铁路站场下暗挖隧道地表沉降控制基准研究_李文江

第26卷第7期 岩 土 力 学 V ol.26 No.7 2005年7月 Rock and Soil Mechanics Jul. 2005

收稿日期：2004-02-25 修改稿收到日期：2004-04-24

作者简介：李文江，男，1970年生，硕士，讲师，主要从事隧道与地下工程的教学和科研工作。E-mail:liwenjiang70@https://www.wendangku.net/doc/d26564748.html,

文章编号：1000－7598－(2005) 07―1165―05

铁路站场下暗挖隧道地表沉降控制基准研究

李文江，刘志春，朱永全

（石家庄铁道学院 土木工程分院，石家庄 050043 ）

摘 要：从隧道施工引起地层变位的一般规律出发，分析了隧道施工对既有构造物的影响。结合长春站南北广场地下通道穿越既有轨道、站台、邮政通道及多处地下管线的具体情况，以规范规定的既有构造物允许不均匀沉降值作为控制目标，采用数学力学的基本分析方法，建立了相应的隧道施工地表沉降控制基准。所建立的控制基准，确保了工程安全、顺利地进行，并在工程中获得了实践验证。

关 键 词：软土隧道；铁路站场；地表沉降；控制标准 中图分类号：TU 445 文献标识码：A

Ground surface settlement control norm for tunneling

under railway station region in soft soil

LI Wen-jiang, LIU Zhi-chun, ZHU Yong-quan

(School of Civil Engineering, Shijiazhuang Railway Institute ，Shijiazhuang 050043,China)

Abstract: According to the general rule of ground deformation due to tunnel construction, the effect of tunnel excavation on existing objects is analyzed. Combined with the underground passage project between south and north square of Changchun Station, which crosses the existing rail lines, platforms, postal passages and several underground pipes, taking the permissible unequal settlement of existing structures in the code as controlling object, the controlling norm is established for surface settlement due to tunnel construction by basic mathematic and mechanical analysis methods. The established norm has assured the safety and smoothness of construction and has been proved by the construction practice.

Key words: tunnel in soft soil; railway station region; ground surface settlement; control norm

1 暗挖段站内既有建筑物及地中埋

设物概况

长春站南北广场地下通道南起辽宁路，北至长春货站，为连接铁路长春站既有南广场与拟建北广场的地下人行通道，通道全长约274 m(包括主通道及连接南、北出入厅的楼、扶梯段)。南北出入厅采用明挖法施工，穿越长春站站场的主通道段采用暗挖法施工，暗挖里程为Dk0+063.279~Dk0+ 218.679，全长155.4 m 。暗挖段结构形式为三拱两柱，总开挖跨度为16.2 m ，开挖高度为7.3 m 。隧道主要穿越软塑状粉质粘土和粘土层，隧顶覆土厚5 m 。

施工范围内既有建筑(构造)物主要有：(1) 站内既有轨道，暗挖段共穿越12股客运轨道、2股货运轨道和部分驼峰线，既有轨道钢轨顶面距新建地下通道顶板5 m ；(2) 站内行包邮政通道，有4座站台

内行包邮政通道支通道位于新建地下通道正上方，为钢筋混凝土矩形框架结构，净宽为4.2～5.2 m ，其底板与新建地下通道顶板最近距离为1.5 m ；(3) 4座站台，站台上雨棚的基础均为扩大基础，埋深1.5～2.2 m 。地下通道与地表主要建筑(构造)物的平面位置关系如图1所示。

根据物探结果，南北广场地下通道附近平行于既有线路的管线主要有：

(1) 驼峰推送线附近，电力电缆1根的有5处，埋深0.8 m ；上水铁管1处，管径φ300 mm ，埋深1.6 m ；信号电缆2根的有1处，埋深0.7 m 。

(2) 旅客列车到发线间及4座旅客站台上，上水铁管5处，管径φ100 mm ，埋深为2.2 m ；上水铁管1处，管径φ300 mm ，埋深为1.6 m ；排水管2处，管径φ200 mm ，埋深为2.4 m ；排水管1处，

岩 土 力 学 2005年

管径φ300 mm ，埋深为2.3 m ；热力铁管6根有1处，管径φ100 mm ，埋深1.1 m 。以及电力电缆、通讯电缆多处，埋深1.0～2.4 m 。

(3) 基本站台与南站房西侧间，上水铁管2处，管径φ100 mm ，埋深为1.7 m ；上水铁管1处，管径φ300 mm ，埋深为1.7 m ；热力铁管2根1处，管径φ 75 mm ，埋深为1.1 m ；通讯电缆多处，埋深1.0 m 以下。

注：数字1～12为客运股道编号；下7、下8为货运股道编号

图1 站场既有建筑(构造)物与地下通道的位置关系

Fig.1 Relative location of existing objects and underground passages

2 隧道施工地表沉降规律及其对既

有构造物的影响

2.1 地表沉降规律

隧道施工不可避免地对土体产生扰动，浅埋时将引起地表位移或变形。根据经验[1, 2]，当地层为均质土层，地表沉降规律(横向)可以采用墨西哥学者Peck 和英国学者Reilly 提出的符合正态概率曲线的观点进行分析。横向沉降Peck 曲线近似描述如图2所示。其方程为

???

????

??=2

2

max 2exp i x S S (1) 式中 x 为地表距隧道中心线的距离；S 为距隧道中心线为x 的地表沉降量；max S 为隧道中心线处最大沉降量；i 为沉降槽宽度系数，可由下列经验公式计算：

?

????

??+=

245tan π2?o R

H i (2)

式中 H 为覆土厚度；R 为隧道水力半径；?为地层内摩擦角。

图2中W 为沉降槽宽度，Cording(美国)等人[2]根据莫尔-库仑理论，导出W 与i 满足W =5i 的关系。

图2 地表沉降横向预测示意图

Fig.2 Transverse surface settlement prediction

2.2 地中土层沉降规律

资料表明，当隧道埋深小于34 m 时，不同深度处沉降槽曲线规律，对于粘性土层有经验公式：

p p 43.0z i i ?= (3)

式中 i 为地表沉降槽宽度系数；

i p 为管线水平面上沉降槽宽度系数；z p 为从地表至管线轴线的深度。

由式(1)和式(3)可推出地下某水平面上任一点沉降值为

???????

??=2p 2max p

p 2exp i x S i i

S (4)

2.3 地层变位对地表建筑物和地下埋设物的影响

隧道施工引起的地表沉降和变形对建筑物的影

站台

邮政通道

地下通道中心线

轨道轴线

地下通道轮廓线

1站台 2站台

3站台

4站台 4

-1166

第7期 李文江等：铁路站场下暗挖隧道地表沉降控制基准研究 响程度，除地层特征以外，还与建筑物的基础与结构型式、建筑物与隧道的相对位置，以及地表变形性质和大小有关[3]。一般情况下，地表均匀沉降对于建筑物的稳定性和使用条件并不会产生太大的影响，而地表不均匀沉降(倾斜)和地表弯曲变形对建筑物的损害程度相对较大。地表过量的不均匀沉降将导致房屋基础开裂，相邻框架荷载增加，引起多层或高层建筑的倾斜等危害。因此，地基允许的不均匀沉降，对于砌体承重结构由局部控制，对于框架结构和单层排架结构由相邻柱基的沉降差控制；对于多层建筑和高耸结构由倾斜值控制。当地表发生曲率变化时，会造成建筑物基础局部悬空，在重力作用下，建筑物将会从底部断裂，使建筑物破坏。除此之外，地表的水平变形对建筑物的损害也相对较大，尤其是拉伸变形，不大的拉伸变形就可促使建筑物基础开裂，影响建筑物的正常使用。但一般情况下，地表的水平变形不会单独发生，往往与弯曲变形相伴出现。

隧道的开挖卸载效应，将使洞周土体发生位移，从而引起附近既有地下管线的变位。地下管线一般可分为刚性管线和柔性管线两类。对于刚性管线，地层移动不大时可正常使用，地层移动幅度超过一定限度时，则将引起管道断裂破坏。对于柔性管道，接头转动角度及管节中的弯曲应力小于允许值时，管道可正常使用，否则也将产生断裂或泄漏，影响使用。

一般情况下，地层内部位移的监测难度相对较大，由于地层位移与地表位移之间存在一定的数学关系，因此在实际隧道施工中，往往通过对地表变位的监测间接实现对地层内部变位的控制，进一步达到对地下管线保护的目的。

3 地面建筑物允许的地表沉降

3.1 雨棚基础允许的隧道施工地表沉降

对于站内雨棚，地表变形对结构的影响受控于相邻柱基的不均匀沉降。根据Peck 曲线，当i x =时，地表下沉曲线的斜率最大，而max 607.0S S i =，若相邻两柱基间距小于或等于沉降槽反弯点i 时，为最不利情况，此时沉降曲线的平均斜率为

max max 607.0S i

K = (5)

