1、城市地铁隧道施工引起的地面沉降摘要:随着城市交通的发展，城市公交已无法满足人们的需求，此时城市地铁就得到了发展的基础，在进行地铁隧道施工时会造地面沉降，造成较大的经济损失，为了减少不必要的经济损失，本文从地表沉降分析、地面沉降的安全性判断与控制，以及浅埋暗挖法隧道施工地面沉降控制措施这三个方面对城市地铁隧道施工引起的地面沉降进行阐述。 关键词:城市地铁；隧道；施工；地面沉降 中图分类号：U45 文献标识码： A 一、前言 随着经济的快速发展，人们在地表的活动的范围越来越小，尤其是在大型的城市出现之后，所能够利用的土地越来越少，为了满足更多的人的交通需求，道路交通网络开始往地下发展，这就促进了地
2、铁隧道的发展，为了保障地铁的稳定发展，我们需要对由于地表沉降带来的危害进行有效的防治。 二、地表沉降分析 在进行地铁隧道开挖之前，我们需要对地铁隧道带来的地表沉降带来的问题进行分析。 在进行地铁隧道的掘进过程中，施工将会给施工周围的土层带来较大的影响，进而造成较大的环境影响。地表沉降会导致较大的后果，严重的话将会造成各种管道发生破裂，造成一定的经济损失；而且，在进行地铁施工时需要对这些管道进行改道或者加固。 在隧道开挖时，如果遇到地面有桥梁等建筑物时，在桥梁下开挖将会造成桥梁的地基发生沉降，或者会对桥梁支柱造成不可逆转的损伤。严重的将会发生桥梁倒塌等事故，造成巨大的经济损失。 由于地表沉降对地
3、表的建筑物将会造成严重的危害。地表沉降将会对房屋的建筑结构造成的危害主要是以下几个种类： (1)地表沉降对房屋的基础的影响。在进行地铁隧道开挖时，产生的对地表房屋的作用不仅仅有水平方向的力，还有竖直方向的作用力，而房屋的基础只能承载竖直方向的力，不能承载水平方向的力。因此，在地基遭受破坏过程中，最主要的作用力就是水平方向的作用力。 (2)地表沉降使得房屋地基的承载能力降低。在进行隧道开挖时，掘进头将会对周围的土层持续进行松动，进而使得土层变得松软，造成房屋的地基的承载能力降低。因此，在施工过程中，尽可能的减少震动松土是十分有必要的。 (3)地表沉降将会对房屋的上层结构造成不可逆转的损伤。在进行
4、地下施工时，将会对地表的建筑物产生一定的作用力，但是这种作用力是极其的不规则，这样将会对建筑物的整体产生不规则的形变，以至于建筑物失去稳定的重心，使得建筑物坍塌。 随着诸多的城市都进行了地铁隧道的施工，根据以往的经验，由于隧道施工造成的建筑物的倒塌事故可以说得上的屡见不鲜，这些事故已经引起有关部门的重视，社会对此也十分关注。现在，在经过多年的研究以及论证之后，已经取得了较好的成绩，得到了较为成熟的理论成果。由于我国没有对相关建筑物的保护标准进行细致的划分，我们所做的研究就是提供一个允许沉降量的最大值，进而对建筑物进行加固。 由于这种方式是不得不这么做，但是这种方式并不是那么的科学以及准确，缺乏
5、足够的理论依据。之所以这么做就是为了防止意外的发生，造成不必要的经济损失。在实际状况中，一些建筑物的本身对于地表沉降并不是十分的敏感，但是依旧对其进行加固等措施进行处理，这样就造成了不必要的经济投入，无形中增加了投资。因此，我们需要根据以往的经验以及施工的具体状况进行分析，然后为了节省成本做出一定的贡献。 三、地面沉降的安全性判断与控制 由于各个城市的地下土体的特性各不相同，以及隧道的埋深也各不相同，尤其是地表建筑物的适应能力各不相同等等，这些条件的差异将会给地表沉降的安全判断带来巨大的影响。因此，我们应当根据地面建筑物以及地下管道的线路的安全等多种因素进行综合考虑，最终确定施工方案。从现在国
