浅谈城市地铁隧道施工引起的地面沉降

浅谈城市地铁隧道施工引起的地面沉降

雷亚军

中铁十二局集团第二工程有限公司山西省太原市030000

摘要：本文着眼于城市地铁隧道施工引起的地面沉降问题展开探讨，笔者结合个人在这方面的一些实践工作经验提出几点思考，希望参阅者提出修改意见。

关键词：城市地铁；隧道施工；地面沉降

经济技术的不断发展使得人们在地表的活动范围愈来愈小，特别部分大型城市出现之后，能够利用的土地更是少之又少，如此，为了能够满足人们的交通需求，道路交通的发展开始逐渐延伸到地下，也就进一步促进了铁路隧道的发展，然而，为了能更好的促进和保证铁路隧道朝着更好的方向发展，对于地表产生的地面沉降问题，我们需要结合一些必要的措施来对其进行整治。

一、地表沉降分析

（1）地表沉降对房屋的基础的影响

地表隧道在开挖过程中，所产生的对于地表房屋的作用除了水平方向的力之外，又涵盖了竖直方向的作用力，但是对于房屋而言，其基础仅作为承载竖直方向的力，不可以承载水平方向的力。所以，地基遭受破坏的过程当中其主要的作用力即水平方向的作用力。

（2）地表沉降使得房屋地基的承载能力降低

在开挖隧道时，掘进头会使得周围的土层持续性松动，然后会使土层变得松软，导致房屋地基的承载能力降低。所以，施工当中应该尽可能使得震动松土减少，而且这一步是极其有必要的。

（3）地表沉降将会对房屋的上层结构造成不可逆转的损伤

地下施工会对地表建筑物产生一定程度的作用力，但这种作用力往往很不规则，如此会使得建筑物整体出现不规则的形变，导致建筑物失去重心，并且导致坍塌。

二、城市地铁隧道施工引起的地面沉降的原因

在施工过程中会给周围环境带来一个很严重的问题，此即为地面沉降。它会导致许多后果出现，轻一些地面会发生变形，严重一些就会导致坍塌，倒塌通常会导致包含供热管道内的许多主要管线出现毁坏，同时也会造成污水或者其他废水上溢的现象。不仅如此，地铁施工过程中要对这些管道进行固定或加固处理，而且也很有可能改变它们的通道。同时，如果施工时经过桥梁设施时，此时桥梁的基础往往比较容易在挖掘隧道时变得松动，从而引发沉降。而且也很有可能在对于主题产生比较严重的摩擦的时候导致桥梁塌方，后果即造成人员伤害。当然，房屋方面由地面沉降导致的危害也是很大的，这就给房屋的结构带来了较为严峻的考验。总体来说，地面沉降能够造成的危害比较多：其一，会危害到房屋的基础。城市地铁隧道施工造成的地面沉降除了表现出一定程度的破坏力之外，还包括横向的拉力，而来自于它的水平应变力也会将房屋基础撕碎。但是，建筑物的基础通常都是成购压力的部分，因此，拉应变力对于基础而言样样都会是很严重的破坏，然而在基础破坏当中，地面沉降导致的影响又会占据主要地位；其二，将地势的承载能力削弱。土地本身基础的承载能力极大，如果地下在进行作业施工，土地往往都会因为不断发生的震动逐渐变得松散，促使土地的承载荷载能力得以削弱。所以在施工时，应该尽可能地使得因为震动而导致的松土问题减少。其三，它会使房屋上层的结构遭到破坏。在地下施工作业时往往会对建筑物行成某种程度的力的作用，但是相对来说这种力毫无规律可寻，它会接连地在建筑内部进行传递，而且还会导致建筑物出现不规则的变形，终究失去重心，慢慢地行成坍塌的危害。

三、控制地表沉降的对策

1、改善周围土质条件

选择地面开挖的时候应该选择土层比较坚硬且抗震能力比较强的地面。对那些难避开的不良土质，则可以试图进行局部性改造。这样做既是为了能够促进开挖之后自然拱的形成，同时又为了能够进一步控制土体不会过分的受到水分含量的影响。注浆能够加固土体，同时也可以改善土质；此外也可以压注纯水泥浆或者双液浆，促使不同的土质可以趋向于好的方面，如果有必要的话，还可以在不会污染土质的情况下压注化学浆液。

2、施工前的初期支护

以施工前的注浆来加固围岩，使得围岩和小钢管形成一个整体，并且超前行成一个可以承受一定围岩压力的超前管棚。而且还要确保应该尽可能少地扰动地层，在安全第一的基础上尽量缩小开挖的范围，有必要则需将核心土保留下来。不仅如此，还要严格控制注浆量和注浆时间以及注浆材料配比。初级阶段的支护必须要及时，必须要保证充分的刚度和强度，而且还要求其要适应围岩变形的速度，一定要将围岩的施作时间掌握好，以及施工程度的火候。在经过初期阶段的施作以后，本身会发生徐变。针对超前支护，通常都会使小导管的直径增大，而且要减小布置的间距，将注浆范围扩大并且严格注浆等采取这些措施来实施加强。视情况具体分析，而且要不断的观察隧道的反应，目的就在于能够随时做出调整。

3、适度排放地下水

保持一定的地下土质的含水量针对于地层的稳固很重要。而针对硬质土层来说，如果可以保持一定程度的含水量又能够使得上覆地层的刚度得以增强，另外如果是针对砂层或者砾层等一些并不是很理想的土质，过度地抽排地下水容易使得上覆多孔介质土层超固结，造成地表的大范围沉降。所以我们必须要依据地层条件的现实情况运用止水帷幕或者旋喷桩等来阻塞地下渗水通道，地表或者洞内注浆措施都可以封堵一部分地下水，并且限制地下水的抽排。在抽水过程当中需要及时的观测小导管和格栅支护参数的具体变化，以充分保证排水量的精确度。

结语：目前我国地铁工程的建设和发展速度极其迅猛，这使得地铁隧道亦成了我们日常生活当中不可或缺的一部分内容。对此，对于那些投身于广大的地铁事业工作人员而言，不仅是一种机遇，同时其又是一种挑战。我国在地铁事业建设过程中起步相对而言较晚一些，而且也不够成熟，仍旧处于发展阶段，这和国外的一些技术就产生了差距。因此在未来的发展过程中，我们就必须要奋起直追，不断地追赶超越。

参考文献

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