掘进对地表建筑物沉降的影响，并提出了控制措施，并以实例进行论证，可作为同类地层盾构施工的参考。

关键词：盾构；隧道掘进；地表建筑物沉降；影响与控制一、盾构隧道掘进对地表建筑物沉降的影响盾构施工在一定范围内会引起土体的位移和变形，在影响范围内的地表建筑物，由于地基土体的变形会导致其外力条件和支承状态发生变化，可能会造成既有建筑物发生沉降、倾斜和断面变形等情况。

而外力条件的变化将随建筑物桩基础与盾构隧道的位置关系、地基土的性质、桩基础的类形不同而不同。

（一）地层损失对浅基础建筑物产生的影响基础四周地层移动对建筑物的影响相对较小。

如基底发生的是均匀沉降，沉降量较小，该地层的移动和变形不会对建筑物产生影响；如基底发生的是均匀沉降，但沉降量过大时，将会对建筑物造成损坏，尤其对于砌体结构，这种垂直沉降会使砌体形成较大的垂直方向下沉的拉力，使砌体产生水平裂缝；如基底发生不均匀沉降时，将会导致地表倾斜，使建筑物产生结构破坏裂缝。

同时，地表倾斜还会使高耸建筑物发生重心偏斜，引起附加应力重分布，使结构内应力发生变化，严重时使建筑物丧失稳定性而破坏。

（二）地层损失对深基础建筑物产生的影响盾构隧道施工中，发生位移和变形的地层波及到既有建筑物的桩基，由于盾构施工对围岩产生扰动，受扰动的围岩土体产生塑性变形、松动或破坏，引起的地层位移和变形将对桩侧和桩端产生作用，会引起桩基承载力和沉降量的变化，从而导致桩基的沉降和变形。

如果基础地层底部发生的沉降量小，桩基础周围的地层移动和变形不会对建筑物产生影响；如果沉降量过大，桩基础周围的岩土体发生移动和变形时，基础底部受到土层变形的影响，同时还受到基础四周地层变形的影响。

由于桩基础埋深较深，当沉降过大时，土的侧向变形易引起桩基的侧向变形和内力变化，从而引起上部建筑物的变形和内力变化。

盾构隧道下穿既有线路施工参数控制及沉降分析盾构隧道下穿既有线路施工是目前城市地下工程建设中比较常见的一种工程施工方式，其具有施工简单、施工周期短等优点，但同时也存在一些施工风险。

本文旨在探讨如何控制盾构隧道下穿既有线路施工参数并进行沉降分析。

1、盾构机的选择盾构机的选择应根据地质条件、管线的布置及深度、土壤稳定性等因素进行综合考虑。

当穿越的地质条件不稳定时，应选择双盾构，强化前后壁的支撑能力，避免地层塌陷。

此外，在选择盾构机时还要考虑线路管道的直径、长度、弯曲程度等参数，以确保施工安全和施工质量。

2、盾构隧道圆周的控制盾构隧道下穿既有线路时，需控制其圆周半径，以保证隧道的稳定性。

通常情况下，下穿管道的半径往往大于既有线路的半径。

为了控制圆周半径，可以采用以下措施：(1) 调整盾构机的横向位置，使其与既有线路的半径保持一定的距离。

(2) 增加支撑结构，强化围岩的承载能力。

(3) 控制盾构机的推进速度，调整土壤的塑性变形，以保证下穿管道的稳定。

3、地下水位的控制在盾构隧道下穿既有线路时，需进行地下水位的控制，以避免隧道内进水影响施工和管道的正常使用。

通常情况下，可以采用以下措施：(1) 降低施工现场周边地下水位，以减小水压力。

(2) 在盾构隧道上部设置橡胶带等抗渗材料，以防止水透入隧道。

(3) 监测地下水位变化，及时采取控制措施。

盾构隧道下穿既有线路时，会对周围地层产生影响，使之发生沉降。

为了避免对既有线路的影响，需进行沉降分析，并采取必要的控制措施。

通常进行沉降分析，应包括以下内容：1、盾构隧道下穿既有线路前后的地质条件状况包括既有线路两侧的岩土分布、地下水位、土壤特性和地下管线的位置、管径等因素。

以此为基础，对盾构隧道下穿既有线路的沉降范围进行初步预测。

通常采用有限元方法进行数值模拟分析，预测盾构隧道下穿既有线路时的沉降变形。

根据分析结果，可以确定盾构隧道下穿既有线路时的最大沉降量和变形量。

在盾构施工后，土壤的徐变会继续发展，产生二次沉降。

盾构隧道下穿建筑物的沉降控制结合北京地铁6号线二期某标段区间盾构隧道下穿司空小区的施工实践，论述了下穿小区前设置试验段、施工过程中控制盾构推进土压力、掘进速度、控制同步注浆量、注浆压力、深孔注浆和施工监测等控制建筑物沉降技术。

