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隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究陈喜初摘要：隧道工程作为完善交通网络的重要环节，使人们的出行和商品运输更加方便快捷。
在实际施工过程中，隧道经常发生地面沉降，对周围结构和地下设施造成严重破坏。
虽然许多仪器可以测试隧道的沉降，许多文献也阐述了隧道的沉降机理，但并没有考虑隧道的沉降会随时间而变化。
这就要求工作人员对隧道地面进行实时检测和观测，分析隧道地面沉降是否均匀、动态。
只有这样，才能找到有针对性的控制方法，保证隧道工程按时保质保量完成。
本文对隧道施工引起地面沉降的原因及控制进行研究。
关键词：隧道施工；地面沉降；原因；控制措施引言：隧道施工中容易引起地面沉降，因此有必要加强对地面沉降成因及控制方法的研究。
本文首先探讨了隧道地面沉降的机理，分析了产生沉降的主要原因，并提出了相应的控制措施，以保证隧道施工的安全。
1 地铁隧道施工引起的地面沉降机理目前隧道施工多采用盾构法。
在实际施工过程中，开挖面会释放应力和附加应力，导致地面弹性变形等问题，即地面沉降。
当基坑周围的土体进入隧道引起地面下沉时，通常会发生沉降。
支撑结构的空隙闭合导致地面下沉。
地面沉降是由衬砌结构变形引起的。
隧道的整个表面都在下沉。
这些沉降问题可统称为开挖沉降问题。
在实际应用中，盾构法主要包括开挖沉降、固结沉降和二次固结沉降，其中二次固结沉降是一个长期的控制过程，特别是在隧道运营过程中，需要考虑沉降的动态变化。
盾构施工会引起隧道周围扰动或剪切力破坏，造成地层损失和土体重新固结，这也是隧道沉降的根本原因。
2 导致隧道施工引发沉降的因素首先，在隧道施工过程中，可能会出现软弱围岩、富水砂层等问题。
如不及时处理，拱顶倒塌等问题将导致地面沉降。
通常,在软岩隧道Ⅴ、Ⅵ,如果不合理,施工方法的应用支持,早期螺栓不能快速闭环,会产生的问题如叶轮,山体滑坡,屋顶塌陷。
同时，在隧道开挖过程中，当富水砂层未提前加固时，也会引起沉降，沉降的程度与含水量直接相关。
隧道开挖中地表沉降特性的数值模拟与分析隧道开挖是一个涉及到土力学、结构力学、地质学等多个学科领域的复杂综合问题。
在隧道开挖工程中，地表沉降是一个非常重要的问题，因为它可能会对周边建筑物、地下管线和地下水系统等造成损害。
因此，准确地预测和控制地表沉降是隧道工程设计和施工过程中的关键问题之一。
地表沉降的数值模拟方法可以用于对隧道开挖工程的地下隧道和土壤变形行为进行分析和预测。
这种方法可以通过对隧道开挖前后地表沉降、管线沉降、地面下沉等影响因素的分析，来优化工程设计和控制地表沉降的程度。
下面我们将介绍地表沉降的数值模拟方法和分析过程：一、隧道开挖前地表沉降模拟隧道开挖前地表沉降模拟是预测隧道开挖前地表沉降的一种方法。
这种方法主要是通过数值模拟和分析来预测隧道开挖工程中可能出现的地表沉降情况。
一般采用有限元法等方法进行模拟分析。
有限元法为工程师提供了一个可靠的方法，可以用于对土层和隧道的可试验实验进行模拟。
这个方法可以测量出隧道开挖前和开挖后时所产生的地表沉降程度。
二、隧道开挖后地表沉降模拟隧道开挖后地表沉降模拟是预测隧道开挖后地表沉降的一种方法。
隧道开挖后地表沉降是真实的地表沉降情况，可以通过现场监测来验证数值模拟的准确性。
这个方法可以通过将隧道结构的限制条件放在有限元模型中，来分析隧道开挖后地表的沉降情况。
它还可以将涉及到隧道开挖后地下区域变形的复杂因素，例如土层刚度变化、孔隙水压变化等纳入计算。
这种方法可以用来估计和评价隧道开挖后地表沉降的程度和对周围环境的影响。
三、隧道开挖过程中的地表沉降模拟隧道开挖过程中的地表沉降模拟是用来预测隧道开挖过程中期间地表沉降的一种方法。
这种方法主要关注地下隧道的开挖过程，并结合地表的沉降情况，来分析和预测隧道开挖后地表沉降的趋势。
这个方法可以用来优化设计和控制隧道开挖过程中的地表沉降程度。