6、内的以往的地铁施工经验来看，在进行施工时应当将地表变形根据经验控制+10mm-30mm 之内。 在进行地面沉降量的控制时应当坚持一定的原则，就是采用各种措施保证围岩周围土体的稳定性，减少水土的流失，进而对地面沉降量进行控制。施工设计人员应当根据施工现场的具体状况，并根据地面沉降的不同阶段进行不同的措施进行控制，例如常用的盾构法。在进行隧道施工时，为了随地面沉降进行控制,要综合考虑地表建(构)筑物、地下管线及地层和结构稳定等因素,分别确定其允许的地表沉降值,并取最小值作为控制基准值。具体施工过程中,可设置预警值、报警值和极限值来进行分级控制。 四、浅埋暗挖法隧道施工地面沉降控制措施 为了能够将地
7、表沉陷值可以控制在允许的范围之内，我们就必须从开挖方式、超前支护、地下水的排放以及其他的辅助措施入手，最大程度的减少每个环节引起的地表沉降量。 开挖方式 在进行开挖过程中，土层的土质是不断发生变化的，开挖方式应当根据土层的具体情况，以及隧道断面的变化，选择不同的开挖方式。在进行开挖时各个开挖面的距离应当保持在 3 到 5 米之内，不应过大。为了减少土体在空气中的暴露的时间，应当及时的进行支护。在开挖之前，应当对掌子面及时的进行超前的注浆加固，并根据现场的具体状况，及时的进行调整导管、栅格支护以及其他的参数，从而确保注浆的效果，以便能够最大程度的提高土体的稳定性。在进行隧道的断面开挖时，应当尽可
8、能的采用人工开挖的方式，以便减少不必要的超挖，并最大程度的减少开挖的步距，做到开挖多少就及时支护多少。 改善土体的特性 在进行隧道开挖过程中，应当及时的对隧道周边开挖的土体进行局部加固的处理，这样不仅仅可以使得隧道开挖之后能够使得自然拱成行，同时还可以在一定程度上，将土体的特性进行改进，以便土体的特性向比较好的方面进行转化。例如超前注浆以及深层注浆，均可以在加固土体的同时改善土体的特性。 地下水的排放 在进行隧道开挖的过程中，由于断面所处位置较低，地表水会很容易的进行渗透，从而对隧道开挖面进行渗透。但是也不能够为了一味的排水，进行地下水的抽排，这样将会使得一些特殊的地层发生土层超固结，从而造成
9、土层大面积的下沉。所以，在进行地下水排放时应当按照需求进行抽放。 格栅网喷支护 进行支护时，如果采用的格栅网喷，就必须掌握好几个主要节点位置的安装，主要包括：使格栅的连接处满足焊接的要求，在进行连接时除了按照要求之外还应确保螺栓的链接的稳定。各个格栅的锚杆都应当进行严格的打设，并进行注浆操作。同时在喷砼之前，施工人员应当将集水以及淤泥进行及时的处理，确保工作面干净，从而确保地基有足够的承载力。除此之外，还应进行二次注浆管的预埋，以便进行后续的施工操作。 初支背后锚喷支护 根地面沉降的具体情况以及漏水的情况，并利用预埋的二次注浆管进行补充注浆操作。如果无水，水泥可以采用 M100 水泥，如果有水
10、，则应采用水泥与水玻璃的混合注浆，具体的配料比应当根据现场状况进行调节，但注浆压力不应大于 0.5MPa，注浆的量应当根据注浆压力以及现场的具体情况综合考虑确定。 初支临时支护的拆除 如果隧道内在进行初支时进行了临时支护，在进行临时支护的拆除时，应当加强注意，施工人员应当在隧道发生变形稳定之后进行拆除操作。不要连续进行拆除操作，需要进行间隔拆除或者进行二衬操作。 五、结语 随着我国的经济发展，地铁隧道得到了极大地发展，在进行城市地铁隧道的开挖过程中，需要面临着较大的岩土工程问题。为了更好地解决这些问题，管理者应当完善在隧道施工时的规章制度，确保各项工作的正常有序的进行，减少因为地铁隧道的施工带来的地面沉降的影响。 参考文献 1缪林昌，王非，吕伟华 城市地铁隧道施工引起的地面沉降 J 东南大学学报(自然科学版) ISTIC EI PKU -2008 年 2 期- 2付贵 地铁浅埋暗挖隧道施工沉降控制 J 科技信息 -2013年 8 期- 3钟坚 广州地铁六号线盾构隧道施工引起的地面沉降分析 J 城市建设理论研究（电子版） -2013 年 15 期-