该工程由于准备充分、措施到位，较好地控制类似工程的设计和施工具有重要的指导意义。

标签：盾构隧道;试验段;沉降控制伴随着我国城市地铁的建设不断飞速发展，盾构法以自身特有的优点在隧道施工领域应用的范围越来越广，隧道施工技术显得尤为重要。

而施工沉降的控制是重中之重。

盾構隧道开挖不可避免对原有的地层产生扰动，从而引起地层的变化，进而对地面建筑物产生影响。

盾构施工引起的地表沉降主要有以下几个方面：1）盾构推进时千斤顶推力造成对土体的挤压。

2）盾构掘进过程中，盾构外壳与土体之间存在剪切应力。

3）盾构推进时，由于盾构的壳板与围岩摩擦和围岩的扰动从而引起地基下沉或隆起。

特别是蛇形修正和曲线推进时的超挖是引起围岩松动的原因。

4）同步注浆不到位，土体进入盾尾空隙等产生的沉降。

通过对施工过程中对现场实际数据的分析和整理，得出盾构法施工引起地层扰动变形造成的地面沉降规律的认识，为类似工程的施工提供参考依据。

1 工程概况北京地铁6号线二期某区间采用土压平衡盾构施工，右线采用日本小松公司制造的TM625PMM盾构机，刀盘开挖直径为6.28m，管片外径为6m。

右线盾构隧道在K35+486～K35+722（420环～630环）下穿司空小区，为一级风险工程。

穿越楼房共9栋，全部为居民区，另外还有平房，砖墙，条形基础，既有裂缝多，破损严重，外表脱落严重。

在盾构穿越内的隧道覆土埋深在17.942～20.75m，平面处于半径500m的曲线段，纵坡为8‰的上坡。

隧道穿越地层为粉细砂、粉质粘土层，地下水情况为：下穿司空小区区域内存有承压水。

2 下穿前试验段数据分析2.1监测数据分析310环至350环为试验段，选取位于330环的35号点为研究对象，分析下穿司空小区前地表的沉降情况。

盾构下穿高铁路基沉降控制标准及控制措施分析摘要：在城市轨道交通施工过程中，经常遇到下穿铁路路基的情况，如果施工方案不合理、防控措施不到位，极易发生高铁路基大幅沉降问题，对高铁运行造成了极大的安全隐患。

如何设计出科学合理的盾构下穿高铁路基施工方案，有效控制高铁路基沉降幅度，是当下施工方需要考虑的重要问题。

因此以西安地铁1号线三期工程为主要案例，分析探讨盾构下穿高铁路基施工方案，并提出一些切实可行的沉降控制措施，为以后的地铁盾构施工提供了重要的技术指引。

关键词：盾构；高铁路基；沉降控制一、盾构下穿高铁路基沉降控制案例（一）工程简介西安地铁1号线三期工程位于陕西省西安市，其中秦都站-宝泉站施工项目中就出现了盾构下穿高铁路基的情况。

在工程施工过程中使用了两台加泥式压平衡盾构机，从南向北途径陇海铁路、徐兰高铁，区间单线长度为673米。

穿越徐兰高铁的施工项目位于秦都站西侧223米位置，高铁站设两个站台、4条线路，站台结构为1.25米高旅客站台，战台宽度为12米。

以上线路都是SK-2型无砟轨道，线路最高运行速度为350km/h，实际运行速度是250km/h。

高铁道床为C40混凝土结构，宽度、厚度分别是2.8m、0.26m。

路基为水泥碎石桩，两个桩之间的距离是1.8米，桩的直径和长度为0.4米、13米。

从地质结构角度分析，盾构下穿高铁路基的施工项目位于渭河冲击平原中部，地面平整度非常高，几乎没有高山沟壑，地下水大部分集中在第四系砂土层结构中，水位高程区间是379.5-393.1m。

（二）高铁变形沉降控制标准盾构下穿高铁路基沉降控制是一项复杂的系统性工程，其内容如下所示：1）在研究道床的沉降控制时，应该重点研究沉降总量、沉降速度等参数指标；2）在研究轨道的沉降控制时，应该重点研究轨道方向、高低、扭曲变形等诸多参数指标；3）在研究道床——轨道的沉降控制时，应该重点研究道床和轨道的剥离控制规范。

参考《城市轨道交通工程监测技术规范》（GBJ50911-2013）相关规定，盾构下穿高铁路基的沉降幅度应该控制在20mm以内，要充分满足高铁路基的稳定性，保证高铁行驶的稳定性，防止盾构施工对高铁运行安全造成不利影响。