隧道施工时地表沉降监测控制标准探讨_安永林
地铁盾构隧道施工期地表沉降监测探究
地铁盾构隧道施工期地表沉降监测探究摘要：随着交通事业的发展，地铁已成为现代化城市的重要交通工具，在提高人们出行便利、缓解交通压力方面有着重要作用。
城市地铁建设期间通常会采用盾构法施工，其优点在于可不间断的隧道掘进，掘进速度稳定，即便是软弱土层也能照常施工。
但由于刀盘和盾体、盾体和管片之间有间隙，同步注浆如果无法跟上将会产生地表沉降现象。
因此，有必要加强对地表沉降情况的观测分析，保障施工质量。
关键词：地铁隧道；盾构法；地表沉降；沉降监测引言：与地面建筑施工相比，地铁施工难度更大，且更容易受到周围环境的影响，盾构法的施工容易引发地表沉降，所以有必要做好地表沉降现象的实时观测。
盾构机推进期间会造成四周环境形变，一旦变形过大或产生收敛变形，整体施工将会受到影响，所以需建立施工监测网，从中掌握沉降数据，以便确保盾构施工的安全开挖。
1 地铁盾构隧道施工地表沉降的原因1.1地铁隧道盾构法施工原理实际上，地铁隧道盾构施工就是在盾构的安全养护下连续、不间断的进行地层开挖与管片衬砌支护等工作，整体构造主要包含盾构壳体、刀盘、管片拼装机、推进系统、注浆系统等部分。
施工期间需按照地铁规划设计情况，在隧道的某段采用明挖法建设基坑，基坑内部安装盾构机，盾构机就位后向开挖面掘进1.5m左右，随后安装反力架，以此作为外部支撑，接着在盾构壳体的掩护下以千斤顶将切口换项入土层，完成地层的开挖与装配衬砌等施工操作。
最后，盾构靠顶在拼装完成的衬砌环上，凭借千斤顶的推力克服掘进期间的地层阻力，实现盾构在地铁隧道内均匀且连续的前进[1]。
1.2地表沉降的原因造成地表沉降的原因有很多，大致包含以下几种：（1）由于地层损失造成地表沉降。
隧道施工期间，盾构施工会给土体带来一定程度的扰动，进而造成相应范围内土体变为松土，最终形成地层损失。
引发地层损失的原因有很多，比如开挖面土体移动或盾构后退；土体被迫挤入盾尾的空隙之间；盾构与障碍物正面遇到，导致地层在盾构通过之后，其孔隙无法有效压浆填充。
隧道支护中的地表沉降控制
隧道支护中的地表沉降控制地下隧道的建设是现代城市发展不可或缺的一部分。
然而，隧道建设中面临的一个主要挑战是地表沉降问题。
随着人们对更高质量、更长寿命的隧道需求的增加，对地表沉降的控制变得尤为重要。
本文将从隧道支护中地表沉降的控制出发，探讨一些常见的措施和技术。
在隧道建设中，地表沉降是由隧道开挖引起的。
隧道开挖会导致地下岩层的失稳，从而引发地表沉降。
所以，在隧道建设中，地表沉降的控制是一个非常重要的问题。
首先，要控制地表沉降，就需要采取有效的隧道支护措施。
合理选择隧道支护系统，是减小地表沉降的关键。
目前常用的隧道支护系统有钢筋混凝土衬砌、钢支撑和浅埋法。
钢筋混凝土衬砌是最常用的隧道支护形式之一，它能够提供良好的强度和刚度，有效保护隧道结构不受外部力的破坏。
钢支撑是另一种常见的隧道支护形式，它主要由钢梁和钢拱构成，能够承受较大的荷载。
而浅埋法则是通过在地下挖掘浅埋的方式来建设隧道，能够减少对地表的干扰。
其次，地表沉降控制还需要进行精确的地表监测。
通过监测地表沉降的情况，可以及时采取措施来控制沉降的速度和幅度。
常用的地表监测技术包括测量方法和遥感方法。
测量方法主要包括经典的测量仪器和现代的全站仪、GPS等设备。
遥感方法利用遥感卫星获取地表图像，通过对比前后的图像变化来监测地表沉降情况。
这些监测技术的应用，可以为地表沉降控制提供科学依据。
此外，合理的施工方法和管理也对地表沉降控制起着重要作用。
在施工过程中，应尽量避免重型机械对地下岩土进行过度挖掘或挤压，以减少沉降的发生。
同时，应合理安排施工工序和施工时间，控制挖掘进度，以避免隧道开挖过快引起的地表沉降问题。
另外，施工期间的地下水管理也是减小地表沉降的重要环节，应采取措施保持地下水的稳定，防止水压和渗流对地下岩土的影响。
最后，对于已经发生的地表沉降，及时采取补偿措施也是必不可少的。
通过地下注浆、加固地基等方法，可以在一定程度上抵消已经发生的地表沉降，保持地表的平稳。