此时应有max K ≤[ f ]，[ f ]为规范允许的基础倾斜值，则地表允许最大沉降量为

[][]f i S 607

.0max = (6)

根据本工程的实际情况，隧道等效半径R =

7.00 m ，i =6.78 m ，[f ]取0.002 1[4]，则根据上式计算得：[S max ]=23.5 mm 。

3.2 既有线路轨道变位允许的地表沉降

隧道开挖引起的地表沉降对既有铁路线路的影响主要表现在两个方面：一方面可能造成水平(指线路两股钢轨顶面的相对高差)超限；另一方面可能造成前后高差(指沿线路方向的竖向平顺性)超限。根据隧道施工引起的地表沉降槽规律，地表横向变形要比沿隧道轴线方向的变形显著。当既有线路正交于施工隧道轴线时，既有线路的运营安全主要受控于轨道的前后高低不平顺。

一般情况下，前后高低不平顺的破坏作用同不平顺(坑洼)的长度成反比，而同它的深度成正比。《铁路线路维修规则》规定：线路轨道前后高低差用L =10 m 弦量测的最大矢度值不应超过4 mm 。

根据Peck 沉降曲线规律，对于本工程的具体情况，地表沉降槽的宽度W 为33.9 m 。则由轨道前后高低不平顺决定的地表允许沉降为

[][]δL

W S =max (7)

式中 [δ]为铁路轨道允许10 m 弦量测的最大矢度值；L 为量测弦长；其他符号同前。

由式(7)计算所得地表允许沉降为13.6 mm 。

4 地中埋设物允许的地表沉降

4.1 地下管线允许的地表沉降

对于刚性管道，其抵抗变形的能力一般以管节弯曲应力值作为控制指标；对于柔性接头管道，由于接头处常为薄弱环节，因此一般情况下管道接头处的应力及转角起到控制作用。由于各种管线因其材料、连接方式、接口材料、施工质量以及使用年限不同，因而对地层变位影响的敏感程度和耐受力有较大的差异。

4.1.1 刚性管道允许的地表沉降

长度较大的刚性管道可按弹性地基梁原理进行计算和分析。其计算简图如图3所示。

图3 管道弹性地基梁计算模型

Fig.3 Calculation model for pipe elastic ground beam

S p

1167

岩 土 力 学 2005年

若将管道垂直位移记为p S ，则有

p

p p 4p 44 d d I E q S x

S =

+λ (8)

式中 4p

p I E k

=

λ，k 为基床系数；E p 为管道材料弹性模量；I p 为管道截面惯性矩；q 为作用在管道上的上覆土压力。

由式(8)，可推导出作用在管道上的弯矩和应变

x ε的计算表达式：

2

p

22x

S d x ??=ε (9) 式中d 为管道直径，其余符号意义同前。

根据管道材料的应力-应变关系，有

2

p 2p p 02

x S d E E x ??=

=εσ (10)

由式(4)、式(9)可知，当x =0时，x ε达最大，且有

max 3p

max 2S i di

x =

ε (11) 则当管道达到极限应力状态时，有=max p x E ε

][σ，即

][2][p 3p

max σid

E i

S =

(12)

式中][σ为管道的允许应力，考虑到管道已使用年限和已有的埋土荷载作用，取管道的允许应力综合折减系数为2。

根据本工程的具体情况，计算中所选取的典型刚性管道为埋深1.6 m 的φ300 mm 铸铁上水管。此时，i p =6.03 m ，E p =200 GPa ，[σ]=180 MPa ，则

[S max ]=97 mm 。

4.1.2 柔性管道接头允许的地表沉降

当管道与隧道正交时，直径为D 的管段在曲率最大处接缝的张开值?达最大，其值为

min

R Db

=? (13)

式中 ?为管道接头缝张开值；R min 为管段平面上沉降曲线的最小曲率半径；b 为管节长度。

由Peck 公式可知，管段平面上沉降曲线的最小曲率半径发生在x =0处，其值为

max

p 2p

min S i R =

(14)

将式(14)代入式(13)，得

Db

i S 2p

max p ?=

(15)

当管道接口的张开量达到极限值[?]时，则有

Db

i S 2

p

max p ][][?=

(16)

相应的地表允许沉降量为

iDb

i S ]

[][3p max ?=

(17)

从式(17)可以看出，该条件下地表允许沉降随管道埋置深度的增加而减小，并同时随管径的增大而减小。因此，在制定相应的地表沉降控制基准时，应选取施工范围内管径及埋深均相对较大的管道作为控制对象。根据本工程的具体情况，计算中所选取的典型柔性管道为埋深2.3 m 的φ300 mm 混凝土排水管。此时，i p =5.73 m ，管节长b =4 m ，?=3.75

mm [5]，则[S max ]=86.7 mm

比较上述分析结果可知，隧道施工时在最不利条件下管线允许的最大地表沉降为86.7 mm 。 4.2 地下邮政通道允许的地表沉降

由于国内还没有建立既有地下工程在受到施工扰动条件下的变形控制标准，因此主要从保证原有地下通道在新建隧道施工过程中结构不开裂、不破损的角度出发，建立相应的地表沉降标准。

原有地下邮政通道与新建隧道位置关系为垂直正交。考虑到地下邮政通道断面相对较大，长度相对较长，因此可按柔性结构进行分析。由地表沉降引起的既有结构变形规律可知，邮政通道底板受拉最严重，为此，可建立相应的力学模型进行分析，如图4所示。

图4 邮政通道受弯情况

Fig.4 Bending of postal passage

L i

S p

1168 4

第7期 李文江等：铁路站场下暗挖隧道地表沉降控制基准研究

根据既有邮政通道的正常使用要求，通道在地层变位时所产生的变形应力不应超过其允许应力

][σ，则有

()2i

2i i p ][][L L L S ?+=

ε (18)

式中 [S p ]为邮政通道底板地层的最大垂直沉降；

L i 为邮政通道计算长度；[ε]为允许应变。

由地层沉降曲线规律可知：当L i =i p 时，[S p ]值最小，此时有

[]()2

p

2

p p

p max ][65

.1i i i

i

i S ?+=ε (19)

根据地下邮政通道与新建隧道的位置关系，

i p =5.28 m ，结构混凝土的抗拉强度取1.0 MPa ，弹性模量为21 GPa ，则此时允许地表沉降为[S max ]=

66.2 mm 。

综合上述计算分析结果，在最不利条件下，铁路线路允许的地表沉降值为13.6 mm ，站台雨棚允许的地表沉降值为23.5 mm ，地下邮政通道允许的地表沉降值为66.2 mm ，地下管道允许的地表沉降值为86.7 mm 。

对于由既有线路轨道限制的地表沉降，由于数值偏小，若按此要求组织施工，势必会导致工程施工极其困难或极大增加工程投入。考虑到地面轨道及道床维修特点，采用地面线路加固和分期整道措施，并按轨道允许地表沉降值，确定分期整道时间。

5 实测结果

根据地表沉降控制标准，并结合本工程的结构特点和车站站台、既有轨道的分布情况，实际隧道施工中采用了长大管棚辅以小导管超前预支护的侧洞法施工技术，地面上采取了轨道加固、分期整道的施工安全措施，形成了洞内外协调的综合施工技术。同时，进行了系统完整的地表监控量测，量测结果如图5所示。

图5 新建地下通道中心线地表沉降曲线

Fig.5 Ground surface settlement curve of newly built

underground passage

从量测结果看，虽然有多处地表沉降值相对较大，但均未超过相应的地表沉降控制指标；从工程实际效果来看，施工进展顺利，施工中未发生建筑（构造）物受损、既有线路运营中断、地下管线渗漏现象。

6 结 语

在城市隧道的施工过程中，地表沉降控制标准的制定，不仅影响隧道本身和周边建筑物的稳定和安全，而且还决定着隧道工程的资金投入和施工方案的选取，直接影响隧道的施工进度。本文从隧道施工地表沉降槽规律和建筑（构造）物和地中埋设物的使用要求出发，对长春站南北广场地下通道工程施工地表沉降控制指标进行了计算分析，实践证明，上述地表沉降控制指标的制定，能够满足工程环境的要求，同时为加快施工进度、减少工程投入，创造了条件。

参 考 文 献

[1] 朱忠隆, 张庆贺, 易宏伟. 软土隧道纵向地表沉降的随

机预测方法[J]. 岩土力学, 2001, 22(1): 56－59.

