盾构隧道局部长期渗水对隧道变形及地表沉降的影响分析_刘印
隧道盾构施工对地表沉降影响分析
隧道盾构施工对地表沉降影响分析摘要: 随着地表建、构筑物密度与日俱增，在地铁建造过程中对地表环境的保护是一个越来越不容忽视的难题.本文以天津地铁三号线某区间段为研究对象,结合工程实际监测数据分析了在隧道盾构过程中地表的沉降变化情况,得到结论:1沿掘进方向,地表沉降变化趋势一致,各点均表现为先隆起后下沉,最大隆起值在10mm之内,最大沉降值在30mm之内.2地表横断面各点先隆起后下沉,最大隆起和下沉均发生在隧道轴线位置,其他位置沉降值表现为以轴线为中心,对称分布,近似于正态曲线.关键词:地铁;地表沉降;监测数据Abstract: With the surface to build structures, density increasing, the protection of the surface environment is an increasingly difficult problem can not be ignored in the subway construction process, combined with actual monitoring data for the study, an interval segment of the Tianjin Metro Lineanalysis of surface subsidence changes in the process of tunnel shield, get conclusions: 1 Along the tunneling direction, the surface subsidence trends showed for the first uplift after sinking, the maximum uplift values ​​within 10mm, the maximum settlement value30mm .2 Surface cross-section points of uplift after the sinking, the maximum uplift and subsidence occurred in the tunnel axis position, the performance of other locations settlement value for the central axis, symmetrical distribution, similar to the normal curve.Key words: subway; surface subsidence; monitoring data引言：盾构法隧道施工技术经过一百年的发展，虽然有了很大的进步，但是仍不可避免地引起地层的扰动，地层变形及地面沉降，特别是在软土盾构隧道中更为明显，扰动导致的土体强度和压缩模量的降低将引起长时间内的固结和次固结沉降。
地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降分析
关键词隧道Ｔ程．盾构法施工，地表沉降，现场监测，有限元法
分类号Ｕ ４５５ ４，Ｕ ２３ｌ＋３
文献标识码Ａ
文章编号１０００．６９１５（２００３）０８．１２９７．０５
ＡＮＡＬＶＳＩＳ ＯＮ ＧＲＯＵＮＤ ＳＵＲＦＡＣＥ ＳＵＢＳＩＤＥＮＣＥ ｏＦ ＭＥＴＲｏ
ＴＵＮＮＥＬ ＩＮＤＵＣＥＤ ＢＹ ＳＨＩＥＬＤ ＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮ。
（４１盾构通过和盾尾脱出后沉降是控制沉降的 关键阶段。由图７可知，盾构通过和盾尾脱出阶段， 地表沉降值和沉降速率都较大。中风化地层（ｓ）中， 盾构通过和盾尾脱出阶段地表沉降值分别为０．５和 １．０ ｍｍ，是地表总沉降值的１７％｝１１ ３４．４％；全风化 地层（６）和强风化地层（７），盾构通过和盾尾脱出阶段 地表沉降值分别为４．２和７．１ ｍｍ，约为地表沉降值 的２４％＊１１ ４ｌ％，最大沉降速率为２．２和４．０ ｍｍ／ｄ。 以上说明，盾构通过和盾尾脱出是沉降的主要阶 段。
（３）在软弱地层中，后建隧道（左线）掘进对地表 沉降影响较大。对于右线轴线地表沉降．在中风化
地层（８冲，左线掘进时引起的沉降值占总沉降值的
１７％，左线掘进影响小：而全风化地层（６）和强风化
地层（７冲，左线掘进沉降引起的沉降值占总沉降的
２５％以上。部分地段甚至达到５０％，沉降曲线见图 ７，左线掘进影响很大。
１绪论
盾构法施工已成为我国城市地铁隧道施工中一 种重要的施工方法。同其他施工方法一样，由施工 引起的地表沉降及对周围环境的影响是盾构法施工 的一个重要问题。虽然围绕这一问题已做了不少的 研究工作Ｉｌ～１，但由于地质条件的复杂多变及施工 参数的变化。使得研究成果具有一定的局限性，本 文针对广州地铁二号线某区间隧道工程，主要研究 因开挖、地层损失、地下水位下降等原因引起的地 表沉降，通过对施工过程中现场监测结果的统计分 析，并结合有限元计算结果对比分析。得出盾构法 施工引起的地表沉降规律，为后续工程的设计与施 工积累经验。
考虑地下水影响的隧道沉降分析
一
２６７ —
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降问题 ， 介绍 了隧道 开挖 的流 固耦合数学模型 ， 把 数值模拟 的成果与工程 实测曲线进行 比较 ， 验 证 了该 方 法 的适 用 性 。
参 考 文 献
对于小变形而言 ， 流体平衡 可以表述如下 ：