一种盾构隧道施工地表沉降精准控制的方法
一种盾构隧道施工地表沉降精准控制的方法随着城市的不断发展，交通建设的需求也越来越大。
为了满足人们对于交通的需求，盾构隧道作为一种重要的交通建设方式，得到了广泛的应用。
然而，在盾构隧道的施工过程中，地表沉降问题一直是一个不容忽视的难题。
如果沉降控制不精准，就会对周围的建筑物和地下管线产生不良影响，甚至引发灾害事故。
因此，如何实现盾构隧道施工地表沉降的精准控制成为了一个亟待解决的问题。
在盾构隧道施工地表沉降精准控制的方法中，最常用的是基于监测与预测的控制方法。
通过对盾构隧道施工过程中的地表沉降进行实时监测，并根据监测数据进行预测和分析，可以及时发现问题并采取相应的措施进行调整和控制。
在盾构隧道施工前，需要进行详细的地质勘探和工程测量，确定地下情况和地表沉降的潜在影响范围。
在施工过程中，需要对盾构机的掘进参数、土壤条件等进行实时监测，获取准确的数据。
在监测数据的基础上，通过数学模型和计算方法进行地表沉降的预测。
根据盾构隧道的施工方案和地质情况，可以建立相应的模型，预测地表沉降的幅度和范围。
同时，还可以通过计算控制点的沉降速度和沉降量，及时预警并调整施工参数。
第三，通过采取合理的施工措施和技术手段，控制地表沉降的幅度和范围。
在盾构隧道施工过程中，可以采用补偿注浆、土体加固、减小掘进参数等方法，减少地表沉降的影响。
同时，还可以通过调整盾构机的掘进速度和方向，避免对地表造成过大的压力和沉降。
监测与预测的控制方法还可以结合其他技术手段，如人工智能、物联网等，实现更加精准的地表沉降控制。
通过人工智能算法的优化和物联网设备的应用，可以对盾构隧道施工过程进行实时监测和预测，提高控制的精度和准确性。
盾构隧道施工地表沉降精准控制是一个复杂而重要的问题。
通过监测与预测的控制方法，可以及时发现问题并采取相应的措施进行调整和控制。
同时，结合其他技术手段的应用，可以进一步提高控制的精度和准确性。
通过不断的研究和实践，相信在未来的盾构隧道施工中，地表沉降控制会得到更好的解决，为城市的发展和交通建设做出更大的贡献。
隧道施工中的地面沉降控制
隧道施工中的地面沉降控制隧道施工是一项复杂的工程，需要考虑许多因素，其中之一就是地面沉降控制。
地面沉降是指地面表面下沉的现象，它可能会对周围环境和建筑物造成损害。
因此，在隧道施工中，必须采取措施来控制地面沉降。
1. 地质勘探在隧道施工之前，必须进行地质勘探，以了解地下情况。
地质勘探可以确定地下岩石的类型、厚度和稳定性，以及地下水位和地下水流动情况。
这些信息对于隧道施工的规划和设计至关重要。
2. 预测地面沉降根据地质勘探的结果，可以使用数学模型来预测地面沉降的情况。
这些模型可以考虑地下岩石的类型、厚度和稳定性，以及地下水位和地下水流动情况。
预测地面沉降可以帮助工程师制定控制措施。
3. 控制隧道施工的进度隧道施工的进度对地面沉降有很大的影响。
如果施工速度过快，地面沉降可能会加剧。
因此，在施工过程中，必须控制施工的速度和进度，以避免地面沉降过大。
4. 采用合适的隧道掘进方法隧道掘进方法对地面沉降也有很大的影响。
不同的掘进方法会产生不同的地面沉降。
例如，盾构法比开挖法产生的地面沉降更小。
因此，在选择隧道掘进方法时，必须考虑地面沉降的影响。
5. 采用地面沉降监测系统在隧道施工过程中，必须采用地面沉降监测系统来监测地面沉降的情况。
监测系统可以及时发现地面沉降的变化，并采取措施来控制地面沉降。
监测系统还可以提供数据，帮助工程师调整施工计划和控制措施。
6. 采取控制措施如果地面沉降超过了预测值，必须采取控制措施来减少地面沉降。
控制措施可以包括加固地下岩石、降低地下水位、减少施工速度等。
采取控制措施可以保护周围环境和建筑物，确保隧道施工的安全和顺利进行。
结论隧道施工中的地面沉降控制是一项重要的工作。
通过地质勘探、预测地面沉降、控制施工进度、选择合适的隧道掘进方法、采用地面沉降监测系统和采取控制措施，可以有效地控制地面沉降，保护周围环境和建筑物，确保隧道施工的安全和顺利进行。
浅谈隧道施工引起的地表沉降及测量