ZHU Zhong-long, ZHANG Qing-he, YI Hong-wei. Stochastic theory for predicting longitudinal settlement in soft-soil tunnel[J]. Rock and Soil Mechanics, 2001, 22(1): 56－59.

[2] 阳军生, 刘宝琛. 城市隧道施工引起的地表移动及变

形[M]. 北京: 中国铁道出版社, 2002 .

[3] 刘维宁, 张弥, 邝名明. 城市地下工程环境影响的控制

理论及其应用[J]. 土木工程学报, 1997, 30(5): 66－75. LIU Wei-ning, ZHANG Mi, KUANG Ming-ming. Analysis of controlling and assessing environmental

damage induced by tunnelling and underground works in urban areas[J]. China Civil Engineering Journal, 1997,30(5):66－75.

[4] GBJ7-89, 建筑地基基础设计规范[S].

[5] 韩扬, 孙绍平. 地下管线抗震分析中的若干参数[J]. 特

种结构, 1999, 16(3): 14－16.

HAN Yang, SUN Shao-ping. Parameters in aseismatic analysis of buried pipelines[J]. Special Structures, 1999,16(3):14－16.

地表沉降/m m 1站台

2站台

3站台

4站台 1169

盾构现场施工隧道监测方法

精心整理上海长兴岛域输水管线工程盾构推进 环境监测 技术方案

目录 一工程概况 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估计三监测施工的依据 四监测内容

上海长兴岛域输水管线工程盾构推进环境监测技术方案 前言 科学技术的发展与试验技术的发展息息相关。历史上一些科学技术的重大突破都得益于试验测试技术。因此，试验测试技术是认识客观事物最直接、最有效的方法，也是解决疑难问题的必要手段，试验测试对保证工程质量、促进科学的发展具有越来越重要的地位和作用。测量技术在土建工程中同样占有重要地位，它在各类工程建筑，尤其是在地下工程中已成为一个不可或缺的组成部分。随着科学技术的发展，测量的地位更显关键和重要。早期地下工程的建设完全 工作井相连。 输水管线总长约10563.305m，其中东线长5280.993m，西线长5282.312m。全线最小平曲线半径为R＝450m；最大纵坡为8.9‰。具体详见下表。

施工工序，第一台盾构自原水过江管工作井始发推进（东线）至中间盾构工作井进洞后盾构主机解体调头，继续西线隧道推进施工。第二台盾构自中间盾构工作井始发推进（东线）至水库出水输水闸井进洞后盾构转场回中间盾构工作井，继续进行西线隧道推进施工。总体筹划详见下图： 二盾构推进对周边环境影响程度的分析和估算 因很复杂，其中隧道线形、盾构形状、外径、埋深等设计条件和土的强度、变形特征、地下水位分 V l S （x ）i Z －地面至隧道中心深度。 φ－土的内摩擦角。 在已知盾构穿越的土层性质、覆土深度、隧道直径及施工方法后，即可事先估算盾构施工可能引起的地面沉降量，同时可及时地采取措施把影响控制在允许范围内。在推进过程中根据盾构性能及监测数据及时调整施工参数，控制变形量，确保周边环境的绝对安全，实现信息化施工。 三监测施工的依据 3.1技术依据 1) 上海长兴岛域输水管道工程技术标卷（甲方提供）

Peck法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式

8．1．4 地层变形预测与分析 通常设计阶段的地面沉降预测方法可分为两类，一是根据实测数据的统计方法—Peck 公式是其典型代表：二是采用有限元和边界元的数值方法。 采用Peck 法计算的盾构隧道地面沉降量及沉陷槽计算公式如下式；其沉陷槽横向分布见图。 exp(max )(S x S -22 2i x ）

? ?? ? ? Φ-?= 2452tg Z i π 式中：V —地层损失（地表沉降容积）； i —沉降槽曲线反弯点； z —隧道中心埋深 根据本标段的地质条件和埋深等，得i=6.9m ，由此根据以往的工程实践及经验公式，沉陷槽宽度B ≈5i ，可得单个隧道盾构推进引起的地表横向沉陷槽宽度约为35m ，两座隧道盾构推进引起的地表横向沉陷曲线叠加后其沉陷槽宽度约为50m ，并且沉陷槽的主要围在隧道轴线两侧6m 围，离轴线3m 的沉降量约为最大沉降量的60%～70%，离轴线6m 的沉降量约为最大沉降量的25%。 地层损失V 值主要是由盾尾空隙引起的土体损失量，它与盾构机盾壳厚度、盾构推进时粘附在盾构上的土体厚度及注浆量等有关，即 V=V 尾+V 粘-V 浆 盾构推进时粘附在盾构钢板上的土体厚度约为20～40mm ，盾壳厚度为70mm ，则：V=V 尾+V 粘-V 浆=1.36+0.58α-(1.36+0.58)β α为折减系数， β为同步注浆的充填系数。 取α=0.6 β=0.5 得 V=0.73m2 由此可得地表最大沉陷值：Smax=23.4mm 最大斜率：Qmax=0.0013 以上分析值主要是在以往工程经验基础上结合本地铁盾构标段的实际情况，隧道埋深16m 左右情况下得出的，最大沉降量满足规和标书要求。 虽然地表沉降形态是大体相同或相似的，但其最大沉降量总是随着施工工况和地质条件的改变而千差万别，目前控制沉降的主要手段是同步注浆和二次注浆，而注浆的环节常有各种各样的问题发生，如缺量、过量、滞后、漏浆等等，不同的沉降情况常是施工工况和工作状态的反映，同时不同的地质条件沉降亦有所不同，如粉砂土较粘土隆降起量要少，沉降速率要快，淤泥质粘土后期固结沉降则要大点。以上这些都要求盾构施工时要加强监测工作，以随时了解地面沉降信息，以便及时采取有效措施，以达到控制沉降和减少损失的目的。 8．2 理论分析

地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量

地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量 【摘要】地表沉降及变形是地铁盾构隧道施工过程中最需要重点关注的问题，其直接影响周围地面建筑和地下设施的正常使用，因此，对地表沉降及变形测量至关重要。论文首先分析了盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因，重点探讨了地铁隧道施工引起的地表沉降及变形测量方法。 【关键词】地铁隧道施工；沉降及变形；测量 盾构法隧道施工技术经过一百多年的发展，已经有了很大的进步，由于盾构施工引起的周围建筑物的损坏也在减轻，但是盾构施工还是会不可避免地引起地层的扰动，引起地层变形以及地面的沉降及变形。地层扰动导致的土体强度和压缩模量的降低将会引起长时间内的固结和次固结沉降及变形。当地层变形超过一定范围时，就会危及到邻近建筑物和地下管网的安全，进而引起一系列的岩土环境问题。由此可见，研究盾构施工产生地表沉降及变形的机理具有重大的意义。 1 盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因 虽然不同学者基于各自的出发点提出了不同的盾构施工引起地表沉降及变形的机理，但是不可否认的一点就是土体位移源于开挖引起的扰动及由此产生的地层损失和扰动土的重新固结。1）地层损失。所谓地层损失是盾构施工中实际开挖土体体积和理论计算的排土体积之差。地层损失率以地层损失体积占盾构理论排土体积的百分比来表示。地层损失一般包括盾构开挖面的地层损失、盾构纠偏产生的地层损失、盾构沿曲线推进时产生的地层损失以及盾壳外径和管片直径之间空隙引起的地层损失。引起地层损失的施工及其他主要因素有：盾构掘进时，开挖面土体受到的水平支护应力小于原始侧向应力，则开挖面土体向盾构内移动，引起地层损失而导致盾构上方地面沉降及变形；当盾构推进时如作用在正面土体的推应力大于原始侧向应力，则正面土体向上向前移动，引起地层损失(欠挖)而导致盾构前上方土体隆起。2）在盾构暂停推进时，由于盾构推进千斤顶漏油回缩，可能引起盾构后退，使开挖面土体塌落或松动，造成地层损失。3）由于向盾尾后面、隧道外围建筑空隙中压浆不及时、压浆量不足或压力不适当，使盾尾后坑道周边土体失去原始三向平衡状态，而向盾尾空隙中移动，引起地层损

隧道沉降观测方案

中交第一公路工程局有限公司 CHINA FIRST HIGHW A Y ENGINEERING CO.,L TD. 新建沪昆铁路客运专线长沙至昆明段（贵州）CKGZTJ-4 标二工区 隧道沉降变形观测方案中交第一公路工程局有限公司沪昆客专贵州段工程指挥部二工区 二○一一年一月