总之，隧道开挖中地表沉降特性的数值模拟与分析是一种非常重要的方法，可以帮助工程师预测和控制隧道工程中的地表沉降问题。
隧道开挖地表沉降动态预测及影响因素分析摘要：随着国家的发展越来越好，先进的技术应用到各领域。
其中，利用浅埋和地下开挖实现隧道施工，可以在一定程度上提高隧道施工的施工效率和安全性。
但在施工过程中，地面沉降问题会影响施工质量。
因此，有必要对浅埋地下隧道的施工技术进行深入研究，探讨隧道施工过程中地面沉降的具体情况，制定科学合理的隧道沉降和沉降控制方案，确保施工顺利进行。
关键词：隧道开挖；地表沉降；动态预测；影响因素引言开挖工程是隧道工程施工的主要内容，对该施工内容进行质量控制能够有效减少人为超挖、超填、超喷现象，降本增效，提高施工效益，保障隧道开挖施工的顺利开展，防止出现岩体塌方、变形现象，为高速公路工程后续施工环节的顺利进行奠定基础。
1隧道工程的施工特点隧道工程施工是一种野外作业，极易受到自然环境的影响。
由于隧道工程工艺相对比较复杂，又涉及较多专业技术，在工程施工中离不开各种专业的同步作业，再加上工程结构比较复杂、相互交错着各个专业的施工，要求各个工种、专业部门之间必须进行有效的沟通、配合，在各个环节相互制约的影响下导致施工中的变数比较多。
同时，由于公路隧道的施工时间比较长、涉及范围广，有时需要同时跨越多个地质环境，尤其是比较特殊的地质段，诸如黄土地、膨胀土与流沙层等，因而对于施工技术提出了很高、很严格的要求，一般情况下往往需要通过多道施工工序，即挖掘、运输、填埋等，受工作环境的影响比较大，也存在许多突发因素。
如果在实际施工过程中不能严格按照设计要求，则极易出现类似于失稳与下陷等问题，从而对正常通行与安全造成严重影响。
基于此，在隧道施工过程中为进一步强化隧道施工技术与工艺管理，必须结合实际情况采取一系列切实可行的措施，结合现有施工技术重视新型施工技术、先进设备的引进。
此外，为更科学、合理地安排施工工序，有必要结合现场施工环境，以此促进隧道施工水平的不断提高，确保能够满足隧道工程的施工质量标准。
2隧道主要病害情况由于隧道建造时间早，设计标准不高，结构存在缺陷、施工工艺落后，在列车运行扰动、环境变化、运营期间维养欠量等诸多因素影响下，隧道病害日益突出，其主要病害包括衬砌裂缝、拱顶剥落掉块、衬砌背后空洞不密实、衬砌混凝土劣化、局部变形侵限等。
浅谈隧道施工引起的地表沉降及测量摘要：盾构法是我国隧道工程中一种重要的施工方法。
盾构法隧道以其施工技术的安全性和先进性等特点。
但是，盾构法施工一定程度上会引起地表沉降，当地表沉降过大时可能危及周围建筑物和地下管线等建(构)筑物的安全，造成严重的经济损失和社会影响。
本文从多角度阐述盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因，并解析控制隧道施工地面沉降及变形测量的各种方法。
关键词：隧道施工；盾构法；测量方法地表沉降及变形是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。
一、盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因众所周知，盾构施工肯定会引起地表沉降及变形，这种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。
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：①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。
砂卵石地层盾构施工注浆对地表沉降的分析及措施【摘要】：盾构法隧道施工时地表沉降仍然是施工控制中的突出问题之一。
砂卵石地层中，由于地质条件的特殊性，地表沉降反应快、具突发性，危害极大，是工程中急待解决的问题。
本文分析了地表沉降的原因，结合北京地铁十号线盾构隧道的工程实践，有针对性提出了各种应对措施，为各位读者略作参考。