浅谈隧道施工引起的地表沉降及测量摘要：盾构法是我国隧道工程中一种重要的施工方法。
盾构法隧道以其施工技术的安全性和先进性等特点。
但是，盾构法施工一定程度上会引起地表沉降，当地表沉降过大时可能危及周围建筑物和地下管线等建(构)筑物的安全，造成严重的经济损失和社会影响。
本文从多角度阐述盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因，并解析控制隧道施工地面沉降及变形测量的各种方法。
关键词：隧道施工；盾构法；测量方法地表沉降及变形是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。
一、盾构掘进引起地表沉降及变形产生的原因众所周知，盾构施工肯定会引起地表沉降及变形，这种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。
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：①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，引起地层损失。
在含水不稳定地层中，这往往是引起地层损失的主要因素。
④盾构在曲线中推进、纠偏、抬头或叩头推进以及实际开挖断面不是圆形而是椭圆形而易引起地层损失。
浅析隧道工程测量沉降变形观测
浅析隧道工程测量沉降变形观测摘要：正确地观测地表沉降在整个铁路隧道施工中具有十分重要的作用，通过工程测量沉降变形，能在提升隧道工程质量的同时，保证列车在铁路行驶过程中的安全性以及舒适性。
因此，可以大力推广这种工艺，更好地为铁路隧道施工做贡献。
关键词：隧道工程；隧道地表沉降；测量作业引言：临时监测主要是提出针对突发变形异常的迅速反应，补充监测施工期间的变形。
因受岩土及岩石结构、开挖中放炮震动等因素产生的影响，在开挖过程中隧道通常都会发生一些变化。
为提高施工安全性，为施工准确及时提供隧道变化的相关信息，利于对施工术工艺和参数的修正，提高工程质量，必须在隧道开挖过程中监测其变形情况。
拱顶监测和隧道收敛监测主要是采取一定的测量手段，对拱顶发生平面位移及其下沉情况详细了解。
不只是为隧道掘进安全提供一种监视手段，也为支护设计调整、支护时间的合理选定及对围岩稳定性的综合评价等方面提供重要参考，是隧道施工测量中一个十分重要的环节。
1 沉降变形观测网观测的具体要求在整个隧道测量过程中，须遵循”五固定”的基本原则，即固定水准基点、固定测站基点、固定测量人员、测量仪器及测量的方向和方法，这样才能保证测量基本精度。
隧道的沉降观测一般采用同一线路的往返观测，以保证其精度。
在仪器的选择上，使用了DINI03仪器及其配套的标准转点尺垫。
隧道中测量条件差，因此在测量过程中必须严格遵守规范进行标准测量，仪器、尺垫、尺子必须稳定和水平，这样在测量的过程中才能更好地读取数据，以加快测量速率。
测量完成后，整理观测数据，看能否闭合到基准点，当无法闭合或闭合差较大时，若无准确原因，必须重新观测，直到观测误差符合《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897—2006)。
隧道观测时，按照后-前-前-后的顺序进行观测，对于有变换奇偶测站功能的电子水准仪，按照以下要求顺序进行观测:第一，往测:奇数站为后-前-前-后；偶数站为前-后-后-前。
第二，返测:奇数站为前-后-后-前；偶数站为后-前-前-后。
应用全站仪的隧道地表沉降观测探析
应用全站仪的隧道地表沉降观测探析摘要本文以丹东到通化高速公路第十六合同段五道岭隧道地表沉降监测为研究对象,探讨了全站仪的三角高程测量方法,分析结果表明该方法具有快速、高效、可靠的优点,测得的结果能较好地反映出施工过程地表的沉降规律。
关键词全站仪;隧道地表;沉降;三角高程0 引言在隧道工程施工工程中进行沉降观测时通常采用精密水准仪进行测量。
水准测量方法具有数据稳定、精度高的优点,但同时也存在着不易操作和易受干扰的缺陷。
例如在对隧道地表进行沉降监测时,由于地表高程变化大,采用传统的水准方法测量施测线路复杂,效率极低且工作强度大[1]。