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ａ ｆ
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图 １考虑流 固耦合 时， 地表沉 降图 ｌ ７． ２ ２３不 同 开 挖 方 式 比较 ． １１ 洲． ４席锦 富水地层地铁 隧道 开挖 引起 地表 沉 为 了进 行 比较 ，对 完 全 不 考 虑 地 下 水 的影 降 的数 值模 拟 研 究 ［ ．成 都 ： 西 南 交通 大 学 ， Ｄ］ 响 的隧道开挖情况进行 了模拟 。模拟时所采用 ２ ０ ０ ５． 的参数 、 工方法和支护方式与上面相同。 施 作 者 简 介 ： 艳 （ ９ ５６７ ， ， 京 工 业 刘 １ ８ ，．～） 男 北 不 考虑 地 下 水 作 用 ，ｔ 得 到 的 最 大 地 表 大 学 ， 三 ？ ｆ 算 研 沉 降 约 １．ｒｍ ５５ ，与 实 际 测 量 最 大 地 表 沉 降 ａ 李 聪 （ ９ ５１．～） 男 ， 京 工 业 大 学 ， １８ ，２８ ， 北 研 ２ ｒ 相 比 是 较 小 的 ，这 个 结 果 是 符 合 理 论 和 ９ｍ ａ 实 际 的 ； 固 耦 合 模 型 考 虑 了土 水 的 相 互 作 用 ， 流 随着地 下水位的下 降和地下水 的渗透 力作 用 ， 孔 隙水 力逐渐 转 化成土 颗粒 骨架 的有效 应
地铁盾构隧道施工对地表沉降的影响分析
地铁盾构隧道施工对地表沉降的影响分析摘要：早期预检查是一个非常重要的过程，由于护盾运行过程中的许多因素，护盾运行过程中的检查是防止超过沉积极限的首要任务，同步注入是控制沉积极限的最重要环节，优化面糊配比和执行过程控制，可以通过同步注射所用原料的质量控制，完全控制鸡蛋的储存极限溢出问题。
原料控制原则适用于接收进入材料和检查第三方试验单位，必须考虑到造成沉积的所有因素，首先是面团的运行性能，并调整混合比，以确保纸浆的时间、强度和冷凝能力在施工过程中，应严格遵守面糊液混合系统，避免随机供水，同时控制注射压力和注射量。
关键词：地铁盾构；隧道施工；地表沉降影响引言随着近年来城市化进程的不断加快，地铁建设项目日益增多，在地铁盾构隧道施工过程中容易诱发地表出现沉降现象，因此分析地铁盾构隧道施工对地表沉降的影响对研究盾构开挖的稳定性具有重要的意义。
采用大型数值模拟软件FLAC3D对两个典型断面进行建模分析，再将隧道开挖引起的地表沉降与实测数据进行对比，得到了一些有意义的结论。
1地铁隧道盾构法施工原理盾构机是盾构法施工中的主要施工机械。
盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法，它使用盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑，将盾构机吊入安装，盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计轴线推进直至到达另一竖井或隧洞的端点。
用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点。
2隧道开挖断面沉降分析断面一和断面二开挖稳定后的竖向位移云图如图1所示。
盾构隧道渗漏水原因分析及处理措施
盾构隧道渗漏水分析及处理措施王峰蔡珍（广州轨道交通建设监理有限公司无锡地铁2号线13标驻地监理部邮编：214000）摘要：基于无锡地铁2号线1期工程，探讨盾构隧道渗漏水分析及处理措施，同时综合国内其他城市地铁盾构法隧道施工特点，总结出一定的经验和认识，以供类似工程施工借鉴。
关键词：盾构；渗漏水；堵漏盾构隧道渗漏水是一种盾构隧道施工过程中常见的施工质量问题。
无锡地铁2号线是无锡首次穿越地裂缝的轨道交通线，影响工程施工的地下水主要是潜水、微承压水及第Ⅰ承压水。
无锡地铁2号线土建工程13标包含两站两区间：张巷站、大王基站、张巷站～河埒口站区间、河埒口站～大王基站区间，本文以张巷站～河埒口站右线盾构区间为例。
1 张巷站～河埒口站盾构区间工程简介本区间设计范围：张巷站～河埒口站区间左线起终点里程为ZSK3+385.985～ZSK4+217.6814，左线短链1.214m，左线长830.4824m；右线起终点里程为YSK3+385.985～YSK4+217.6814，长链0.280m，右线长831.9764），左右线全长1662.4588单线米，包含盾构区间隧道主体部分、联络通道兼泵房。
本区间呈东西走向，隧道出张巷站后沿梁溪路前行进入河埒口站，区间右线存在两处R=600m平面曲线。
区间纵断面为V字型节能坡，右线分别以2‰、24‰和4.98‰坡度下坡至区间隧道中间最低点，然后分别以20‰、2‰坡度上坡至张巷站。
区间埋深9.67～16.04m。
设一处联络通道兼废水泵房，中心里程为YSK4+882.454（ZSK4+877.756）。
盾构管片环外径6.2m，内径5.5m，壁厚0.35m，环宽1.2m，管片共计694环，混凝土强度等级C50，抗渗等级P10。
张巷站～河埒口站区间盾构隧道穿越土层全部是6-1粘土层，其主要特征：灰黄色，硬塑，含铁锰结核。
切面有光泽，干强度及韧性高，无摇震反应。
本工程区间为盾构法施工，区间内无地表水，影响工程施工的地下水主要是潜水、微承压水及第Ⅰ承压水。
盾构施工对地表及建筑物沉降影响分析
盾构施工对地表及建筑物沉降影响分析张志宇中交隧道工程局有限公司第三工程公司摘要：作为工程建设中重要设备，盾构机在城市建筑过程中得到了广泛的运用，给工程建设效率带来了巨大的提升。
