城市隧道施工引起地表沉降實測研究

焦建偉+王空前+雷東升

（鄭州財經學院，河南 鄭州 450000）

【摘要】隧道盾構施工引起的地層損失所導致的地表沉降變形預測和控制，是隧道工程領域重要的研究課題之一。針對鄭州市南四環至鄭州南站城郊鐵路盾構工程，鄭港四路站～鄭港六路站區間，開展了地表沉降觀測研究。結果表明：盾構掘進過程中地表沉降監測結果未超限，均在可控范圍內波動，趨勢穩定。隨著掘進距離的增大，隧道各測點沉降量都有所增加，沉降槽變窄，隧道正上方附近沉降值最大，向兩側遞減。由于右線盾構土體擾動，左線隧道橫向沉降曲線不對稱，受擾動一側沉降值偏大。當隧洞開挖完成以后，隧洞整體趨于穩定，沉降值不變。

【關鍵詞】盾構隧道；沉降監測；地表沉降

1工程簡介

本工程為鄭州市南四環至鄭州南站城郊鐵路工程，鄭港四路站～鄭港六路站區間，區間位于鄭港四街下方，沿鄭港四街向南敷設至鄭港六路站。區間右線全長753.398m（K54+229.184～K54+982.582，區間起止里程為車站端墻內皮里程），左線全長753.423m（K54+229.184～K54+982.582，區間起止里程為車站端墻內皮里程），為兩條單洞單線圓形隧道，線路間距為13.0～15m。覆土厚度約為10.0～15m。本區間盾構隧道主要穿過土層為粉土⑤1層，粉砂⑤2層，粉質黏土⑤7，粉質黏土⑥1層，采用2臺Φ6250海瑞克土壓平衡式盾構機，鋼筋混凝土管片設計強度為C50，抗滲等級P12，管片分為兩種型號，分別為Ⅰ型、Ⅱ型。

2測點布設

采用兩臺精密水準儀DS05，測量精度≤±0.5mm/Km。線路地表沉降觀測點沿線路中線按斷面布設，埋設范圍要能反映變形區變形狀況。地表地物、地下物體較少地區斷面設置可放寬。觀測點間距表1所示。

3結果分析

3.1橫向地表沉降曲線分析

由于測點斷面及沉降曲線較多，本文中僅以左線隧道地表沉降測點DB4為例說明。其中掘進0環、16環和43環，對應于掘進開始、掘進到達測點前和掘進通過測點沉降穩定階段。

如圖1所示為盾構掘進時地表橫向沉降累積曲線圖。從曲線圖中可以看出，隨著掘進距離的增大，隧道各測點沉降量都有所增加，沉降槽變窄，隧道正上方附近沉降值最大，向兩側遞減。由于右線盾構土體擾動，左線隧道橫向沉降曲線不對稱，受擾動一側沉降值偏大。當隧洞開挖完成以后，隧洞整體趨于穩定，沉降值不變。

3.2縱向地表沉降曲線分析

由于測點沉降曲線較多，本文中僅以左線隧道地表沉降測點DB1-11～ DB7-11為例說明。其中掘進0環、16環和43環，對應于掘進開始、掘進到達測點前和掘進通過測點沉降穩定階段。

如圖2所示為盾構掘進時地表縱向沉降累積曲線圖。從曲線圖中可以看出，盾構掘進過程中地表沉降監測結果未超限，均在可控范圍內波動，趨勢穩定。這是由于在建立盾構機管理領導組織體系，制定詳細保養制度基礎上，明確了設計線路的各項參數，采取信息反饋的施工方法對盾構推進進行質量控制，盾構穿越區域地面縱向軸線位置布設沉降觀測點，并將所測沉降數據及時反饋，為調整下一階段的施工參數提供依據。

4結語

土體損失是盾構施工引起土體移動的主要原因，具體指開挖的土體多于設計開挖的數量，其大小不僅與工程地質、水紋地質條件有關，還與施工方法、施工技術水平和管理水平等因素有關。在實際施工過程中，及時調整開挖速度，控制好通過各地層的盾構機姿態，采用地面沉降監測與注漿量、注漿壓力及管片混凝土內力監測相結合的辦法，控制盾尾注漿質量。掘進時，嚴格控制盾構機的姿態，盡可能地減少每次糾偏的幅度。勤糾偏、小糾偏，及時調整盾構機姿態，保證了工程的順利進行。

參考文獻：

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基金項目：河南省高等學校重點科研項目計劃（15A560047）。

作者簡介：焦建偉，男，副教授，鄭州財經學院，研究方向：建筑施工。