在上述情况下,采用全站仪在规定精度内对隧道地表沉降测量与水准方法比较具有效率高、方便实用、测量结果受人为因素影响小的优势,能较好的满足现代测量高效、精确、低强度的要求。
1三角高程量测及精度分析在三角高程测量方法中,有以下两种施测形式:1)直返觇法,用往返观测测定相邻点的高差的方法;2)中点单觇法,在两置规点中间安置仪器测定规点间高差的方法。
1.1直返觇法地面两点A,B之间的高差计算公式为:(1)式中:S1、S2分别为往、返测斜距;z1、z2分别为往、返测天顶距;i1、i2分别为往、返测仪器高;v1、v2分别为往、返测觇标高。
对上式取微分,并设,,可得直返觇法高差中误差计算式为:(2)式中:ms表示测边中误差;mz表示天顶距中误差;mi表示仪器高中误差;ρ表示取为206 265″。
1.2中点单觇法如图1所示,地面两点A、B之间的高差计算公式为[2]:式中:SA、SB分别为后、前视的斜距;ZA、ZB分别为后、前视的天顶距;vA、vB分别为后、前视的觇标高;R为测区地球平均曲率半径;k为大气折光系数。
对上式微分,考虑到前后视大致相等,且不考虑大气折光的影响,并设,,,可得中点观觇法高差中误差公式为:式中:ms表示测边中误差;mz表示天顶距中误差;mv表示觇标高中误差;Z表示天顶距的观测值;D表示水平距离。
隧道施工中的地面沉降控制与风险管理
隧道施工中的地面沉降控制与风险管理地下隧道是当代城市建设中不可或缺的重要组成部分，利用现代隧道工程技术可以将交通、水利、通信等各类管线埋入地下，解决了城市地表拥挤的问题，提高了城市的整体形象和交通运营效率。
然而，隧道施工过程中常会出现地面沉降现象，不仅对地表建筑物造成影响，还可能导致地下管线破裂、土壤液化等严重风险。
因此，地面沉降控制与风险管理成为隧道施工中的重要课题。
首先，地面沉降控制是保证隧道施工安全和有效性的关键一环。
隧道施工中常常需要在地下岩土中进行钻探单元段的开挖和支护，这个过程会导致地表土体受力破坏，进而出现沉降现象。
因此，在隧道施工之前，必须对地下岩土进行充分的调查和分析，确定土体力学参数，制定合理的施工方案和支护措施。
在施工过程中，需要监测地面沉降并实时调整施工参数，以控制沉降幅度在合理范围内。
常用的地面沉降监测手段包括激光雷达测量、摄像测量、GNSS（全球卫星导航系统）监测等技术手段，这些手段可以提供有效的数据支撑，并及时预警沉降风险。
其次，地面沉降风险管理应该从多个方面进行考虑。
隧道施工中地面沉降可能引发的风险包括地表建筑物的破坏、地下管线的破裂、土壤液化等。
因此，在施工前需要对可能受到影响的建筑物和管线进行全面的调查和评估，确保它们的稳定和安全。
同时，需要采取有效的风险管理措施，如合理安排施工时间，减小对周边环境的影响；选择合适的施工方法和工艺，减少地面沉降风险的潜在发生；加强对地下水位和土壤液化等地质环境的监测和控制，及时发现并采取措施应对可能发生的风险。
此外，地面沉降的控制还需要与城市规划和土地利用紧密结合，实现安全与效益的平衡。
城市的快速发展对地下空间的需求越来越大，这就要求我们在隧道施工中始终保持对城市规划的共同理解和认同。
在隧道的控制与风险管理中，应采取灵活的施工方式和技术手段，以确保施工过程中的沉降不会对已有的城市结构造成过大的影响，并在施工完毕后恢复地面的稳定性。
隧道工程中的地面沉降控制技术
隧道工程中的地面沉降控制技术隧道工程在现代城市建设中起着重要的作用。
而地面沉降是隧道施工过程中不可避免的问题之一。
隧道工程施工过程中，对地下管线、建筑物、道路和地质环境都会产生一定的影响。
因此，随着城市化进程的不断加快，地面沉降控制技术也越来越受到人们的关注。
一、地面沉降的原因在了解地面沉降控制技术之前，我们首先需要了解导致地面沉降的原因。
地面沉降主要有以下几个原因：1. 地下挖掘工作：隧道施工过程中，由于地下开挖工作的进行，土体会受到压缩和位移的影响，从而导致地面沉降。
2. 污染物排放：隧道施工过程中会产生大量的污染物，这些污染物会对土体的物理和化学性质产生影响，导致土体的稳定性下降，进而引起地面沉降。