目录 一、总则 (2) 二、主要依据的标准及规范 (2) 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 (2) 四、一般规定 (3) 五、沉降观测的内容 (4) 六、沉降观测点的布置 (4) 七、观测精度 (4) 八、沉降观测频度 (4) 九、分析评估方法及判定标准 (5) 十、组织与管理 (6) 一、总则 1、为指导沪昆客运专线贵州段土建工程四标段二工区做好施工期间的沉降观测，通过对隧道工程的沉降观测资料进行分析，预测工后沉降，确定无碴轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无碴轨道结构的安全，制定本方案。 2、无碴轨道铺设条件评估的重点是线下工程的变形，评估综合考虑沿线路方向各种结构物间的变形关系进行实施。 3、基础工程的沉降观测数据必须采用先进、成熟、科学的检测手段取得，且必须真实可靠，全面反映工程实际状况。 4、本规定适用于施工期及正式验收通过前的沉降观测评估工作。 二、主要依据的标准及规范 1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）； 2、《高速铁路工程测量规范》及条文说明（TB10601-2009）； 3、《工程测量规范》（GB50026－2006） 4、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006 5、《客运专线铁路变形观测评估技术手册》工管技2009-77号 6、沪昆客专隧道设计图纸 三、沉降变形监测网建立及测量技术要求 1、沉降监测网的建立、精度要求等应符合相关规范的要求； 2、沉降监测网应在施工高程控制网的基础上进行加密建立，按二等水准测

隧道监控量测观测标埋设要求

隧道监控量测观测标埋设要求 根据10月14日隧道监控量测现场检查结果，各隧道监控量测观测标均未严格按照要求进行埋设，为加强本标段监控量测工作管理，保证监控量测作业满足规范要求，确保隧道工程施工安全，监控量测标志埋设要求进一步明确如下： 1.地表沉降观测标 1.1埋设时间 地表沉降观测标志应在隧道正洞开挖施工前埋设，并于正洞开挖前及时采集初始读数。 1.2断面布置 地表沉降断面应超前隧道开挖面至少30米，地表沉降测点和隧道内测点应布置在同一里程。一般情况下，地表沉降测点间距按下表要求布置： 地表沉降测点横向间距为2～5m，隧道开挖范围内地表沉降点横向间距按2m要求布设，开挖范围外按照5m要求布设。在隧道路线附近测点应适当加密，隧道中线两侧量测范围不应小于H+B，地表有控制性建（构）筑物时，量测范围应适当加宽。 岩石地段地表沉降观测标志埋设入岩深度不小于0.5m，黄土地段地表沉降观测标志埋设深度不小于1.0m。采用钻孔的方式进行埋设并用混凝土进行加固，观测标直径不小于20mm。

图1.2.1 地表沉降横向测点布置示意图 注：上图中H为隧道埋深，B为隧道开挖宽度。 2.洞内监控量测观测标 2.1埋设时间 洞内拱顶下沉及净空变化监控量测观测标应在隧道开挖后12小时内布设，并及时读取数据，最迟不得大于24小时。 2.2断面布置 顶拱下沉测点和净空变化测点应布置在同一断面上。拱顶下沉测点应布置在隧道轴线上，偏差不大于3cm，隧道拱顶下沉及净空变化测点断面按下表要求布置： 注：Ⅱ级围岩视具体情况确定间距。 根据《铁路隧道监控量测技术规程》（TB10121-2007）及隧道工程监控量测设计图纸要求，本标段隧道均采用三台阶法进行开挖，隧道监控量测顶拱下沉测点及周边收敛测点埋设形式如图2.2.1所示：

铁路隧道地表沉降监测及数据分析

铁路隧道地表沉降监测及数据分析 [摘要]：隧道监控量测在整个铁路隧道施工具有重要作用。文章以新歌乐山隧道地表沉降监测项目为例，阐述了测桩点的布设、现场监测方法、数据获取与处理，并对数据做出合理判断分析和有益探讨，对实际生产工作具有一定指导意义。 [关键词]：铁路隧道施工监控量测地表沉降数据分析 0引言 隧道监控量测贯穿于整个隧道施工过程中，是一项非常重要的工作。监测的目的主要包括：保证施工安全；预测施工引起的地表变形；验证支护结构设计，指导施工；总结工程经验，提高设计、施工技术水平。 隧道地表沉降是隧道工程应进行的日常监控量测的必测项目。本文以新歌乐山隧道地表沉降为例，阐述了监测项目现场操作具体过程、数据获取及处理方法。 1新歌乐山隧道工程概况 新歌乐山隧道属新建兰渝铁路引入重庆枢纽工程，位于既有渝怀线歌乐山隧道左侧约25～50m，设计时速120km/h。隧道进口里程K1106+280，出口里程K1108+547，全长2267m。隧道进出口为浅埋段，洞顶覆盖层仅4～8m，出口洞顶及周边有大量民房，且下穿公路，出口段约300m采用非爆破法开挖。不良地质有岩溶、煤窑采空区、富水软弱围岩，特殊岩土为盐溶角砾岩及石膏。施工难度极大，安全风险高，为极高风险隧道，如图1所示。 图1 新歌乐山隧道现场图图2新歌乐山隧道地表下沉测点布设示意图 2. 地表沉降 隧道洞口浅埋层覆盖薄，堆积松散、自身稳定性差。在施工过程中易受自重、雨水和施工爆破的影响，极易发生坍塌，沉降等大变形事故，威胁隧道的整体稳定。隧道开挖后，洞口浅埋段地层中的应力扰动区延伸至地表，围岩力学形态的变化在很大程度上反映于地表沉降，且地表沉降可以反映隧道开挖过程中围岩变形的全过程。因此，必须对地表沉降情况进行严格的监测和控制，保证施工安全。 3. 监控量测方案设计

盾构隧道开挖引起的地表沉降规律

摘要:地表沉降值是衡量开挖方式是否合适的关键指标,因此监测和预测地表沉降有重要的实际意义。在文中,根据对盾构法开挖隧道引起的地表沉降监测资料,做出了观测断面中心点的速度直方图和观测断面中心点位移随盾构机推进的位移变化图。通过分析 ,发现当盾构机到达测量断面前5ｍ～8ｍ后,地表测点的变形达到最大隆起值,然后测点的变形速度为负值,开始向下运动;在盾构机通过测量断面大约25ｍ后,测点位移几乎不再增加,变形速度也变得很小。 关键词:地表沉降;盾构机;测量断面 由于盾构法具有不影响地面交通、对周围建(构)筑物影响较小、适应软弱地质条件、施工速度快等优点,在地铁工程中得到广泛应用。地下施工不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),这将使邻近建筑物受到不同程度的影响,并可能危及地下电缆、水管、煤气管道等设施的正常使用。因此,究竟会发生多大的沉降或隆起,会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。所以,在施工中对隧道沿线进行地表沉陷监测是必不可少。它能使现场施工人员及时了解由盾构推进所引起的地面沉陷及附近建筑物或地下管线因此受到的危害程度,以便拟定有效保护措施,并对其实施效果进行跟踪监督[1]～[3]。本文以某地铁盾构隧道的地面沉降观测为基础,详细分析了开挖过程中和完成后的沉降规律 ,这对评价开挖对地面建筑及地下管线的影响有一定的指导意义。1 地表沉降的影响因素及其发展过程影响盾构隧道地表沉降因素有渣土仓压力、地层性质、盾尾注桨开始时刻、注浆量和注浆压力、出土量及盾构推进速度等,而地表沉降是这些因素综合影响的结果。地层沉降主要取决于地层类型、盾构机类型及施工状况。沉降历时曲线可分为5个阶段,如图1所示[4]:(1) 先行沉降:指自隧道开挖面距地面观测点还有相当距离(数十米)开始,直到开挖面到达观测点之前所产生的沉降。(2) 开挖面前的沉降和隆起:指自开挖面距观测点极近(约几米)时直至开挖面位于观测点正下方之间所产生的沉降或隆起现象。(3) 盾尾沉降。指从开挖面到达观测点的正下方之后直到盾构机尾部通过观测点为止这一期间所产生的沉降,主要是土的扰动所致。(4) 盾尾空隙沉降。指盾构机的尾部通过观测点的正下方之后所产生的沉降,是盾尾空隙的土体应力释放所引起的弹塑性变形。(5) 后续沉降。指固结和蠕变残余变形沉降,主要是地基扰动所致。这些沉降多非同时发生,地基条件和施工状况不同,沉降的类型也有所不同。 2 地质概况该隧道位于新华夏系第二沉降带的区域构造背脊之上,在勘探深度范围内未见断层活动迹象。其埋深为15ｍ左右;开挖直径为5.7ｍ。从上往下,土层依次为人工填土层、粘质粉土砂质粉土、粉细砂和中粗砂、圆砾和卵石、粘质粉土砂质粉土。 3 观测数据分析在隧道沿线地表共连续布置了17个断面,每个断面布置了7个测点。在测量断面上测点分布形式,如图2所示。测量断面上的中心点位于隧道中心线上。随着盾构机推进,测量各个测量断面上各测点的高程变化,得到各点的沉降值。 3.1 观测断面沉降曲线分析根据观测到的每个断面上各个测点的沉降值,画出测量断面沉降曲线。通过做出的各个断面的沉降曲线,得出如下规律:(1) 当盾构机工作面在测量断面前大约3ｍ之前,各个测点的沉降值基本相等,即发生整体隆起或下沉,如图3ａ所示。(2) 当盾构机通过测量断面后9～27ｍ之间位移增加值变小,这说明从这以后盾构的推进对该断面的影响不大。(3) 位移增加最快的点一般位于盾构机通过测量断面0～12ｍ。在这段距离内,产生的沉降值在4～5ｍｍ之间。因此,在该区间要加强观测,以防发生大的沉降。(4) 沉降标准正态分布曲线不是在沉降最初阶段就出现,而是在沉降发生的图1所示的第2、3、4阶段出现,如图3ｂ所示;而且其出现点也没有规律。这说明地层沉降的变化过程无法用正态分布曲线(即ｐｅｃｋ公式)描述,只能用它来描述在该点以后的沉降发展。(5) 在有些断面,沉降标准