【关键词】：盾构施工；砂卵石地层；地表沉降；注浆；对策。
中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：引言盾构法隧道施工技术以其施工速度快、施工安全性好、工程质量有保障、对周边环境影响小而成为城市地铁隧道施工最佳的工法选择。
随着盾构制造技术的逐步国产化，盾构法隧道成本进一步降低，近年来该工法在城市地铁施工中得以大面积推广。
但在盾构法隧道施工过程中，地表沉降控制由于受地质水文条件、盾构选型、施工参数、施工经验、施工工艺控制等条件的影响仍然是施工控制中的突出问题之一。
特别是在砂卵石地层中，由于地质条件的特殊性，地表沉降具有突发性，反应快，处理不当易造成较严重的安全事故。
一、沉降原因盾构掘进引起土体变形的原因很多，而且各自发生的机理不同，主要有以下几方面。
1、开挖时水土压力不平衡。
土压平衡式盾构或泥水盾构，由于掘进量与排土量不等，开挖面土压力、水压力与压力舱形成压力不平衡，致使开挖面失去平衡，产生土体变形。
2、推进过程中围岩扰动。
盾构推进时，由于盾构的壳板与围岩摩擦和围岩的扰动而引起土体下沉或隆起，特别是蛇形修正和曲线推进时的超挖，是产生围岩松动的原因。
3、盾尾空隙和壁后注浆不充分。
由于盾尾空隙的产生使受盾壳支撑的围岩朝着盾尾空隙变形而产生土体下沉。
土体下沉程度受壁后注浆材料的性质、注入时间、位置、压力、数量等影响。
4、衬砌变形与变位。
管片连接螺栓不紧固，管片环易变形，盾尾空隙增大，盾尾脱出后外压不均等导致衬砌变形或变位，从而造成土体沉降。
二、砂卵石地层的掘进注浆对地表沉降影响的分析砂卵石地层掘进，地表沉降反应快，如不及时处理将导致地表较大沉降或坍塌，地表建筑物将出现裂缝，甚至垮塌，在砂卵石地层进行盾构掘进施工及时有效的同步、二次、径向注浆对地表沉降控制尤为关键。
隧道开挖地表沉降影响因素分析我们重点分析了影响地表沉降变形的主要因素，并举例说明他给我们隧道开挖地表带来的安全问题，为我国的隧道开挖提供资料。
标签：隧道开挖;地表沉降;影响因素隧道施工地表移动与变形的发生主要是，由于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。
国内外众多学者都对隧道施工引起地表沉降的机理有较深的研究，对地表沉降变形规律的认识也不断加深，并且取得了很多有意义的成果。
一、影响地表沉降变形的主要因素隧道在开挖过程中，必然会引起地表沉降变形。
引起地表沉降变形的因素较多，主要有以下几个方面：（一）地层土体特性隧道衬砌结构和路面沉降变形很大程度上受自然拱影响，隧道最小埋深与土层自身力学特征是隧道开挖能否形成自然拱的关键。
若形成自然拱，地表沉降量就小一些;反之，会大一些。
隧道拱顶下沉、地表沉降大小和地表沉降影响范围大小也随着土层特性变化而变化。
如隧道开挖时不可避免扰动近处围岩，引起拱顶沉降。
为了弥补地层损失，远处土体会产生松动变形，造成小范围坍滑区，这种趋势会扩散至地表;土体失水后易引起固结重塑，会造成较大沉降量。
而在保持最佳含水量时，即使土体颗粒空隙率较大，引起的沉降也不会太大。
（二）地层应力释放当隧道上覆地层沉降变形在工程实际情况允许范围内时，采用最为合理的支护措施是能够使隧道结构受到的影响降到最低。
在这种情况下，根据土体收敛约束特性可知，即使土体位移增加，隧道衬砌结构受力将基本保持不变。
对城市道路隧道尤其是双线近距隧道，基本上不允许其地表沉降变形超过控制值，避免影响周围建筑物和管线安全。
为此，要采取多项技术措施，如地层预加固、及时支护和快速封闭成环等。
当地表沉降变形持续增加、土层应力逐渐释放时，对于孔隙率较大并且可能发生坍陷的土层，会因循环叠加效应引起较大的沉降量和沉降范围，诱发更大更广的坍陷区。
（三）隧道间距国内外众多学者研究认为，当双线平行隧道间距大于或等于3倍隧道直径宽度时，开挖时可以不考虑彼此的影响，反之，则必须考虑两者的相互作用。