3. 地下水位变化：地下水位的变化对土体的稳定性和压实度都会产生重要影响。
因此，当隧道施工过程中需要降低地下水位时，地面沉降是不可避免的。
二、地面沉降控制技术为了尽量减少地面沉降对周围环境的影响，隧道工程中采取了多种地面沉降控制技术。
1. 预应力绷筋技术：预应力绷筋技术是一种常用的地面沉降控制技术。
通过在隧道周围埋设预应力钢筋，在施工过程中对钢筋进行预张力，使之产生良好的牵引力，从而抵消地面沉降的压缩效应。
2. 地下连续墙技术：地下连续墙技术是一种有效控制地面沉降的技术。
通过在隧道两侧的土体中挖掘成连续墙，以增加土体的抗压强度，从而减少地面沉降的发生。
3. 土体注浆技术：土体注浆技术是一种常用的地面沉降控制技术。
通过在隧道周围的土体中注入适量的浆液，以填充土体间的孔隙，提高土体的稳定性和密实度，从而减少地面沉降的程度。
4. 振动监测技术：振动监测技术是一种用于控制地面沉降的技术。
通过在隧道周围的建筑物、道路和地下管线等重要设施上安装振动传感器，实时对振动的变化进行监测和分析，从而及时采取相应措施，减少地面沉降的不良影响。
三、地面沉降控制技术的应用隧道工程中的地面沉降控制技术具有广泛的应用价值。
无论是山区隧道、城市地铁还是高速公路隧道，都可以借助这些技术来有效控制地面沉降。
隧道施工中的地面沉降控制与安全风险评估
隧道施工中的地面沉降控制与安全风险评估随着城市化进程的不断推进，越来越多的城市面临交通拥堵问题。
为了缓解交通压力，建设地下隧道成为一种有效的解决方案。
然而，地下隧道的施工不仅涉及工程技术，还需要考虑地面沉降控制和安全风险评估。
本文将从施工过程、地面沉降控制和安全风险评估三个方面进行探讨。
一、施工过程地下隧道的施工过程复杂而精细。
在隧道施工前，需要对地下的地质情况进行勘察，以了解地层的稳定性和承载能力，进而制定合理的施工方案。
隧道施工主要包括建设隧道洞口、掘进隧道、安装衬砌等步骤。
在施工过程中，需要注意地下水位、地下管线等因素，以避免对地面造成不可逆的影响。
二、地面沉降控制地下隧道的开挖会引起地面沉降，其中有一部分是正常的、可控制的沉降，但也存在一定的不可避免的沉降风险。
地面沉降会对建筑物、地下管线等造成压力，甚至引发地面塌陷等安全事故。
因此，在施工前需要进行地面沉降的预测和控制，以确保建筑物和地下设施的安全。
地面沉降控制的方法有很多种，其中较常用的包括：降低开挖的速度和深度，采用合理的地下支护结构，使用加固材料等。
此外，还可以通过地下水位调节、土体加固等手段来控制地面沉降。
这些措施需要在施工前仔细评估地质条件和工程风险，以制定出最佳的沉降控制方案。
三、安全风险评估在隧道施工中，安全风险评估是不可或缺的环节。
通过对施工过程中可能存在的危险因素进行评估，可以及时采取措施控制风险，确保施工安全。
安全风险评估的主要内容包括施工过程中可能出现的地质灾害、地下水涌入、土体松动等问题。
在安全风险评估中，需要考虑施工区域的地质条件、水文地质条件、地下水位等因素。
通过地质勘察和监测手段，及时发现和预警地质灾害风险，以避免施工过程中的意外事故。
此外，还需要制定应急预案，以应对可能出现的各种意外情况。
四、监测与预警隧道施工过程中的监测与预警是地面沉降控制和安全风险评估的重要手段。
通过监测地面沉降情况、地下水位变化等参数，可以及时掌握施工过程中的变化，进而采取相应的措施。
隧道下穿既有结构物引起的地表沉降控制标准研究
陈星欣 白 冰
（ 京交通 大学 北 土木建筑工程 学院 北京 ｌｏ￣ ） ｏｏ
摘
要
解决好 隧道下穿既有结构物 引起 的地表沉 降问题 ， 城市 地下交 通 和高速 铁路 的建设具 有重 要 的意义 。在 调研 国 对
内大量隧道下穿 开挖 引起的地表沉 降控制 标准和方法 的基 础上 ， 据隧道 下穿公 路 、 根 铁路 、 隧道和建 筑物 时引起 的地 表沉 降 的不同特点 ， 结合隧道 的施工 、 开挖面积 、 埋深和工 程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 质条件等 因素 ， 对隧 道下穿不 同 的结 构物提 出不 同的控制沉 降措施和 建 议沉 降标准 。作者认 为 ， 目前 的隧道下穿引起 的地表 最大沉降控制标 准是 不合 理的 ， 沉降控 制标准 应综合考虑 既有结 构物 的特点 、 地质 条件 和施工特点等 因素。