城市浅埋暗挖隧道沉降控制与分析

城市浅埋暗挖地铁隧道沉降控制与分析 中铁十三局集团二处南京地铁TA25项目部 蒲开勇范文兴黄捷胜 【摘要】本文按地面建筑物沉降、地面沉降变形的不同要求对沉降控制问题作出分析，给出了相关的控制基准经验公式，结合南京地铁鼓楼站-玄武门站区间具体情况，对浅埋暗挖隧道地表、建筑沉降进行细致监测，并根据现场实测数据进行较为深入的分析，阐述在设计及施工浅埋暗挖地铁隧道时应注意的事项，以供类似工程参考。 【关键词】地铁隧道浅埋暗挖沉降监测控制分析 引言 随着城市地铁在我国的陆续兴建，浅埋暗挖法在地铁隧道施工中得到广泛的应用，由于其埋置深度小，随着地层物质被挖出，自洞室临空面向地层深处一定范围内地层应力场将发生调整，宏观表现为地层物质的移动，施工引起的地层变位将波及地表，产生地面沉降，形成施工沉降槽，过大的地面沉降和地层变位将直接危及地面建筑物的正常使用，进而危及施工安全，因此施工中必须对有害沉降进行控制，这就要解决沉降的控制基准问题，并通过控制基准在施工过程中对地面建筑、地表沉降等，在理论分析指导下进行有计划的监测，以监测数据为依据，对暗挖隧道进行动态管理。 1.工程概况 南京地铁南北线一期工程TA12标鼓楼站～玄武门站区间隧道开挖方法为矿山法,在鼓楼站北修建一停车渡线，其起始里程为K10+337.7,终点里程为K10+671.286，渡线段长333.586m，实际施工开挖最大断面（马蹄形）。该段覆土厚度11.9～17.30m。地质情况从上至下依次为松散～稍密状杂填土、软塑状粉质粘土、残积土、强风化安山岩、中风化破碎安山岩。区间地下水主要为松散层的孔隙潜水和基岩裂隙水，地下水位埋深 1.2～4.5m。渡线段地表建筑物、地下管线较密集且安全度较低。地表有二层以上建筑物19幢，建筑物最早年代为1947年；部分建筑物已有多条裂缝；玄武门站南端有307.6 m的软～流塑地质段，该段土体具有高压缩性，高灵敏度，易产生土体流动、开挖面不稳等现象，地面有五层住宅楼3幢和两层砖房两处（为民国时期建筑）并穿越市区道路。 2.沉降控制基准值的确定 沉降控制基准由两个方面确定：其一是出于环控的需要；其二是出于隧道工程结构稳定本身的需要。实施的控制基准必须两者兼顾。 沉降对城市环境、隧道结构本身造成的危害主要表现在地面建筑物的过量倾斜及地下管线的变形、断裂而影响其正常使用和威胁结构安全。通常的地面沉降控制值即是出于对环境和结构稳定要求的考虑，其根据主要来源于已有的建设规范及以往的工程实例。但是由于地面建筑及地下管线种

隧道监控量测观测标埋设要求(仅供参考)

一．地表沉降监测点 在与隧道中线垂直的横断面上布置监控量测测点,间距2～5m，在一个断面上布置7～11个点，靠近中线位置测点适当加密，量测范围为中线两侧不小于HO+B,明挖段量测范围为基坑开挖边线两侧不小于3倍开挖深度。其测点布置如下图所示。

地表沉降测点纵向间距 测点埋设：在地表开挖90cm 深基坑，浇筑混凝土基础，同时放入长300mm ，直径22mm 的圆头钢筋，外露5mm ，四周填实。在开挖影响范围以外设置水平基准点2～3个,水平基准点埋设方法见"基准点布置示意图"。 基准点布置示意图（单位cm ）

二．洞内监控量测 1.洞内观察 开挖后及初支后及时采用肉眼观察和地质罗盘仪对开挖面揭示的地质情况进行描述，包括围岩岩性、岩质、断层破碎带、节理裂隙发育程度和方向、有无松散坍塌、剥落掉块现象、有无渗漏水等；初期支护状态包括喷层是否产生裂隙、剥离和剪切破坏、钢支撑是否压屈进行观察分析。详细描述、记录、并予以评估，作为支护参数选择的参考及量测等级选择的依据。 2.洞内净空收敛监测点 净空收敛点量测断面间距根据围岩级别、隧道断面尺寸、埋置深度及工程重要性确定，参考下表确定。 必测项目监控量测断面间距表 净空收敛量测点距开挖面应小于1～2m，在每次开挖后尽早埋设读数，初始读数应在开挖后12h内读取，最迟不得大于24h，而且在下一循环前必须完成初期支护变形的读数。

测线布置和数量与地质条件、开挖方法、位移速度等因素有关，本段隧道施工工法包括全断面法、台阶法、三台阶法、三台阶临时仰拱方法、六步CD法，其主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图” 3.拱顶下沉监测点 拱顶下沉量测断面间距、量测频率、初读数的测取等同收敛量测。每个断面布置1～3个测点，测点设在拱顶中心或其附近。量测时间应延续到拱顶下沉稳定后。主要布置形式见图“拱顶下沉和净空收敛测线布置图” 洞内监控量测点不得焊于钢拱架上，必须单独打孔直接安装于岩体中，预埋测点由钢筋加工而成，采用冲击电锤或风钻钻孔，埋入钢筋采用直径不小于16mm的螺纹钢，前端外露钢筋（外露部分不得小于6mm）与正方形钢板焊接（60*60），然后贴上反射膜片（50*50）。测点用快凝水泥或锚固剂与围岩锚固稳定，埋入围岩深度不小于20cm，若围岩破碎松软，应适当增加测点埋入深度不得小于50cm。