但是在实际中，由于盾构机本身机器的原因，盾构机在工程建设中也出现了很多问题，如地层损失、地面沉降等。
这些给工程质量带来了严重的问题，为此，文章将对这方面进行相应的探究，找到其中的影响因素，并采取有效措施进行相应的防治，从而保证工程建设质量。
关键词：盾构施工；地表；建筑物；沉降1前言随着城市化进程不断的推进，现在很多城市都进行了相应的改造和建设，但是由于受到自身环境因素影响，在工程建设时，很多盾构施工都无法避免会给周围的建筑物造成影响，即使运用了较先进的盾构机。
因此，加强这方面的探究是非常必要的，工程建设人员应该重视这方面问题，采取有效的措施降低盾构施工对周围事物带来的影响。
2影响盾构施工造成地表及建筑物沉降原因2.1盾构自身施工方法影响在实际工程建设中，影响盾构施工造成周围建筑物沉降原因有很多，其中一个重要的原因就是盾构自身施工方法造成的。
通常情况下，不同施工方法由于工作运行原理不同，其对周围事物造成的影响也是不同的，即使是使用同一个机器设备进行工作。
因此，工程人员要研究盾构施工给周围事物造成的影响，就应该根据实际施工方法进行相应研究。
在实际操作中，盾构方法包括了气压平衡、泥水平衡等方法，这些不同的盾构机在不同的地表上所产生的效果影响也是不尽相同，其中在软土地中，经常使用的就是泥水盾构。
这是因为泥水盾构施工原理是运用泥水压力跟水土压力相平衡的原理，在这其中可以较好地实现泥水压力控制，因此经常在软土地区进行使用[1]。
2.2结构断面大小的影响在进行盾构施工时，结构断面大小对于地表及建筑物沉降影响是非常大的。
造成这种现象产生的原因有很多，其中具体的是因为盾构施工一般所需要的时间是非常长的，而且影响的范围也是比较广泛的。
这样长期的工作就会给施工的土地造成一定扰动，而且随着时间推进，这种扰动的现象会越来越明显，从而会造成土体变形和塌陷。
盾构掘进参数对地表沉降的影响分析
TECHNOLOGY张恒陈寿根邓稀肥（西南交通大学土木工程学院，成都610031）盾构掘进参数对地表沉降的影响分析摘要盾构法作为地铁隧道施工的一种主要施工方法已在我国得到广泛的应用，由施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中备受关注的问题。
文章以深圳地铁5号线洪浪—兴东盾构区间下穿广深高速公路立交桥隧道施工为工程依托，通过数值模拟和现场监测，对影响地表沉降的掘进参数进行了模拟分析。
计算结果表明，地表下沉与盾构掘进参数密切相关，适当加大注浆压力能有效控制地表沉降；同时，土舱压力与土体原始侧向压力接近时地表沉降量最少。
实测地表沉降与掘进参数的关系表明，当注浆量一定时，地面沉降随土舱压力的增加而减小；地表沉降随着注浆量及注浆压力的增大而减小。
关键词盾构隧道地表沉降掘进参数数值模拟中图分类号：U456.3文献标识码：A文章编号：1009-6582（2010）05-0048-06修改稿返回日期：2010-05-17作者简介：张恒(1985-)，男，博士研究生，主要从事现代盾构隧道理论研究，E-mail ：zhangheng198517@.1引言随着隧道施工技术的不断完善，盾构隧道法愈来愈成为软弱岩土层或繁忙闹市地区地下工程施工的主要施工方法。
但无论盾构隧道施工技术如何改进，盾构推进对周围土体的扰动影响仍是不可避免的。
如何预测盾构穿越所引起的地层位移,确保已有建(构)筑物正常使用和盾构的顺利掘进，是盾构隧道设计与施工中非常关键的问题[1,2]。
盾构法施工引起周围地层变形的内在原因是土体的初始应力状态发生了变化，使得原状土经历了挤压、剪切、扭曲等应力路径。
地层扰动的影响范围和程度取决于多种因素，包括盾构型式、隧道几何尺寸、施工参数(土舱压力、刀盘扭矩、推进力、出土量、注浆量、注浆压力、盾尾间隙等)、土体的性质及隧道所处的环境、隧道上部荷载的影响等[3~6]。
本文以深圳地铁5号线洪浪—兴东盾构区间下穿广深高速公路立交桥隧道施工为工程依托，对影响地表沉降的掘进参数进行了模拟分析，研究成果不仅能用于指导该地铁的盾构施工，同时可为今后类似工程建设积累宝贵的经验，具有重要的经济效益和社会效益。
隧道盾构施工对地表及建筑物沉降影响分析
隧道盾构施工对地表及建筑物沉降影响分析摘要：本文以隧道盾构施工为论述对象，以其对地表及建筑物沉降影响为论述手段，通过笔者理论知识的学习与实践经验的应用，就此展开专业分析关键词：隧道工程；盾构施工；地表沉降；建筑物1.盾构施工对地表及建筑物沉降变形的影响1.1地表沉降规律不论是在何种地层中掘进，盾构施工对地表及建筑物的沉降变形影响大致可经过下述5个阶段：⑴超前沉降。
地层中孔隙水压力因地下水位降低而减小，而围岩有效应力不断增加，在此情况下使地表发生沉降；⑵到达沉降。
盾构到达后会赋予围岩一定的径向压力，当该压力小于地层附加应力时，地表便会发生沉降，反之则隆起；⑶通过沉降。
在盾构扰动作用下，围岩土体因与盾构机间的剪切错动而使地表沉降；⑷盾后沉降。
盾尾过后如若对管片与围岩缝隙间未及时注浆，围岩土体因失去支撑而发生压缩沉降；⑸后续沉降。
盾构完成后，在地层扰动与孔隙水下降等因素的影响下，地表因隧道结构变形而发生沉降。
图1 盾构施工地表沉降规律示意图1.2地表沉降原因隧道盾构掘进所造成的土体扰动与地层破坏为引起地表沉降的主要因素，此外还包括盾构后退、推进方向改变、土体固结与次固结沉降、掘进面土体移动以及盾构空隙等。
当盾构外围附有一层黏土时，将会使盾构过后管片与围岩间空隙增大，如果此时压浆不及时或压浆量不足，便会引发较大程度的地层损失；受管片刚度的影响，在地层压力的作用下，地表会因管片变形而发生沉降。
