王凯
中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，北京 101100
摘要：本文首先分析了盾构隧道施工引起的地表沉降规律及原因，介绍了地表沉降预测方法。然后，对该市隧道施工过程中的地面沉降监测数据进行了综合分析，利用沉降分布模型对结果进行了修正，并用数学函数表示。研究结果对隧道施工环境的安全有一定的参考价值。
关键词：盾构隧道施工；地面沉降；分布模型
我国地铁交通发展水平呈上升趋势。盾构技术具有安全、先进等特点。地铁隧道通常位于经济繁荣的城市。在这种情况下，地面上的建筑密集，地下有一条管道。采用盾构法施工时，地面移动平稳，地面下沉。当地面沉降到一定程度时，周围的地面建筑物、地下相关设施、地铁隧道本身就不能正常使用。因此，如果需要控制地面运动，就需要采用盾构法修建隧道。了解地层迁移规律和特征，尽可能准确地预测沉降和沉降范围。国内外对建筑沉降的研究较多，提出了多种沉降计算模型。本文以广州地区的地质条件为基础，以广州地区的地质条件为基础，地质条件非常复杂，无法量化沉积规律。
1、地面沉降规律及特征
盾构法隧道施工中，地表沿隧道纵轴方向发生变形。通常情况下，地盾体向前推时，地球向前移动，地面略有抬升，但当开放的地盾体向地盾移动，支撑力不足时，地盾体地面向下移动，地面下沉。对于开挖面上部土体，盾构的上升和下沉取决于开挖面推力的大小。当护盾通过时，护盾两侧的主体向外移动。当隧道的高原离开盾构尾部时，高原的外壁与土壁之间存在建筑缝隙，地表沉降速率较大。同时，隧道两侧的尸体移至隧道中间。此阶段沉降通常称为施工沉降，通常在1-2个月内完成。施工过程中周围土体的扰动增加了土体孔隙的水压力。当孔隙压力消失时，沉积主要发生在地层中。当孔隙压力稳定时，土体骨架仍为蠕动，即次生固体，地层不断沉降。固体的沉淀称为沉淀。也就是说，软粘土层的地表运动分为三个阶段： 建筑工程、稳定沉降、地层迁移。动力学与混凝土地质和施工条件密切相关。地面沉降速率、沉降变化程度、沉降范围、最大沉降速率、沉降池几何尺寸、沉降稳定时间是沉降的特征。在一种基本的盾构施工条件下，这些沉降特性是相当大的。受地质条件影响。
2、沉降原因
盾构隧道工程引起的地表损失和盾构隧道周围扰动和剪切破坏的再生土的重新安置是引起地面沉降的根本原因。
（1）土地损失
在盾构工程中，实际绘制了完成的洞身体积与开挖土体体积的差值。即地层损失。包裹在隧道外周的渗透等离子体体积属于完整隧道体积。一般情况下，土壤流失率用屏蔽理论中放电体积的百分比来表示。如果圆形屏蔽理论的放电体积是。圆周率。R2，单位长度的地面损耗VI=VT（%）*。圆周率r2引起地面移动，以补偿周围地层的损失。
（2）扰动土的固结
盾构施工过程中，隧道周围的洞身受到扰动，盾构隧道周围产生了超覆体的水压，逐渐形成了水压区。当盾构推进某一地层时，隧道周围超覆层的压力如图1所示，盾构从地层中释放出来，周围土体表面的应力得到释放。隧道周围缝隙的水压降低。超孔隙水压力呈图2所示的状态分布，随着超孔隙水的减少，它逐渐变成孔隙水的排泄，最终引起地层的移动和地面的沉降。此外，盾构推进过程中还发生了不断的挤压效应和盾尾后的冲击作用，使周围地层的超孔隙水压力变为正值。
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3、Parker法在地基沉降预测中的应用
派克提出了一种估算开采地表位移的方法，即假设施工时地面下沉而不排水，沉降池的容积等于地层损失的容积，在施工阶段用pike计算地基的沉降量，我提出了一种方法。这假设地面损失平均分布在隧道长度上。另一方面，地面下沉的横向分布呈现出尺寸分布曲线，如图所示盾构隧道单位长度损失（M8/M）；隧道中心线最大沉降量（m），X1为距隧道中心线距离（m），I为沉槽宽度系数（m）。
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4、工程实例
（1）工程背景
广州是一条由两条平行隧道组成的地铁隧道。间距10-15m，两条隧道同时施工。两线隧道长度3432.6米，隧道深度16-20m，道路等级为大城市公路，道路高度4.5m，车辆速度50km/h，最大垂直坡度不大于8.2%，线路最小水平曲线400m。
盾构采用德国土压平衡式盾构，盾构叶片直径6280米，盾构隧道外径6000毫米，内径5400毫米，管道宽度1500毫米。
隧道中的隧道主要是岩石。钻孔调查显示，下层上层暴露：松散杂填场；软塑塑、泥泞土；增塑粘土、密实密实砂、地面岩石。强风化泥质砂岩和中风化泥粉砂岩。隧道洞室坚硬，为致密全风化岩层，含部分砾石。地下稳定水位1.65米。该隧道段基本沿城市交通干线。隧道上有许多公路隧道，两侧有许多地下管线。
（2）沉降观测
本工程采用精密水准仪和30m钢尺进行沉降观测。在隧道中部的顶部，有一个垂直于隧道中部的横截面。隔片每隔20米放置一次。每个部分共有10个观察点。沉降点沿横断面沉降。每个沉降点的间距为5米。同时，根据隧道深度和地质条件，对监测断面和测点进行了适当调整。如果在隧道上有一条水泥路，本工程采用两种类型。沉降点为两种混凝土路面和路面以下土层。也就是说，观测断面放在道路中线，距离设为20米，观测点直接安装在路面上，有利于测量路面沉降量。为了防止路面出现硬壳现象，不能及时反映地层的实际沉降情况，最终成为路面下的空洞。本项目通过在路面下的地面层放置短肌肉来放置观测点。监测地层的沉降是有用的。
5、结束语
通过对某城市隧道施工过程地面沉降监测数据的分析，基本掌握了盾构施工过程中的地面沉降规律。结果表明，断面沉降曲线可用高斯峰值函数拟合。由于前期隧道的影响，下沉隧道的下沉曲线趋于不对称。最大地面沉降量在前面。隧道宽度和地面沉降槽宽度在20-30m之间。
参考文献
[1] 戴文龙. 地铁盾构隧道施工对地面沉降影响分析[J]. 市政技术, 2020, v.38;No.218(05):205-208+297.
[2] 秦玉开. 地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题分析[J]. 建筑技术开发, 2019, 046(013):138-139.
[3] 张国权. 地铁隧道盾构施工引发的地层位移影响研究[J]. 山东煤炭科技, 2020, No.243(11):186-187+190+194.
[4] 张浩若. 盾构双线隧道施工开挖面间距对地表沉降的影响[D]. 2019.
[5] 东永强. 地铁施工诱发地层移动规律研究及快速分析平台[D]. 西安理工大学, 2020.
[6] 张秀艳. 基于盾构法隧道施工的地面沉降控制措施探讨[J]. 四川水泥, 2019(4):231-231.