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究

隧道施工引起地面沉降的原因及控制研究 发表时间：2018-10-01T19:32:49.427Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：杨辉彪[导读] 摘要：在隧道施工容易引起地面沉降等问题，这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。 身份证号码：51130319861226xxxx 四川省南充市 637000 摘要：在隧道施工容易引起地面沉降等问题，这就需要加强对地面沉降原因和控制方法的研究工作。本文首先探究隧道地面沉降机理，分析沉降的主要原因，进而提相应的控制措施，旨在保障隧道施工安全性。 关键词：隧道施工；地面沉降；原因；控制措施隧道工程作为完善交通网络的重要一环，让人们的出行、商品运输更加方便、快捷。在实际施工过程中，往往会产生隧道地面沉降问题，会对周围结构和地下设施造成严重的破坏。虽然很多仪器都能够测试隧道的沉降量，也有很多文献阐述了隧道沉降机理，但是却没有考虑到隧道沉降会随着时间变化而变化。这就需要工作人员对隧道地面进行实时检测和观察，分析隧道地面沉降的是否均匀、动态，这样 才能够针对性找出控制方法，保证隧道工程保质保量的按期完工。 1地铁隧道施工引起的地面沉降机理当今隧道施工都是采用盾构施工法，在实际施工过程中的开挖面会释放应力、附加应力，从而导致地面出现弹塑变形等问题，也就是引发地面沉降问题。沉降通常是在开挖卸载时开挖周围土体向隧道内涌入从而造成地面下沉；支护结构空隙闭合导致地面下沉；管片衬砌结构自身变形造成地面下沉；隧道结构整体地面下沉。这些下沉问题可以统称为开挖地面下沉问题。盾构法在实际应用中主要包括开挖沉降、固结沉降、次固结沉降，其中次固结沉降是一个长期控制的过程，特别是在隧道运营期间，需要考虑沉降的动态变化。盾构施工会造成地层损失和隧道周围受到扰动或剪切力破坏出现土体再次固结，这也是导致隧道沉降的根本原因。 2导致隧道施工引发沉降的因素第一，在隧道施工过程中可能遇到软弱围岩、富水砂层等问题，如果对此类问题没有进行及时处理，拱顶塌方等问题就会导致地面沉降。通常情况下，隧道软弱围岩都是Ⅴ级、Ⅵ级，如果所应用的施工方法不够合理、支护不够及时、前期支护无法快速闭环，就会产生掉块、塌方、冒顶等问题。同时，在隧道开挖过程中遭遇了富水砂层没有提前进行加固处理，同样会造成沉降，沉降程度与含水量有直接关系。第二，扰动土固结问题。如果开挖面涌水或衬砌出现漏水问题时，会导致地下水位下降，因此导致土体下降（地基下降），造成这一问题主要是因为地基有效应力增加，从而导致固结沉降问题。第三，地面损失。在盾构施工中会出现地层损失，并且收到了剪切力影响出现固结沉降问题。地层损失会导致土体开挖到竣工阶段产生的体积差，因此周围土体在弥补地层损失中产生了地层位移问题。导致地层损失的主要因素为：①开挖土体移动。在盾构掘进过程中，由于土体水受到水平支护应力较小的情况（小于原始测量力），土体就会朝向盾构内侧移动，从而导致地层损失问题，导致地面下降；在盾构突进时，如果正面土体侧压力在原始侧向力之上，会让土体产生上、前移动，同样会造成土层损失，导致都够前上方的土体隆起。②盾构后退。盾构施工过程中往往会出现暂停推进的情况，如果此时盾构千斤顶出现漏油回缩就会导致后退问题，导致土层面坍落、松动问题，出现地面损失问题。③土体进入到盾尾空隙。在施工中如果盾尾后隧道外部空隙中压浆不够及时，会导致压浆压力或压浆量不足等问题，这时的盾尾周边土体会打破原始三维平衡状态，土体朝向盾尾空隙当中移动，造成地层损失问题。④推进方向改变。盾构施工当中会产生曲线推进、抬头等情况，理论上开挖面是圆形，但实际上缺失椭圆，从而引发地层损失。 3隧道施工引起的地面沉降控制方法 3.1加强开挖面控制工作 在隧道开挖过程中如果遇到软弱围岩情况，需要保证施工的稳定性，进尺要短、控制爆破力度、快速封闭、定时测量，特别是针对Ⅴ级、Ⅵ级围岩，需要采用双侧壁导坑法、CD施工法、CRD施工法进行，加强循环进尺的控制工作，严格控制每一个开挖循环、支护循环，避免因提高施工效率而贸然挖进。在应用土压平衡掘进过程中，需要保证开挖面呈现出流塑状态，加强开挖面的控制工作，采用输送机并调整复数装置平整，保持碴仓土一定的压力，这样即可抵抗开挖面的土压和水压。如果出现水体，可以应用螺旋输送机和碴仓土进行止水，配合同步注浆系统和二次注浆操作进行控制。这样即可保障盾构开挖面的稳定性，避免地下水流出问题，从而实现地面沉降控制的目的。在应用土压平衡掘进过程中，碴土需要保持良好的流塑形态、稠度适中、摩擦角要低、渗透性要低，如果无法满足这些要求，可以对混合仓、螺旋输送机、开挖面中加入外加剂，实现软塑化处理，提高挖图器械性能，保证流动性。对于一些黏土地面（渗透小、易流动、摩擦力小），可以采用刀盘切下或螺旋输送机搅拌后提高流塑性。同时，针对砂性土止水性差的问题，如果开挖掘进水压较高，会产生地面涌水问题，这就需要注入一定量的添加剂，提高止水性，保证开挖面水压和土压，维持表面的稳定性。在实际应用中，将膨润土和泡沫注入到输送机口中，必要情况可以向盾壳上注入，这样可以填补盾壳空隙，从而起到控制沉降的目的。 3.2控制注浆量 注浆加固能够有效应对砂层、富水砂层问题，从而填补土体缝隙，减少沉降量问题。在隧道施工中，注浆防沉控制已经成为应用最为广泛的技术，如果不填充浆液，会导致沉降体积等于地面损失。理论上注浆率（填充率）达到100%即可控制地面沉降，但由于实际影响因素较多，通常注浆率要高于100%，甚至达到了200%以上（效果不够明显，因此不需要盲目注浆导致材料浪费）。在淤泥类黏土注浆中，每立方米采用2.3-2.7L浆液即可，浆液稠度控制在10左右；如果是粉质砂土层，每立方米注入0.1L浆液即可；针对不同深埋地区浆液量需要所有增加。浆液压入时间需要和管片脱开同步进行，否则只能控制上部沉降，无法控制下部土层沉降问题。在实际操作过程中，可以根据每环注浆量计算出手按次数；根据掘进速度计算出手按间隔时间，这样即可保证掘进工作和注浆工作同时结束。 3.3地层失水控制 由于地下水流动会产生砂土位移问题，导致砂土间隙缩小、水位下降，从而提高了土体内部应力，出现固结问题，表面沉降。由于砂土渗透性强，仅凭借土仓和络酸输送机压缩不能起到良好的效果，这就需要结合实际情况进行施工。在掘进过程中需要关注开挖面出水情况，如果碴土稀、水量大问题时，需要关闭螺栓输送机舱门，加入泡沫或膨润土外加剂，从而补充空隙，提高土层的止水性。在注浆过程中，需要保证管片壁注入量充足，对周围土体加固，从而起到止水目的，避免管片背后漏水。在通过富含地下水的地层时，需要让盾构机快速通过，并且在刀盘前方注入泥浆，在管片背后注入玻璃双浆液，这样可以封堵地下水，避免因为水量过多产生沉降问题。 4结束语

黄土地质地铁隧道施工降水与沉降控制

黄土地质地铁隧道施工降水与沉降控制 摘要：地铁暗挖隧道施工降水的成功与否是决定隧道施工安全、优质、高效完成的保证，又是地层沉降控制的关键。针对西安特有的黄土地质条件下地铁深基坑施工，从土层地质、水文、降水方式、降水参数等各个方面进行分析和研究，对黄土地质条件下地铁深基坑降水与沉降控制的施工技术进行了阐述。 关键词：黄土地铁隧道施工降水沉降控制 1工程概况 西安地铁一号线朝阳门站～康复路站区间隧道起始于朝阳门车站，沿长乐西路向东，下穿中兴路人行天桥，终止于康复路车站；左右线隧道分别长774.597米、776.2米，均采用喷锚构筑法施工；左右线隧道线间距15米，拱顶埋深约14.87米（朝阳门端）～9.48米（康复路端），隧道按照地质地段不同分为a、b、c、d、e五种断面结构。区间隧道在zdk22+651.627～zdk22+695.851段下穿中兴路人行天桥，天桥基础为钻孔灌注桩基，桩长30m，桩径1m，桩基础与隧道的最小净距0.487m。区间隧道在z(y)dk22+534.604和z(y)dk23+247.780处设置两个施工竖井；在zdk22+751.197(ydk22+750.950)处设置联络通道兼废水泵房一座。f 朝阳门外地裂缝在区间近朝阳门车站段通过，f4地裂缝在区间近康复路车站段通过。 2 工程地质特征 2.1地形地貌

朝康区间隧道位于长乐西路下方，区间场地标高404.99～407.91m，全段东高西低，高差2.92m，地貌单元属黄土梁洼。 2.2工程地质 2.2.1全更新统地层（q4） 1-1层杂填土（）：主要以路面及路基组成，较密实，全场地分布，层厚0.7～1.9m，层底深度0.7～1.9m。 1-2层素填土（）：主要有黏性土组成，含白灰渣及少量砖瓦碎块，较松散，局部分布，属高压缩型土，具湿陷性，层厚0.7～5.10m ，层底深度1.20～5.80m。 2.2.2全更新统地层（q3） 3-1-1层新黄土（）：褐黄色，大孔、虫孔发育，ā1-2=0.88mpa-1,硬塑-可塑状态，属高压缩型土，δs2.0=0.041,具湿陷性，层厚0.5～5.50m ，层底深度3.00～6.50m。 3-1-2层饱和软黄土（）：褐黄色，大孔、虫孔发育，见少量白色钙质条纹及蜗牛壳碎片,ā1-2=0.32mpa-1,属中压缩型土，i=0.95，软塑，局部流塑，s=96%，层厚2.50～10.30m ，层底深度8.70～13.70m。3-2-2层古土壤（）：红褐色，具针状孔隙，含多量白色钙质条纹及结核，团粒结构，底部结核富集成30cm左右硬层。可塑，ā1-2=0.25mpa-1,属中压缩型土。层厚3.20～5.50m，层底深度12.50～18.30m。 2.2.3全更新统地层（q2） 4-1-2层老黄土（）: 褐黄色，具针状孔隙，含少量钙质结核，可塑