2.盾构施工影响地表及建筑物沉降变形的因素2.1施工工艺隧道盾构工艺不同，对地层的扰动机理与沉降影响不同，进而作用于邻近建筑物的破坏程度不同；实际上，即使为同一种盾构工艺，在其他因素影响下对地表及建筑物的沉降变形也不相同。
以作业面是否封闭为依据，隧道盾构施工可分为密闭式与敞开式两大类，其中密闭式又分为土压式（常用泥土加压式）与泥水式两种。
对于盾构工艺的选择（即为盾构机的选择），具体应以地质情况为依据合理确定，但原则上必须保证作业面稳定、安全。
建筑物下方盾构隧道涌水分析及处理对策
为确定岩体内的主要出水位置，在 BK3 孔内进
建筑物下方盾构隧道涌水分析及处理对策
现代隧道技术
第 58 卷第 3 期 (总第 398 期) , 2021 年 6 月出版 223
Vol.58, No.3 (Total No.398), Jun.2021
现代隧道技术
MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY
建筑物下方盾构隧道涌水分析及处理对策
4 隧道施工涌水情况及应急处置
4.1 施工涌水情况 2016 年 10 月 10 日，沙堤隧道 1#井盾构右线推
3 隧道区域地质条件
3.1 地形地貌及场地条件 隧道位于珠三角沉积平原区，地形平坦，地面高
程 2～4 m。隧道区地面分布大量的工业厂房，同时 有多条市政道路、高速公路、河道等通过，交通便利， 地表水系发达。
3.2 地层岩性 隧道区上部第四系地层主要为杂填土、粉砂、细
砂、淤泥及粉质粘土等，厚度一般在 15～25 m，下伏 下第三系始新统砂岩，细粒结构，中厚层状构造，其 饱和抗压强度为 15～30 MPa，岩体完整性普遍较 好。隧道洞身主要位于砂岩弱风化层中。
5 施工补勘及原因分析
为核查该处工程地质及水文情况，详细探明掌 子面前方岩层裂隙发育情况，研判是否存在断裂或 节理发育带，分析地下水的性质、来源和补给特征， 在隧道 DK5+295～DK5+420 段进行了纵、横剖面的 补充勘探及水文试验，补勘平面布置图见图 3。
永丰纺织 1#楼位于隧道 DK5+330～DK5+407 段正上方，为 6 层框架结构，采用灌注桩基础，桩底 距隧道结构顶面约 19.5 m。该楼墙体在涌水发生前 局部已出现裂缝，在涌水发生后，部分结构柱监测点 累计沉降超过预警值并持续报警。该楼的邻近楼房 未出现墙体开裂、房屋沉降报警现象，显示该楼对地 下水流失较敏感，存在较大的安全风险，该楼作为库 房和车间正在使用，若沉降变形持续发展，将严重影 响结构安全。房屋变形开裂情况见图 2。
盾构隧道渗漏原因分析及措施
盾构隧道渗漏原因分析及措施【摘要】盾构隧道是现代城市建设中常见的隧道类型，但隧道渗漏问题一直备受关注。
本文旨在分析盾构隧道渗漏的原因，并提出相应的解决措施。
首先从地质条件、施工工艺和设计参数三个方面入手，深入探讨导致盾构隧道渗漏的主要原因。
结合实际案例，总结了针对盾构隧道渗漏问题的有效措施，包括加强地质勘察、优化施工工艺、合理设计参数等方面的建议。
本文提出了解决盾构隧道渗漏问题的思路，并展望未来在这一领域的发展前景。
通过本文的研究，有助于加强对盾构隧道渗漏问题的认识，提高隧道工程质量，为城市建设和交通运输安全保驾护航。
【关键词】盾构隧道、渗漏、原因分析、地质条件、施工工艺、设计参数、措施、解决思路、展望。
1. 引言1.1 盾构隧道渗漏问题引起的关注盾构隧道渗漏问题一直是工程建设中备受关注的焦点。
盾构隧道作为现代城市地下工程建设的重要部分，承担着城市交通、给水、排水等基础设施的功能。
随着城市化进程的加快和地下空间利用的增加，盾构隧道在设计、施工和运营过程中出现渗漏问题的情况也日益频发。
盾构隧道渗漏不仅会影响隧道的正常使用，引发安全隐患，还可能导致周边土地沉降、地表裂缝等严重后果，给城市运行和居民生活带来不利影响。
如何有效解决盾构隧道渗漏问题，提高隧道工程质量和安全性，已成为工程界和学术界亟需解决的重要课题。
本文旨在对盾构隧道渗漏问题进行深入分析，探讨其产生的原因及相应的解决措施，为相关工程建设提供科学参考和指导。
1.2 研究目的本文旨在对盾构隧道渗漏问题进行深入分析，探讨渗漏原因及相应的解决措施，从而为相关领域的研究工作提供指导。
具体而言，研究目的包括以下几点：1. 研究盾构隧道渗漏的根本原因，深入分析地质条件、施工工艺以及设计参数对盾构隧道渗漏的影响机制，为进一步防止和解决盾构隧道渗漏问题提供科学依据。
2. 探讨盾构隧道渗漏问题的解决措施，包括但不限于改进地质勘察技术、优化施工工艺、完善设计参数等方面，从而提高盾构隧道的质量和安全性。
《盾构施工对地表沉降的影响分析毕业论文开题报告》
经验公式法是以统计学为根底，在掌握沉降相似规律的同时，将理论分析和经验推断进行了公式化，进一步把工程的经验量化为适用于实际工程的方法，其本质是对地表沉降的数据进行数学逻辑归纳。经验公式法应用最为广泛的是Peek公式法。
2、解析法
将相关学科的研究成果成功引用到隧道的软土变形中，将地基土视为弹塑性、弹体、粘弹塑性体。多数是以线弹性土体为研究模型，其主要有Sagaseta法、Verruijt法、Loganathan＆Poulos法。
[20]冯虎，张文成，孙士玲.武汉地铁2号线盾构施工对地表沉降影响分析[J].施工技术，2021年11月.
[21]王庆,周斌.地铁盾构施工对地表沉降的影响分析[J].山西建筑，2021年5月.
[22]铁道部科学研究院.军都山隧道进口段浅埋黄土试验段试验报告[R].北京：铁道部科学研究院，1987.
[23] 吴逢春. 地铁盾构施工对周边结构影响的时间相关性研究 [D]. 东南大学，2006年.
