城市地鐵隧道施工引起的地面沉降與處理

摘 要：文章主要介紹了城市地鐵隧道施工引起的地面沉降與處理方法。首先對城市地鐵隧道施工引起的地面沉降問題進行相關的機理分析；然后通過仿真實驗來舉例說明地面沉降過程中，施工人員應當運用的處理技術，其主要包括檢測方案、具體計算及沉降各階段分析和處理施工等部分。

關鍵詞：隧道；盾構法；地面沉降；解決方案

1 城市地鐵隧道施工引起地面沉降的機理分析

城市地鐵隧道在施工過程中最常采用的方法為盾構施工法，其指的是在工程施工前，利用像挖掘機一樣的機械把地下的泥土挖出，勾畫出隧道工程的大體框架。由于施工地區土質密度、強度或特殊地形的影響，因此很容易在地鐵隧道建設施工中出現一些誤差。如地鐵隧道挖出的土與隧道體積不相等，土質密度過于松散出現塌方、施工地出現不同程度的沉降現象等等。其中，最嚴重的問題就是施工地區的沉降現象，其具體指的是人們在挖土的過程中，由于先挖走的土層空隙水壓強度不大，應力很小，施工點只會出現小面積的推移；但隨著工程建設施工進程的加快，被挖出的土壤越來越多，推動力和應力會不斷增強，導致施工點出現大面積移動或者施工地面出現突起等現象。施工人員為了防止盾構施工法對地質、土壤造成的影響，在施工過程中會使用千斤頂支撐上地面，等到地鐵隧道中多余的泥土全部被運輸離開后再撤走千斤頂，但這樣的缺點是本來被千斤頂支撐的地面突然沒有了支持力，從而出現隧道塌陷，即我們所說的施工沉降現象。因為機械設備在地下作業過程中相對困難，若隧道施工時再遇上粘質土壤，施工難度不僅會加大，而且施工地沉降的偏差也會增加。

2 某地鐵工程隧道施工引起地面沉降與處理工藝

2.1 工程概況

某地鐵工程一號地鐵線北起升仙湖，南下華陽，中間途經火車北站、天府廣場以及火車南站等多個重要地點，是人們出行選擇的首選交通工具。其全長31.6千米，隧道外徑7.8m，內徑6.4m，并且地鐵一號線還有繼續向南擴展的趨勢，在繼續向南的隧道建設施工也采用同地鐵一號線相同的盾構施工法，并預計在2018年就能夠完成地鐵三號線的修建，并開始運行。

根據地質資料分析得出：盾構主要穿越的土層有灰色粘質粉土層、灰色淤泥質粘土層和灰色粘土層等多種土層。地鐵隧道穿越地基土層的基本物理力學指標見表1，部分施工地的沉降現象分別用橫斷面和縱斷面圖來表示，如圖1和圖2所示。

2.2 監測方案

在實際施工中，需要對施工地進行地面沉降的監測。作者所在的項目工程中，計劃是每隔200m就進行一次橫斷面的監測，像天府廣場這樣建筑物密集的地方，會縮短監測距離，每隔50m就進行一次橫斷面的監測，而每個橫斷面監測之間，可再細化到每個監測點。一般情況下，每個橫斷面監測間會設置10個監測點，并且為了監測所得的數據具有連續性，施工人員在隧道中還布置了沉降觀測點，對施工周圍的管線是否沉降也進行了相應的觀察。

2.3 具體計算及沉降各階分析

（1）剛出現沉降的時間段，即前期沉降，其是工程剛剛施工的階段，由于沒有過多的挖土和破壞土層、地質，沉降的最大值不會超多2mm，地面的突起不會超過4mm。這也可以說明施工人員施工進度合理，給予地質的壓力較小。

（2）開始運用盾構機的階段，這時人們為了在規定的期限內完成此工程，開始加快工程的進程，于是就出現了大面積的沉降或者突起，不僅是對施工區有影響，甚至可能對施工點周圍都有一定的影響。

（3）盾尾空隙沉降階段，其為工程施工的尾部工作階段，項目的主要施工工作已經完成，但由于人們在工程建設施工過程中地質、土層受到了破壞，出現很多的縫隙，導致土質松散，易出現沉降和下陷現象。但從總體看來，第一階段和第三階段沉降程度還較小，特別是第二階段施工地沉降幅度較大，需要施工人員注意。

2.4 處理工藝與施工

盡管盾構施工法在隧道建設施工方面有著良好的優勢，但是也存著一定的安全隱患，怎樣保證施工員的安全并且如何能快速獲得隧道的安全狀態，也成為了盾構施工法進一步發展而必須面對的問題。現如今，人們從施工自動監測、監測數據處理分析和安全狀態預警報警等方面做出了研究，利用更加科學、有效的方式來保證隧道施工人員的安全。

3 結束語

綜上，我們著重分析了地鐵隧道施工過程中出現沉降的各種原因，同時還指出了盾構施工法的不足之處，并提出了相應的解決辦法。隨著城市化發展的進程加快，地鐵工程項目會越來越多，人們也在努力改善盾構施工法的缺點，使其更加完善且安全地運用在各施工項目之中。

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