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

摘要：为了研究大连地铁２０２标段促进路站－春光街站暗挖区间人工素填土地段单双线隧道施工地表沉降规律，通过现场实测和数据分析整理的方法，在地铁隧道开挖期间建立了地表沉降监控量测测站，运用精密水准仪进行３个月的监测，监测结果表明浅埋暗挖隧道在开挖期间地表沉降最大位置处于隧道中心线的正上方，沉降量约为２５．６６～３１．８２ｍｍ．提出了距跨比β的概念，距跨比β的有效工程取值范围－４＜β＜４，地表沉降与距跨比β密切相关，其中－２＜β＜２地表沉降剧烈阶段，约占整体变形的６７．５～７７．６％，沉降速率约达０．８４～０．９３ｍｍ／ｄ．建议应加强监测频率，增加现场巡视．现场测试结果与文克尔地表沉降计算模型相吻合，监测成果对大连地铁及类似的浅埋暗挖隧道建设有借鉴作用． 关键词：地铁隧道；人工素填土；地表沉降；文克尔沉降模型 ０引言 随着社会经济的迅速发展和城市化步伐的加快，我国的地铁建设进入高速发展时期．在地铁隧道施工过程中不可避免地扰动隧道周围的地层，产生地表沉降，严重时将影响到周边建筑物和地下管线的安全［１－３］．国内外学者展开了许多地铁隧道施工引起地表沉降变形方面的研究［４－５］，对指导工程建设具有重要的理论与实际意义．由于大连地铁２０２标段促春区间是在人工素填土层中的地铁隧道施工，地层含水量大，地层软弱，底下管线密布，因此，对人工素填土地层中隧道施工引起的地表沉降规律进行总结研究，有着非常重要的理论和现实意义． １工程背景 大连地铁２０２标段促进路站至春光街站区间设计范围为里程ＤＫ１１＋３６５．９４５～ＤＫ１２＋０１３．３５０，区间地貌为剥蚀低丘陵、冲洪积沟谷，地形起伏较大，整体上看中央高，两侧低，地面高程７．６９～２２．７８ｍ．沿线穿越街道、工厂、居民住宅区，建筑物密集，管线、管道众多．本文以暗挖区间为主要研究对象，右线先于左线开挖．左、右线隧道长分别为７３２．１２７ｍ和７３４．２７３ｍ．隧道主体横断面为单拱圆形断面，断面尺寸为６．３×６．５ｍ．隧道范围内上覆第四系人工堆积层（人工堆积素填土、杂填土层），第四系全新统冲洪积层（卵石层），第四系上更新统坡洪积层（粉质粘土），下伏震旦系五行山群长岭子组强（全风化岩、强风化岩、中风化岩）．隧道断面范围上方自上而下分别为：素填土（０．５０～１１．００ｍ）和杂填土层（１．４０～８．５０ｍ），卵石层（０．７０～１３．３０ｍ），粉质粘土（１．１０～１１．００ｍ），全风化岩（２．２０～２９．６０ｍ）．采用新奥法台阶法施工，上、中、下三个台阶依次进行施工，每次进尺１ｍ．暗挖结构超前支护采用超前小导管注浆对地层进行预注浆加固．施工后，及时进行隧道初期支护，支护方式采用立钢拱架和挂钢筋网喷混凝土方法，初期支护贯通后即采用二次衬砌． ２地表沉降监测方案 在隧道地表上方每隔３０ｍ布置一个观测断面，每个断面布置１２个点，沿着隧道轴线垂直方向地表均匀布置，间距为１．５ｍ，采用莱卡ＤＮＡ０３电子水准仪按照二级水准要求进行地表沉降观测，自从２０１１年１１月１日到２０１２月１月３１日，共计９０天的观测，为了便于分析，选取ＤＢ０３、ＤＢ０４、ＤＢ０５个断面数据进行分析． ３监测结果分析 ３．１右线隧道开挖沿着隧道方向地表沉降分析 为了便于分析总结规律，以监测断面为基准，当掌子面通过监测断面后，掌子面与监测断面的距离为正值；当掌子面未通过监测断面时，掌子面与监测断面的距离为负值．设掌子面与监测断面间的距离为Ｌ，隧道拱径为Ｄ，即为拱跨，定义Ｌ／Ｄ比值为距跨比β，即 β＝Ｌ／Ｄ（１）

盾构隧道引起的地表沉降分析

盾构隧道引起的地表沉降分析 摘要：随着城市地下空间的逐步拓展，盾构法成为城市地下铁路修建的主要工法。本文对盾构隧道施工引起的地表沉降的影响因素进行了详细的分析。主要分析了地表沉降受盾构隧道施工的影响因素分析，归纳总结了地表变形的影响因素，为正确选择施技术，制定完善施工安全措施提供依据，确保施工地区重要设施的安全。同时结合某地铁盾构隧道掘进工程实践进行分析，提出地表沉降的历时阶段，并结合工程实例对盾构施工不同阶段、现场监测和数据分析进行讨论，得出了有益的结论。 关键词：盾构隧道地表沉降影响因素 1引言 由于盾构法具有高度的机械化、自动化，不影响地面交通，对周围建(构)筑物影响较小，适应软弱地质条件，施工速度快等优点，在城市地铁工程中得到广泛应用。目前已经成为国内外城市地铁隧道的主要施工方法。在建的上海、北京，广州、南京、天津地铁中都大量的采用盾构法。但由于盾构的推进引起地层扰动，破坏原始土体的水压平衡，往往引发一系列环境病害。国内外实践表明，盾构施工或多或少都会扰动地层引起地层移动而导致不同程度的环境影响，即使采用当前先进的盾构技术，也难以完全防止地表隆陷以及地层水平位移的发生。尤其是在城市修建地铁，由于其埋深较浅，地表建筑及地下设施较多，修建地铁时对周围环境的影响更大。地层沉降可能导致地表建筑物倾斜，甚至开裂、倒塌，地下管线被破坏；地层水平位移可引起地下桩基偏移及管线与通道错位等，进而导致桩基承载力下降并影响管线与通道的正常使用，甚至毁坏。但地表沉降对环境的影响是主要矛盾。因此，必须研究盾构隧道施工时引起地层移动、造成地面沉降的机理及影响因素，对地面沉降量进行预测，正确估计可能发生的地面变形，以选择最佳的施工技术，制定一套完善的措施以确保施工地区楼房、建筑物与地下管线等重要设施的安全。 伴随着盾构施工方法的逐步完善，众多学者专家对盾构法施工引起的地表沉降和控制地表沉降的措施等方面进行了大量的研究。本文以某地铁盾构隧道的地面沉降观测为基础，详细分析了开挖过程中和完成后的沉降规律，这对评价开挖对地面建筑及地下管线的影响有一定的指导意义。 2地表沉降机理 在盾构法隧道施工过程中，总会不可避免的产生土体扰动，这种扰动引起地层损失和隧道周围地层土体剪切破坏的再固结。扰动效应传导到地面便形成了地表沉降，大都在盾构施工期间呈现出来。从整体来看，影响地表沉降的因素是十分复杂的，但主要的关键因素有以下几个方面： 1)盾构隧道掘进时前方土压力的松弛。盾构舱内土压力是可以控制的，舱内土压力与围岩压力的平衡关系控制着地表沉降的大小。直观地说，当舱内土压力大于围岩侧压力时，会造成开挖面上方土体上隆；当舱内土压力小于围岩侧压力时，会造成开挖面上方土体下沉。 2)盾构机与围岩之间的摩擦作用。当盾构机向前掘进时，势必推动周边的土体向前移动，这种移动表现在盾构掘进机附近的土体发生侧移，而导致开挖面后方漏空，地表产生下沉；