5、主要控制地表沉降的对策
盾构隧道控制地表沉降主要可以分为盾构隧道的规划设计阶段和隧道施工管理阶段。要最大的控制盾构施工引起的地表沉降。在盾构隧道的规划设计阶段就应该仔细研究地质条件，盾构埋置深度，隧道线路、以及设备的选用等。因为这些因素不仅仅会影响到盾构施工时的地表沉降，更是关系到盾构隧道的质量、平安等问题。在盾构施工中主要可以通过控制开挖地层的扰动幅度、控制盾尾注浆的质量以及在采用土压平衡盾构进行隧道施工时控制舱内压力保持开挖面的稳定以控制地表沉降等等。在施工过程中应该严格按照盾构施工标准，进行施工管理，以确保盾构隧道的质量与平安。
二、国内外研究现状
对于盾构施工引起地表沉降问题的研究，最早是从研究分析矿山巷道上方地表沉降开始的。之后国内外进行了多方面的研究，对地表沉降的规律特征、诱发原因、影响的因素等有了更进一步的认识。现如今，对盾构法施工引起的地表沉降的影响分析以及预测的主要方法有：经验公式法、解析法、理论分析法、模型试验研究、数值分析等。
盾构施工引起地表沉降的原因分析及处理措施
Construction & Decoration190 建筑与装饰2023年5月上 盾构施工引起地表沉降的原因分析及处理措施邵明玉 上海建工四建集团有限公司 上海 200000摘 要 通过工程实际经验及国内外学者分析可知，盾构推进过程中不可避免地引起地表沉降，但在透水性较大的软土地层中推进时，若不采取相应的技术措施易导致日沉降量超出警戒值，对地下管线及建筑物造成较大影响。
本文以上海地铁某盾构区间项目为依托，对地表日沉降量超出警戒值的原因进行分析，并介绍为减小沉降量采取的应对措施，对后续在软土地层的盾构施工具有一定的指导意义。
关键词 盾构施工；地表沉降；沉降量；处理措施Cause Analysis and Treatment Measures of Surface Settlement Caused by Shield ConstructionShao Ming-yuShanghai Construction No.4 (Group) Co., Ltd., Shanghai 200000, ChinaAbstract Through the practical engineering experience and the analysis of scholars at home and abroad, it can be known that the surface settlement is inevitable in the process of shield tunneling. However, if the shield tunneling is advanced in the soft soil layer with large permeability, the daily settlement will exceed the warning value if the corresponding technical measures are not taken, which will have a great impact on underground pipelines and buildings. Based on a shield section project of Shanghai Metro, this paper analyzes the reasons why the daily surface settlement exceeds the warning value, and introduces the countermeasures to reduce the settlement. It has certain guiding significance for the subsequent shield construction in the soft soil layer.Key words shield construction; surface settlement; settlement amount; treatment measures引言盾构施工具有速度快、经济合理、安全、利于环境保护等优点，从软质黏土到硬岩都可应用。
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，归纳总结了地表变形的影响因素，为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，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。
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。
因此，必须研究沉降的机理及影响因素，并进行预测，正确估计可能发生的地面变形，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。
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；开挖面前方土体挤压，地表产生上隆。
3）盾构机掘进过程中对孔隙水压力平衡的破坏。
在盾构机掘进扰动土体的过程中，会破坏地下水的平衡。
盾构隧道局部不同部位漏水对隧道和地表沉降的影响
中国港湾建设China Harbour EngineeringInfluence of different leakage positions of partial tunnel on tunnel deformation and surface settlementYAO Jie 1,2,DAI Xuan 3,ZHENG Gang 1,2,SUN Jia-yu 1,2（1.Key Laboratory of Coast Civil Structure Safety of Ministry of Education,Tianjin University,Tianjin 300072,China;2.State Key Laboratory of Hydraulic Engineering Simulation and Safety,Tianjin University,Tianjin 300072,China;3.Tianjin Municipal Engineering Design and Research institute,Tianjin 300051,China ）Abstract ：Considering the disaster caused by leakage in different regions of local segment of the tunnel in water-rich area,we set up 3-dimensional fluid-solid coupling model to compare and analyze the ground surface settlement and tunnel deformation under different leakage positions and different leakage amount.The results indicate that the lower leakage position causes the smaller of maximum surface settlement,and the wider