图1公交五公司—定西路区间地质剖面图1引言兰州轨道交通2号线一期工程4标公交五公司站—定西路站区间主要布设于老城区主干道,周边管线及建筑物密集,城市道路交通繁忙,地层条件复杂,经工程地质勘察查明:隧道主要穿行于富水砂卵石及强风化砂岩层,盾构始发段地层为全断面富水砂卵石,砂卵石粒径较大。
盾构始发是盾构法施工的重要环节之一,盾构始发时的风险控制一直是地铁工程中的重难点,盾构在砂卵石地层进洞往往会对周边环境产生比较大的影响。
由于砂卵石地层存在不稳定性,盾构掘进时极易产生刀盘前方坍塌,影响盾构机正常始发,严重时引发周边建筑物、管线破坏。
因此对砂卵石地层的研究探讨,总结出有效控制地面沉降的技术措施是很有必要的。
2工程实例2.1工程概况及水文地质兰州轨道交通2号线一期工程4标公交五公司站—定西路站区间盾构拟从定西路站始发,沿排洪南路自北向南掘进至公交五公司站接收。
本区间右线长度约831.2m ,左线长度约734.7m ,左右线最大线间距约84.0m ,区间隧道底板标高约1494.2~1505.3m ,隧道底板埋深约18.4~31.3m ,区间采用土压平衡盾构施工,区间设一座联络通道兼泵房。
公交五公司站—定西路站区间位于黄河南岸河谷盆地内,地貌类型属侵蚀堆积河谷平原,场地地貌单元属黄河Ⅱ级阶地。
地层主要为第四系人工填土、第四系全新统冲积黄土状土、卵石及下第三系渐新统粉砂岩组成,下水为第四系松散层孔隙潜水,含水层主要为第四系冲积卵石。
卵石杂色,密实,颗粒母岩成分以花岗岩、石英岩为主,磨圆度较差,呈次圆状~次棱角状,分选性一般,可能存在粒径≥60cm 的漂石。
地下水类型为潜水,地下水埋深9.6~16.4m ,水位高程1510.96~1513.91m 。
公交五公司站—定西路站区间纵断面采用V字坡,最大纵坡2.95%,区间主要穿行于富水砂卵石及强风化砂岩层,盾构始发段地层为全断面砂卵石层,如图1所示。
2.2砂卵石地层盾构施工引发地面沉降的危害因为盾构机盾尾间隙的存在和盾构掘进时的扰动,盾构掘进过程中不可避免会造成地面沉降,但在不同的地质条件下出现的沉降特性存在差异。
隧道开挖施工中的地表沉降与控制手段隧道工程是现代交通建设的关键工程之一，它将大大缩短交通距离，提高交通效率，并且在城市建设中起到了重要的作用。
然而，在隧道开挖施工中，地表沉降问题往往成为困扰工程师和当地居民的一大难题。
本文将从地表沉降原因、影响因素以及控制手段等方面进行探讨。
一、地表沉降的原因地表沉降是隧道开挖过程中很常见的现象，主要是由以下几个原因导致的。
首先，隧道开挖过程中土壤的松动和直接下沉是主要原因之一。
当施工人员开挖地下隧道时，土壤的结构被改变，土层变得松散，导致土壤的横向和纵向变形，从而引发地表沉降。
其次，隧道开挖时可能会破坏地下水体的平衡状态，造成土壤流失和地层下沉。
此外，施工挖掘过程中可能会遇到地层变形和破坏，引发地下空洞和塌陷，进一步导致地表沉降。
二、地表沉降的影响因素地表沉降的程度和影响范围受多种因素的影响。
首先，隧道开挖的深度是地表沉降的一个决定性因素。
隧道开挖的深度越大，土壤的变形和下沉就可能越明显。
此外，土壤的性质也会对地表沉降产生重要影响。
例如，黏性土壤和软黏土容易发生变形和下沉，而砂质土壤则较稳定。
此外，水文地质条件、地下水位、地层岩性以及隧道开挖速度等因素也会对地表沉降起到重要作用。
三、减小地表沉降的控制手段为了减小隧道施工对地表的影响，采取一系列控制手段是必要的。
首先，合理设计施工方案是减小地表沉降的基础。
在进行施工前，需要对地质情况进行详细调查和分析，结合地下水位、土壤性质等因素确定合理的开挖深度和施工方法。
其次，采用地面支护措施是减小地表沉降的关键。
常见的地面支护措施包括：钢支撑、混凝土梁、地下连续墙等，这些措施可以减少土壤的松动和直接下沉，降低地表沉降的程度。
此外，合理控制施工挖掘速度、严格监测地表沉降情况以及及时采取补救措施也是减小地表沉降的重要手段。
四、控制隧道开挖对建筑物的影响隧道开挖的地表沉降不仅仅会对自然环境造成影响，还会对周围建筑物造成一定影响。