ｔ ｎ ｓｕ ． Ｉ ｉ ｏ ｅ ｎ ｏ ｎ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｕ ｄ ｒ ｒ ｕ ｄ ｔａｆ ｎ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｒ ｉ ａ ｓｌ ｅ ．Ｔ ｉ ｐ — ａ ｔｉｓ ｅ ｔ ｓ ｆ ｎ ｅ ｃ ｕ ｔ ｒ ｄ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｎ ｅ ｇ ｏ ｎ ｒｆ ｃ ａ ｄ ｈ ｇ ｐ ｅ ａｌ ｙ ｉ ｓ ｈ ｓ ａ ｔ ｈ ｉ ｗ ｎ
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关 键 词 隧 道 地表沉 降 下穿 沉 降控 制 标 准 沉 降 控 制 措 施
隧道施工下地表沉降变形对围岩参数的敏感性分析
Ｑ：
Ｓｃｉ ｎｃｅ ｅ ａｎｄ Ｔｅｃ ｏｌ ｇｙ ｎ ｈｎ ｏ Ｉｎｏｖａｔｏｎ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
工 程 技 术
隧道 施 工 下 地 表 沉 降 变形 对 围岩 参 数 的敏 感 性 分析 ①
姜明才’ 张运 良 安永 林 （． １ 黄衢南 高速公 路衢州市 建设指 挥部 浙江衙 州 ３ ０ ２． １ ０ ２ 中南大 学土木 建筑学 院 湖南长 沙 ４ ０ ５ １ ７） ０ 摘 要 ： 基于正 交试验 设计和敏 感性 分析原理 ， 探讨 了地表 沉降对 围岩参数的敏 感性 ， 其影响性态 。 及 结果表 明 ： 明 了变形对弹性模量 探 最敏 感， 次是摩擦 角和粘聚 力，而对 泊松比最不敏 感 ； 表沉降随 弹性 模量 ， 聚 力． 其 地 粘 摩擦 角的提 高而战 小， 明这 些参数提 高捌一定 表 的程 度 后 ， 减 小地 表 最 大 沉 降 的作 用越 来 越 小 ； 表 沉 降 随 泊松 比 的提 高 而 变化 很 小 。 而 ， 软 弱 地 层 进 行 围 岩 的 加 固措 施 是 经 济 合 对 地 从 在 理 的 ，而在 条 件很 好 的 硬 岩 中 再 进 行 围 岩 加 固 则 显 得 不 经 济 。
关 键 词 ： 道 工程 地 表 沉降 围岩 参数 敏 感性 隧
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中 图分类 号 ： ５ ｕ４
文献标 识 码 ： Ａ
影 响。
文章编号 ： ７ —０ ８ ２ １ ）９ ａ一０ １ －０ １ ４ ９ ｘ（ ０ ０ （） １ １ ６ ０ ２
表 中的Ｋｉ 示 任 一 列上 水平 号 为ｉ 所 表 时 对于 的 地表 沉 降之 和 ； ｉ ｋ ＝Ｋｉ ｓ ｓ 任一 列 ／ ，为 ２变形对 围岩参数的敏感性分析 上 各 水 平 出 现 的次 数 ； Ｒ为 任 一 列 上 的 极 参 数 的 敏 感 性 通 常 可 用 全 面 试 验 设 计 差 ， 任一 列上 Ｒ 在 ｍａ ｛ ｝ ｒｉ ｛ ，。 ｘ Ｋ， ａ ｎ Ｋ ｝ ＿ （ ｖ ｒｌ ｅｉｎ 和正交试 验设计（ ｔ ｏ ｏ ａ Ｏ ｅａ Ｄ ｓ ） ｌ ｇ Ｏｒｈ ｇ ｎ ｌ 般 来 说 ， 列 的极 差是 不 相 等 的 ， 各 这 Ｄｅｉｎ 两种方案进 行分析 确定１。 ｓｇ ） ］ 一般 当参数 说 明 各 参数 水 平 改 变 对 试 验 结果 的 影 响是 １ 个数 和 参数 的水 平 个数 （ 化 个数 ） 变 不多 时 ， 不 同的 ， 差 越 大 ， 示 该 列 因素 的 数 值在 极 表 通过 数 据分 析 可获 得 试 验 范 围 内会 导 致试 验指 标 在 数 值 上 有更 擦 角 、 聚 力和 重 度 等 ， 粘 因素 较 多 ， 各 参 宜 采用全 面 试 验设 计 ， 而 数 通 常 为 非 定 值 ， 有 较 大 的 变 异 性 Ｉ 地 丰富 的信息 ， 具 。 