and shallower surface settlement troughs.With the increase of leakage,the surface settlement becomes obvious.Local tunnel leakage will lead the tunnel longitudinal uneven settlement,enlarging the joint opening of the adjacent segments.The lower leakage position,the greater the joint opening,the open quantity isproportional to the flow.As a result,the mechanism of coupled development between leakage and deformation of tunnel is verified.Key words ：tunneling engineering;leakage positions;disaster;settlement;tunnel deformation摘要：针对富水地区中隧道管片局部在隧道不同区域发生漏水灾害情况，建立三维流固耦合模型，对比分析了不同位置发生漏水以及在不同漏水量下地表沉降、隧道变形规律。
软土盾构隧道渗流引起的地层和隧道沉降
软土盾构隧道渗流引起的地层和隧道沉降软土盾构隧道渗流引起的地层和隧道沉降摘要：本文通过研究不同条件下孔隙水压分布规律以及隧道长期沉降作用机制最终发现，隧道与地层沉降的发生，很大程度上会受到土体与衬砌相对参透系数的影响。
不同相对渗透系数会引起不同的渗流量，而这些均会对隧道周围孔压分布与沉降形成产生深远影响。
地表与隧道沉降与渗流量呈正相关性，有鉴于此，在盾构隧道运营过程中，全面落实隧道渗漏水检测，及时查漏补缺至关重要。
关键词：支沟隧道；渗流；隧道沉降渗漏水是软土盾构隧道常见病害，会引起沉降。
受到隧道渗流的影响，地层周围土体孔压不断降低，有效应力逐渐升高，最终引起土体与隧道沉降的发生。
隧道周围孔隙水压力分布对隧道与地层沉降有着重要联系，近年来，有研究人员发现，隧道衬砌在防水方面发挥着重要作用，而在过去，多数研究人员在对该课题进行研究时，往往忽略了隧道衬砌作用，因此所得结果缺乏科学性。
本文就软土盾构隧道渗流引起的地层和隧道沉降进行研究，对隧道渗流对地表与隧道沉降的影响规律进行探讨，希望能够给业内同行带来一些启发。
一、软土盾构隧道渗流的方式与渗流处理（一）隧道渗流的形式从软土盾构隧道整体格局来看，当隧道直径明显小于隧道埋深时，隧道周围渗流场所承受的水位边界作用就越小，此时的渗流路径为轴对称形式。
当盾构隧道埋深比较浅时，隧道周围渗流路径就会收到较大的水位线影响，此时，如果隧道周围土体以及衬砌渗透系数比较大，同时隧道周围地下水无法充分补给，则土体水中的水位会随着渗流的发生不断降低。
如倘若隧道周围土体与衬砌渗透系数比较小，同时隧道所处地理位置存在丰富地下水，则地下水位基本不受渗流影响，始终处于不变状态。
也就是说，针对地下水十分丰富的地区，在排除其他影响因素的前提下，可假设水位线不会受到隧道渗流的影响。
（二）隧道渗流的等效处理隧道管片结合处以及手孔等部位，均为软土盾构隧道常见渗透部位。
隧道衬砌的局部渗透性，可通过有限渗透性的定义进行诠释。
盾构隧道长期渗水对地表沉降及管片内力的影响
盾构隧道长期渗水对地表沉降及管片内力的影响第３３卷，第６期２Ｏ１中国２年１１月ＣＨＩＮＡ铁道ＲＡＩＬＷＡＹ科学Ｖ０１．３３Ｎｏ．６ＳＣＩＥＮＣＥＮｏｖｅｍｂｅｒ，２０１２文章编号：ｌ００１—４６３２（２０１２）０６一００３６一０８盾构隧道长期渗水对地表沉降及管片内力的影响黄宏伟１’２，刘印１’２，张冬梅ｂ２（１．同济大学土木工程学院，上海２０００９２；２．同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海２０００９２）摘要：以上海地铁盾构隧道为例，建立盾构隧道渗流模型，设置不同渗流程度及水位边界条件，分析长期渗流条件下隧道周围土体的孔压分布规律、地表沉降规律和管片内力变化规律。
分析结果表明：渗流越严重，孔压降低越明显，地表沉降越大；孔压、地表沉降和管片内力的变化规律一致，且在保持地下水位不变的条件下，三者达到稳定状态的时间儿乎相同；渗流使管片内力发生明显改变，管片内力的改变量与渗流的严重程度和地下水位变化情况密切相关；在渗流严重且没有外部水源补给情况下，长期渗流使地下水位不断下降，导致隧道拱腰处的管片内力增加量最显著，对地铁盾构隧道的安全运营造成严重威胁。
关键词：盾构隧道；渗流；孔压；地表沉降；管片内力中图分类号：Ｕ４５７．２：Ｕ４５１．４文献标识码：Ａ软土盾构隧道一般由抗渗混凝土管片拼装而端情况下，隧道衬砌内力的改变。
另一方面，地下成，在长期使用过程中管片接缝处往往会发生局部渗漏水。
王如路［１］通过对上海运营地铁隧道的长期监测，发现隧道接缝的渗水对隧道纵向变形有重要影响。
Ｍａｉｒ［２］针对伦敦地铁盾构隧道，采用现场长期监测及数值分析的手段，证实了衬砌渗水是导致隧道长期沉降的重要因素。
因此，渗水会影响隧道的正常运营，成为地铁隧道的一种主要病害，引起了广泛的关注Ｌ３－４ｊ。
盾构隧道的渗水会改变周围土体的孔压分布，使周围土体发生固结沉降，造成地表及隧道的长期沉降，进而导致隧道管片内力发生改变，管片内力的改变又会对隧道的安全运营产生重要影响。
局部渗漏水对盾构隧道长期沉降的影响规律
局部渗漏水对盾构隧道长期沉降的影响规律李翔宇;李新源;秋仁东;冯庆高;杨潇【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(046)0z1【摘要】The stability and controllability of tunnel deformation was an important guarantee of metro safety operation. In the context of Shanghai Metro Line 2, the effects of different leakage locations and degrees on the pore water pressure distribution of soil around the tunnel and the mechanism of settlement of tunnel and soil were analyzed, considering the soil consolidation and seepage coupling, and the rheological behavior of the soft soil by three-dimensional numerical simulation. The study in-dicates that when tunnel leakage occurs in partial area, the degree of leakage increases, the decrease degree of pore pressure of soil surrounding tunnel leakage area is increasing, and the influence scope of reduction of pore pressure, tunnels and the ground long-term subsidence is becoming larger. Compared with leakage of central area, subsidence scope and tunnel settlement are larger when the leakage occurs in all three areas with the same number of leakage rings.%隧道变形的稳定可控是地铁安全运营的重要保障之一。
