城市地铁隧道施工引起的地面沉降与处理

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摘 要：文章主要介绍了城市地铁隧道施工引起的地面沉降与处理方法。首先对城市地铁隧道施工引起的地面沉降问题进行相关的机理分析；然后通过仿真实验来举例说明地面沉降过程中，施工人员应当运用的处理技术，其主要包括检测方案、具体计算及沉降各阶段分析和处理施工等部分。

关键词：隧道；盾构法；地面沉降；解决方案

1 城市地铁隧道施工引起地面沉降的机理分析

城市地铁隧道在施工过程中最常采用的方法为盾构施工法，其指的是在工程施工前，利用像挖掘机一样的机械把地下的泥土挖出，勾画出隧道工程的大体框架。由于施工地区土质密度、强度或特殊地形的影响，因此很容易在地铁隧道建设施工中出现一些误差。如地铁隧道挖出的土与隧道体积不相等，土质密度过于松散出现塌方、施工地出现不同程度的沉降现象等等。其中，最严重的问题就是施工地区的沉降现象，其具体指的是人们在挖土的过程中，由于先挖走的土层空隙水压强度不大，应力很小，施工点只会出现小面积的推移；但随着工程建设施工进程的加快，被挖出的土壤越来越多，推动力和应力会不断增强，导致施工点出现大面积移动或者施工地面出现突起等现象。施工人员为了防止盾构施工法对地质、土壤造成的影响，在施工过程中会使用千斤顶支撑上地面，等到地铁隧道中多余的泥土全部被运输离开后再撤走千斤顶，但这样的缺点是本来被千斤顶支撑的地面突然没有了支持力，从而出现隧道塌陷，即我们所说的施工沉降现象。因为机械设备在地下作业过程中相对困难，若隧道施工时再遇上粘质土壤，施工难度不仅会加大，而且施工地沉降的偏差也会增加。

2 某地铁工程隧道施工引起地面沉降与处理工艺

2.1 工程概况

某地铁工程一号地铁线北起升仙湖，南下华阳，中间途经火车北站、天府广场以及火车南站等多个重要地点，是人们出行选择的首选交通工具。其全长31.6千米，隧道外径7.8m，内径6.4m，并且地铁一号线还有继续向南扩展的趋势，在继续向南的隧道建设施工也采用同地铁一号线相同的盾构施工法，并预计在2018年就能够完成地铁三号线的修建，并开始运行。

根据地质资料分析得出：盾构主要穿越的土层有灰色粘质粉土层、灰色淤泥质粘土层和灰色粘土层等多种土层。地铁隧道穿越地基土层的基本物理力学指标见表1，部分施工地的沉降现象分别用横断面和纵断面图来表示，如图1和图2所示。

2.2 监测方案

在实际施工中，需要对施工地进行地面沉降的监测。作者所在的项目工程中，计划是每隔200m就进行一次横断面的监测，像天府广场这样建筑物密集的地方，会缩短监测距离，每隔50m就进行一次横断面的监测，而每个横断面监测之间，可再细化到每个监测点。一般情况下，每个横断面监测间会设置10个监测点，并且为了监测所得的数据具有连续性，施工人员在隧道中还布置了沉降观测点，对施工周围的管线是否沉降也进行了相应的观察。

2.3 具体计算及沉降各阶分析

（1）刚出现沉降的时间段，即前期沉降，其是工程刚刚施工的阶段，由于没有过多的挖土和破坏土层、地质，沉降的最大值不会超多2mm，地面的突起不会超过4mm。这也可以说明施工人员施工进度合理，给予地质的压力较小。

（2）开始运用盾构机的阶段，这时人们为了在规定的期限内完成此工程，开始加快工程的进程，于是就出现了大面积的沉降或者突起，不仅是对施工区有影响，甚至可能对施工点周围都有一定的影响。

（3）盾尾空隙沉降阶段，其为工程施工的尾部工作阶段，项目的主要施工工作已经完成，但由于人们在工程建设施工过程中地质、土层受到了破坏，出现很多的缝隙，导致土质松散，易出现沉降和下陷现象。但从总体看来，第一阶段和第三阶段沉降程度还较小，特别是第二阶段施工地沉降幅度较大，需要施工人员注意。

2.4 处理工艺与施工

尽管盾构施工法在隧道建设施工方面有着良好的优势，但是也存着一定的安全隐患，怎样保证施工员的安全并且如何能快速获得隧道的安全状态，也成为了盾构施工法进一步发展而必须面对的问题。现如今，人们从施工自动监测、监测数据处理分析和安全状态预警报警等方面做出了研究，利用更加科学、有效的方式来保证隧道施工人员的安全。

3 结束语

综上，我们着重分析了地铁隧道施工过程中出现沉降的各种原因，同时还指出了盾构施工法的不足之处，并提出了相应的解决办法。随着城市化发展的进程加快，地铁工程项目会越来越多，人们也在努力改善盾构施工法的缺点，使其更加完善且安全地运用在各施工项目之中。

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