而且 结论 比较准 确 。 当参数 个数 大 的变 化 ， 以 极差 最大 的 那 一 列 ， 是 对 所 就 质 （ 层） 地 的不 确 定 性 和 变 异 性 决 定 了隧 道 及其 水平 数 较 多时 ， 果对 每 个 参数 的每 个 试 验 结 果 影 响 最 大 的 参 数 ， 即是 主 要 的 如 也 施 工 的 高 危 性 ， 决 定 了风 险 必 须 根 据 地 水平 值 （ 化 值） 也 变 都相 互 搭 配进 行 全 面试 验 ， 参 数 。 质 变 化 而 调 整 。 虑 到 隧 道 围 岩 重 度 在 地 试验 次数 是 惊人 的 ， 如对 于４ 考 例 个参 数４ 平 水 根 据 试 验 方 案 中的 参 数 建 立 数 值 仿真 质 勘 测 时一 般 变 化 不 大 ， 面 着 重 研 究 弹 的试 验 ， 下 全面 试验 设 计至少 为４ 一２ ６ ５。 试 验模 型（ 段为ＤＩＫ１ ６ ＋４ ０ ， 中围岩 地 Ｉ ５ ３ ｌ ）其 性模量 、 泊松 比 、 擦 角 、 聚 力 对 变 形 的 摩 粘 根 据 正 交 设计 原理 ， 取 弹 性 模 量 、 选 泊 和 二次 衬 砌 采 用 实体 单 元 ， 期 支 护 采 用 初 松 比、 擦角、 聚力４ 摩 粘 个参 数 ， 合 浏 阳河 壳 单 元 ； 型 范 围在 横 向 左 右 距 隧 道 中线 结 模 隧 道 的地 质 资料 ， 取 ３ 水 平 的试 验【 】 选 个 ４ ， 取 为 ３ ｍ， 向上 取 ４ ｍ（ 道 线 路 走 线 方 纵 ５ ０ 隧 其 中各 参 数 的 中 间值 为地 质 资 料 给 定 。 从 向） 总 计 有 ２ ６ ０ 实 体 单 元 ， ９ ３ 个节 。 ７ ０个 ２ ４ ８ 而 可 以 构 造 厶（ 道 正 交 设 计 仿 真 试 验 点 ， 下 图 １ 示 。 ３ 隧 ） 如 所 方案 ， 见表 ｌ ～表 ２ 示 （ ： ３ 所 注 厶（ 中９ 试 ） 为 以 地 表 中 线 点 沉 降 作 为 指 标 ， 得 结 则 验 方案 个 数 ， 为 参 数 的 水 平 个 数 ， 每 个 果 分 析 如表 ２ 示 ， 一步 给 出 了在标 准参 ３ 即 所 进 参数有３ 个不 同的 取 值 ； 为 参 数个 数 ； ４ 底纹 数 下 各 施 工 工 序 到 达 模 型 中 间即 ２ ｍ处 的 ０ （） ａ整体 网格 （） ｂ 局部 网格 栏 表 示 参 数 基 准值 ） 。 地 表 沉 降 。 表 中分 析 可 知 ： 性 模 量是 最 从 弹 图１ 三台 阶 的三 维模 型 主要、 最敏 感 的 影 响 因 素 ， 因为 弹 性模 量 直 表 １ 各 参 数的水 平 接 影 响 到 变 形 ， 以 在 软 弱 围 岩 地 段 一 般 所 重 在 一 次 支 护 ； 次 要 和 不 敏 感 的影 响 参 最 水平 弹性模量 ￣ ＧＰ 泊松 比 ／ ａ 粘聚力 ｃ ｋ ａ 摩擦 角 ／ ／ Ｐ 。 数是泊松 比 ； 内摩 擦 角 略 大 于 粘 聚 力 的影 ｌ Ｏ． ｌ １ Ｏ． ４ｌ ７ ０ ３８ 响 ， 是 因为 在 屈 服准 则 中 ， 服 与摩 擦 角 这 屈 ２ Ｏ． ８ ０ Ｏ． ８ ３ ５ ０ ３ ４ 的 正 切 平 方 成 正 比 ， 与 粘 聚 力 一 次 方 成 而 隧 道 开 挖 是 一 个 卸 荷 系 统 ， 挖 引 起 开 的 地 层 损 失 会 引起 地 层 变 形 ， 而 导 致 邻 从 近 结 构 物 也 会 产 生变 形 ， 形 过大 ， 变 则会 对 结构 物 造 成 风 险…。 此 ， 因 很有 必要 研 究 地 层变 形 的参 数敏 感 性 问 题 。 围岩 参 数 通 常 是 弹 性 模 量 、 松 比 、 泊 摩
隧道施工中的地面沉降控制