地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降分析
地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降分析发布时间：2021-04-25T06:33:26.112Z 来源：《防护工程》2021年3期作者：刘涛[导读] 一定要加强对地表沉降问题的监测，从而保证施工质量达到要求。
中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司河南洛阳 471000摘要：城市地铁隧道的施工方法中，盾构法是相对常见的一种，但是因为施工中各种因素的影响，例如施工环境、地质条件等，该方法可能会破坏土体稳定性，引起地表沉降现象，埋下安全事故隐患。
因此，本文将对地铁隧道盾构法施工引起的地表沉降原因进行分析，希望可以为相关人士提供一些参考价值。
关键词：地铁隧道；盾构法；地表沉降1 工程概况与地质情况龙城中路站至龙平站区间为深圳市城市轨道交通16号线工程三工区第三个区间，位于深圳市龙岗区龙平东路继续向东北，经盛平路、碧新路、下穿龙岗河后沿龙平东路东南向进入龙平站。
沿线主要为中台地和冲洪积平原地貌，地形整体趋势两端低、中间高，局部受龙岗中心城和坪山新区人工改造影响的区域，地形有起伏，地面标高在30至60m之间。
龙龙区间主要穿越粉质黏土层、中粗砂层、高强（95Mpa）微风化石灰岩层。
区间长距离穿越溶蚀、溶洞、软硬不均复合地层（软硬不均不仅体现在断面纵向还存在横向的突变）等不良及特殊地质条件。
区间基岩裂隙发育强烈，地下水较为丰富，单井涌水量超过1000m3/d；裂隙岩溶水主要赋存于灰岩裂隙和溶洞中，承压水头差0.20-7.25m。
2 施工风险和控制对策2.1 盾构法隧道始发到达段龙城中路站始发端结构覆土约11m，左右线所处地层为粉质黏土层右线端头下5m存在岩溶发育，始发端位于平面直线上。
龙平站接收端结构覆土约19m，所处地层为微风化灰岩，接收段位于平面直线上。
存在洞门漏水、密封环板漏浆、岩溶发育可能会栽头等风险。
控制对策：盾构机始发破除洞门前，应进行围护结构背后漏水检测，若发现有漏水、漏砂的现象，立即进行封堵，若漏水情况严重，可用双液注浆，以保证洞门的安全。
盾构工程渗水原因分析及对应措施研究
盾构工程渗水原因分析及对应措施研究摘要：为了能够有效缓解地面交通压力，地下空间资源的开发逐渐受到了社会各界的广泛关注，随之出现了越来越多的盾构工程项目。
渗漏水问题作为盾构工程施工中的常见现象，该问题的存在不仅严重威胁着施工人员的生命财产安全，同时还降低了建筑工程的施工质量。
对此，必须做好防水工作。
盾构管片防水作为影响盾构工程建设效果的一项关键因素，为了能够给盾构施工作业的有序开展创建安全的环境，就需要提高盾构管片的防水性能，以此来达到建设高质量盾构工程项目的目的。
鉴于此，本文立足于导致盾构工程渗漏水的原因，围绕盾构工程防水措施展开如下探讨。
关键词：盾构工程；防水工程；治理措施前言盾构工程渗漏水现象会对工程结构安全产生严重威胁，从而增加工程项目出现运营风险的几率，大面积的渗漏水问题甚至会中断运营，引起社会恐慌。
本文结合实际工程案例，对盾构工程中出现渗漏水问题的原因展开探讨，并且针对渗漏水成因提出了对应的处理措施。
1.盾构工程渗漏水的原因1.1隧道渗漏水原因对于隧道中的渗漏水事故，导致渗漏水现象出现的原因可能来自于地下水的影响、土质情况以及管片之间的建筑空隙防水措施等，可以将引起渗漏水故障出现的原因主要分为主观原因和客观原因这良好总，其中，客观原因主要是受到了客观条件的影响，很难改善人工施工精度。
而主观原因可以通过人为方法具体开展隧道防水作业。
客观原因主要包含了以下方面的内容：（1）包含水土压力、地质条件等环境因素。
（2）对管片间建筑空隙材料的选择，可选材料有空隙密封材料和嵌缝材料这两种。
（3）长时间受到地下环境的腐蚀作用。
（4）隧道在运营过程中出现了纵向不均匀沉降；主观原因造成的隧道渗漏水现象主要提下在以下方面：（1）盾构施工过程中，盾构机的控制不合理。
比如，盾构机的向前掘进姿态、盾构机的曲线推进模式以及盾构机的同步注浆等控制不合理。
（2）隧道管片。
隧道管片主要有不同工况下的管片接头形式、管片选型以及制作管片时模板精度控制不当等[1]。
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Abstract: It is reported that the long-term seepage of shield tunnel often results in significant settlements of ground surface and tunnel. A calculation method which meets the stiffness requirements of shield tunnel is firstly proposed to simulate the partial drainage of tunnel. The distribution of pore water pressure of soils around the tunnel, ground surface and tunnel settlement as well as tunnel deformation are investigated by considering different joint leakages in the context of the same magnitude of water inflow at steady state. The results indicate that the pore water pressure distribution, the settlement and tunnel deformation change significantly with variation of location of joint leaking. The pore water pressure around the tunnel decreases obviously when the leaking joint close to the tunnel invert, which results in larger ground surface and tunnel settlement. The tunnel will not only squat with time due to joint leaking, but occur horizontal displacement induced by unbalance loads. The distribution of pore water pressure, ground surface and tunnel settlement and tunnel deformation are all significantly different from those obtained by equivalent uniform drainage analysis. Finally, it is shown that the calculation without considering the partial drainage can not properly model the long-term behavior of the shield tunnel. Key words: shield tunnel; joint leaking; pore water pressure; settlement; tunnel deformation