隧道变形监测方案-新

隧道变形监测方案 1、目的 为明确隧道内变形观测的作业内容，规范技术细节及作业程序，总结隧道结构变形规律，为隧道结构维修养护提供依据，指导津滨轻轨隧道变形观测工作进行，从而保证行车安全，特制订本预案。 2、适用范围 2.1适用于津滨轻轨隧道变形观测的相关工作； 2.2线桥室从事变形观测的相关工作人员须依据本方案开展各项变形观测工作。 3、职责分工 隧道变形工作由线桥室主任及安技主管进行监督指导，桥梁维修主管负责变形观测工作的全面管理与协调，桥梁检测工程师协同隧道工程师、桥梁维修工程师负责隧道变形观测的相关技术工作，并由桥隧检测工区负责具体实施。 4、参考依据 《建筑变形测量规程》 《地下铁道、轨道交通工程测量规范》 《地下铁道工程施工及验收规范》 5、变形观测工作内容 5.1隧道沉降观测 监测隧道结构的沉降，主要是监测隧道结构的底板沉降，实质上是对道床的监测，主要包括区间隧道的沉降监测以及隧道与地下车站交接处的沉降差异监测。运营测量采用的坐标系统、高程系统、图式等与原施工测量相同。 5.1.1监测基准网 监测基准网是隧道沉降监测的参考系，由水准基点和工作基点构成，网形布设成附合水准路线或沿上、下行线隧道布设成结点水准路线形式，采用国家二等水准测量的观测标准进行。水准基点采用隧道线路两端远离测区的国家II等水准点，在沿线车站内和联络通道处布设工作基点，每个车站布设4个工作基点，联络通道处布设2个工作基点，水准基点与车站内、联络通道处工作基点共同构成监测基准网，如图1所示。基准网的高程值由国家水准点引入，每季度校核一

次，分析工作基点的稳定性；然后，再通过车站内两侧的工作基点，采用附合水准路线对每段隧道结构进行沉降观测。 图1 监测基准网示意图 5.1.2沉降监测点 津滨轻轨地下结构由明挖段和盾构组成，明挖段沉降监测点按施工浇筑段每段设4个点，分别布设在左右两侧墙上。具体布置见图2。 图2 明挖段沉降监测点布置示意图 为方便以后长期的位移监测工作，隧道内沉降监测点布设在隧道中线的道床上，隧道直线段每隔30m设一个测点，曲线处根据曲线半径大小设置测点间距，半径为400m曲线处每隔12m设一个测点，半径为800m曲线处每隔18m设一个测点，半径为2000m曲线处每隔30m设一个测点。具体布置见图3。

浅埋暗挖地铁隧道施工地表沉降规律分析

摘要：为了研究大连地铁２０２标段促进路站－春光街站暗挖区间人工素填土地段单双线隧道施工地表沉降规律，通过现场实测和数据分析整理的方法，在地铁隧道开挖期间建立了地表沉降监控量测测站，运用精密水准仪进行３个月的监测，监测结果表明浅埋暗挖隧道在开挖期间地表沉降最大位置处于隧道中心线的正上方，沉降量约为２５．６６～３１．８２ｍｍ．提出了距跨比β的概念，距跨比β的有效工程取值范围－４＜β＜４，地表沉降与距跨比β密切相关，其中－２＜β＜２地表沉降剧烈阶段，约占整体变形的６７．５～７７．６％，沉降速率约达０．８４～０．９３ｍｍ／ｄ．建议应加强监测频率，增加现场巡视．现场测试结果与文克尔地表沉降计算模型相吻合，监测成果对大连地铁及类似的浅埋暗挖隧道建设有借鉴作用． 关键词：地铁隧道；人工素填土；地表沉降；文克尔沉降模型 ０引言 随着社会经济的迅速发展和城市化步伐的加快，我国的地铁建设进入高速发展时期．在地铁隧道施工过程中不可避免地扰动隧道周围的地层，产生地表沉降，严重时将影响到周边建筑物和地下管线的安全［１－３］．国内外学者展开了许多地铁隧道施工引起地表沉降变形方面的研究［４－５］，对指导工程建设具有重要的理论与实际意义．由于大连地铁２０２标段促春区间是在人工素填土层中的地铁隧道施工，地层含水量大，地层软弱，底下管线密布，因此，对人工素填土地层中隧道施工引起的地表沉降规律进行总结研究，有着非常重要的理论和现实意义． １工程背景 大连地铁２０２标段促进路站至春光街站区间设计范围为里程ＤＫ１１＋３６５．９４５～ＤＫ１２＋０１３．３５０，区间地貌为剥蚀低丘陵、冲洪积沟谷，地形起伏较大，整体上看中央高，两侧低，地面高程７．６９～２２．７８ｍ．沿线穿越街道、工厂、居民住宅区，建筑物密集，管线、管道众多．本文以暗挖区间为主要研究对象，右线先于左线开挖．左、右线隧道长分别为７３２．１２７ｍ和７３４．２７３ｍ．隧道主体横断面为单拱圆形断面，断面尺寸为６．３×６．５ｍ．隧道范围内上覆第四系人工堆积层（人工堆积素填土、杂填土层），第四系全新统冲洪积层（卵石层），第四系上更新统坡洪积层（粉质粘土），下伏震旦系五行山群长岭子组强（全风化岩、强风化岩、中风化岩）．隧道断面范围上方自上而下分别为：素填土（０．５０～１１．００ｍ）和杂填土层（１．４０～８．５０ｍ），卵石层（０．７０～１３．３０ｍ），粉质粘土（１．１０～１１．００ｍ），全风化岩（２．２０～２９．６０ｍ）．采用新奥法台阶法施工，上、中、下三个台阶依次进行施工，每次进尺１ｍ．暗挖结构超前支护采用超前小导管注浆对地层进行预注浆加固．施工后，及时进行隧道初期支护，支护方式采用立钢拱架和挂钢筋网喷混凝土方法，初期支护贯通后即采用二次衬砌． ２地表沉降监测方案 在隧道地表上方每隔３０ｍ布置一个观测断面，每个断面布置１２个点，沿着隧道轴线垂直方向地表均匀布置，间距为１．５ｍ，采用莱卡ＤＮＡ０３电子水准仪按照二级水准要求进行地表沉降观测，自从２０１１年１１月１日到２０１２月１月３１日，共计９０天的观测，为了便于分析，选取ＤＢ０３、ＤＢ０４、ＤＢ０５个断面数据进行分析． ３监测结果分析 ３．１右线隧道开挖沿着隧道方向地表沉降分析 为了便于分析总结规律，以监测断面为基准，当掌子面通过监测断面后，掌子面与监测断面的距离为正值；当掌子面未通过监测断面时，掌子面与监测断面的距离为负值．设掌子面与监测断面间的距离为Ｌ，隧道拱径为Ｄ，即为拱跨，定义Ｌ／Ｄ比值为距跨比β，即 β＝Ｌ／Ｄ（１）

开挖隧道时地面沉降控制措施要点

开挖隧道时地面沉降控制措施要点 导言 隧道工程中开挖地面沉降的产生给施工造成重大安全、质量隐患。所以，分享地面沉降的控制措施要点，供大家参考。 开挖过程的控制 在隧道施工开挖的过程中，要合理地控制开挖过程，时刻注意开挖的过程中所产生的沉降，采取相关的地层处理技术和隧道自身的相关措施。地层处理技术就是根据施工位置的地层地质情况对其提高或者是改变地层的响应，从而降低、避免或改变隧道施工过程中所产生的地层运动的相关方法；隧道的自身就是在隧道施工时，在所施工的隧道内使用降低地层沉降相关手段。 改善土体的特性 隧道开挖施工的过程中，为了控制地层的沉降，经常会使用一些措施来对隧道施工的一些局部位置的土体进行加固处理。这种做法带来的好处是在隧道开挖施工后可以形成自然拱，而且还能有效的改进土体的特性，使其土质向着正方向发展。不仅如此，在加固土体的方案中，还有超前注浆、深层注浆等方式来改善土体的特有性质，在注浆的过程中可以根据土体的性质情况，选择对其注入双液浆、纯水泥浆或是化学浆液等。 台阶施工方法 台阶法是隧道施工过程中较为常用的施工方法，而每项工程隧道施工的地理位置也是不一样的因此，每项工程施工的台阶法也是有一些区别的。台阶法的主要运力就是预留成型的核心土，而在使用台阶法施工前，应分析并确定施工地点的地层条件，根据分析结果来选取台阶法施工的台阶长度。

提高施工效率 提高施工工作效率，可以更好地保证隧道施工的顺利完成。隧道施工效率讲究的是时间，只要严格按照施工规定的程序要求施工，尽量缩短施工时间，那么在施工过程中，地层应力的释放就会有着有效的控制度，相应的地层内部的变位也将随之减小，对隧道施工的整个过程也得到了更好的控制。 及时施作二次衬砌 在隧道施工的过程中，为了确保施工地层尽快的恢复稳定状态，需要及时的施作二次衬砌环节。其主要是因为利用浅埋暗挖法施工的地段大多都是软弱的地层，而这样的地层位置大多数都属于富水地层，随着施工过程中的渗排水推迟，地表也将出现大范围的沉降现象，相应的地层刚度与初期支护刚度的相互作用也将会越来越强。所以，二次衬砌必须要及时施作。