292
岩
土
力
学
2013 年
3 盾构隧道局部渗水的计算方法
在考虑衬砌刚度要求的同时，实现局部接头渗 水是模拟盾构隧道渗水的难点。 为了实现接头渗流， 需采用接头连续化建模。为满足盾构隧道的刚度有 效率，需考虑接头弱化。为此，首先采用有限元软 件 ABAQUS 建立符合横向刚度要求的管片模型， 进而再建立盾构隧道局部渗水计算模型。 3.1 管片模型的建立方法及刚度验证 对管片接头的模拟，许多学者做了大量有益的 探索，取得了许多重要成果，如弹簧模型 图 5(a)） 、螺栓实体模型
84°
中 M、N 和 S 分别表示弯矩、轴力和剪力；A、B、 C 和 D 表示 4 组弹簧，kn 和 ks 分别表示弹的压缩刚 度和剪切刚度[12]。但不同的模型用于不同的研究目 的，弹簧模型和螺栓实体模型主要用于反映接头的 力学性态，很难设置渗流路径和渗透系数，难以用 于渗流计算。为此，本文采用衬砌连续化模型、接 头弹性模量弱化的方法， 并通过刚度有效率来确定是 否满足衬砌刚度的要求[15]。
Influence of long-term partial drainage of shield tunnel on tunnel deformation and surface settlement
LIU Yin1, 2，ZHANG Dong-mei1, 2，HUANG Hong-wei1, 2
85.45%
(b) B 区间
对于盾构隧道的局部渗水问题，许多学者做了 大量有意义的探索，但主要还是从衬砌等效渗透的 角度出发。衬砌渗水的等效化处理对于研究地表的 整体沉降具有一定的适用性[4]，但并未体现出盾构 隧道接头渗水的特点，对于研究隧道周围的孔压分 布、隧道变形等问题会产生一定偏差。 为了研究局部接头渗水对孔压、沉降及隧道变 形的影响，首先，通过管片接头弱化和接头渗流路 径的设置，建立了一种既符合盾构隧道刚度要求又
收稿日期：2012-06-25 基金项目：国家重点基础研究发展计划（973 计划）资助项目(No. 2011CB013800)；上海市自然科学基金项目(No. 12ZR1433600)；国家自然科学基金 项目(No. 51278379)。 第一作者简介：刘印，男，1982 年生，博士研究生，主要从事软土盾构隧道长期性态方面的研究工作。E-mail: liu009yin@
1 引 言
软土盾构隧道一般由抗渗混凝土管片拼装而 成，在长期使用过程中，容易发生大量渗水，进而 导致隧道和地表发生较大的长期沉降，影响地铁的
正常运行，因此备受关注[1
－3]
。
盾构隧道在饱和土体中建成后，隧道内外存在 较大的水头差，难免会发生渗漏水。渗水促使隧道 周围土体的孔压减小、有效应力增大，进而引起地 层沉降，并最终达到稳定状态[2]。关于盾构隧道渗
[10] [3] [9] [8] [7]
2 盾构隧道渗漏水的特点
盾构隧道管片接头会受到诸多不确定因素的影 响， 其防水功能容易失效， 从而发生接头渗水现象， 如图 2 所示。根据上海地铁隧道不同区间的现场统 计可知，接头是盾构隧道最主要的渗水路径，如 图 3 所示，在不同区间，接头渗水占总渗水点比例 约为 80%～90%。虽然接头在不同区间的渗水比例 相差不大，但考虑到结构变形、施工质量、地质条 件、周围环境、运营条件等各种不确定因素都会对 接头防水造成影响， 不同位置的接头渗水情况却相差 很大。从图 4 可以看出，不同区间接头渗水部位分布 相差很大。这就说明，盾构隧道不同区间、不同接头 的渗水情况迥异，接头渗水产生的影响也不同， 用衬 砌等效渗透的思想难以真实地反映实际工程情况。
刘 印 1, 2，张冬梅 1, 2，黄宏伟 1, 2
（1. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 同济大学 地下建筑与工程系，上海 200092）
摘
要：研究表明，盾构隧道长期渗水会造成地表及隧道严重沉降。针对盾构隧道局部渗流难以模拟的现状，首先提出了一
种既符合盾构隧道刚度要求又能实现局部接头渗水的计算方法； 在稳定渗流状态对应的相同渗流量的前提下， 对比分析了管 片在不同接头渗水条件下隧道周围土体孔压分布、地表和隧道沉降以及隧道变形规律。分析结果表明，盾构隧道渗水接头的 位置不同，孔压分布、地表和隧道沉降以及隧道的变形均有明显差异；接头位置越靠近隧道底部，渗水导致的孔压减小越显 著，造成的地表及隧道沉降越显著。接头渗水不但会使隧道发生横向椭圆化变形，还会引起隧道左右两侧受力不平衡，从而 造成隧道水平侧移。通过对比表明，采用接头渗水和传统的衬砌均质渗水得到的孔压分布、沉降及隧道变形规律均有显著不 同；不考虑隧道局部渗水特点会对隧道结构长期性态的认识产生偏差。 关 键 词：盾构隧道；接头渗水；孔压；沉降；隧道变形 文献标识码：A 中图分类号：TU 471
Fig.3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图 3 不同渗水形式统计 Statistics of different leaking patterns
15.20% 5.85%
9.14% 18.90%
上部渗水 中部渗水 下部渗水
71.88%
(a) A 区间
78.95%
(b) B 区间
Fig.4
图 4 接头渗水位置统计 Statistics of joint leaking locations
计算了盾
构隧道不同渗漏点渗水对沉降的影响，但其渗漏点 只取在隧道顶部，通过改变渗漏点的个数改变渗漏 总量， 没有按管片接头的位置设置渗流路径， 因此， 难以真正反映盾构隧道接头渗水的特性，如图 1 所 示。
剖面 I 渗漏量 Q 渗漏量 Q 地铁隧道下行线 地铁隧道上行线 (a) 相邻管片接头 (b) 十字缝管片接头
Fig.2
8.77% 9.14%
图 2 盾构隧道接头渗水 Joint leaking of shield tunnel
5.43% 接头渗水 9.12% 螺栓孔渗水 注浆孔渗水
土层
Fig.1
图 1 地铁隧道及计算简图 Calculation sketch for metro tunnel
88.18%
(a) A 区间
DOI:10.16285/j.rsm.2013.01.022
第 34 卷第 1 期 2013 年 1 月
文章编号：1000－7598 (2013) 01－0290－10
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.34 Jan.
No. 1 2013
盾构隧道局部长期渗水对隧道变 形及地表沉降的影响分析