隧道施工中的地面沉降控制隧道施工是现代城市建设中不可或缺的一部分。
然而，与其他建筑工程相比，隧道施工往往面临着独特的挑战。
其中之一就是地面沉降的控制。
地面沉降对周围建筑物、地下管道和地下水等设施都可能带来不可逆转的损害。
因此，在隧道施工过程中，地面沉降的控制成为一项至关重要的工作。
隧道施工过程中的地面沉降通常是由于土层的挖掘和地下空洞的形成。
当挖掘土层或钻探地下空洞时，土壤的结构发生了改变，从而引起了地面沉降。
如果地面沉降过大，就会对周围建筑和地下设施产生影响。
因此，在隧道施工开始之前，必须制定一套科学合理的地面沉降控制方案。
地面沉降控制方案首先需要考虑施工地点的地质条件。
不同地质条件下的地面沉降控制方法有所不同。
例如，在坚硬的岩石地层中施工时，地表沉降较小，可以采用挖掘法控制地面沉降。
而在松软土层中施工时，地表沉降较大，需要采取更加细致的地面沉降控制方法，例如地下注浆和地震沉降控制等。
在隧道施工中，地面沉降控制的关键是要保持地表的平稳和稳定。
为了达到这个目标，隧道施工通常会采取一系列措施来控制地面沉降。
首先，可以通过控制挖掘机械的挖掘速度和施工深度来减少地表沉降。
此外，还可以采用钢筋混凝土壁板和托架来加固施工现场，防止地表塌陷。
另外，地下注浆也是一种常用的地面沉降控制方法。
地下注浆可以增强土壤的强度和稳定性，减少地表沉降的发生。
除了上述常用的地面沉降控制方法外，还有一些新兴的技术正在被应用于隧道施工中。
例如，近年来发展起来的测量技术和模拟软件可以帮助工程师更加准确地预测地面沉降的程度和范围。
这些技术的应用可以帮助工程师制定更加科学合理的地面沉降控制方案，从而减少对周围环境造成的影响。
总之，隧道施工中的地面沉降控制是一项非常重要的工作。
通过科学合理地制定地面沉降控制方案，并采用适当的施工方法和技术，可以最大程度地减少地面沉降对周围环境的影响，确保隧道施工过程的安全和顺利。
随着技术的不断发展，相信对地面沉降的控制方法和手段还会不断提升，为隧道施工带来更多的便利和安全性。
隧道开挖施工中的地表沉陷监测与控制
隧道开挖施工中的地表沉陷监测与控制隧道工程是一项重要的基础设施建设工程，隧道的开挖施工过程中，会对地表产生一定的沉陷现象。
地表沉陷不仅对附近建筑物和地下管线造成影响，还可能给周边环境带来潜在威胁。
因此，地表沉陷的监测与控制变得尤为重要。
本文将就隧道开挖施工中的地表沉陷监测与控制进行讨论。
第一节：地表沉陷的原因及影响隧道开挖施工过程中，主要原因是土体受力状态的改变。
隧道开挖后，土体会由于应力重新分布而发生变形，导致地表沉陷。
此外，开挖过程中排除的土方也会导致地表下沉。
地表沉陷的影响是多方面的，不仅会对地下管线和建筑物造成损害，还可能引发地质灾害，如地面塌陷等。
第二节：地表沉陷监测技术地表沉陷的监测技术主要包括物理监测和遥感监测两种方法。
物理监测方法常用的有测斜仪、导线测斜仪、垂直度测量等。
这些方法可以实时监测地表的变形情况，可以及时发现问题。
而遥感监测方法则通过卫星和航空影像来获取地表沉陷的信息，相比于物理监测方法，遥感监测方法具有成本低、范围广的优势。
第三节：地表沉陷监测的数据处理与分析地表沉陷监测获取的数据需要进行处理与分析，以获得有用的信息。
数据处理的方法包括数据滤波、数据配准等。
而数据分析的方法主要有统计分析、趋势分析等。
通过对监测数据的处理与分析，可以得出地表沉陷的发展趋势和变化规律，为后续的控制工作提供依据。
第四节：地表沉陷的控制方法为了减轻地表沉陷对周边建筑物和地下管线的影响，需要采取相应的控制方法。
一种常用的方法是设置支撑结构，如钢支撑、混凝土墙等。
支撑结构可以减少土体的沉陷，并保护地下管线和建筑物的安全。
此外，还可以采取土体加固的方法，如灌浆、喷射混凝土等。
这些方法可以增强土体的承载力，减少地表沉陷的程度。
第五节：地表沉陷监测与控制的案例分析通过对一些典型的地表沉陷监测与控制案例的分析，可以更加深入地了解相关技术与方法的应用。
例如，北京地铁隧道的开挖施工过程中，采用了刚性支护和土体加固的方法，成功控制了地表沉陷的程度。
隧道施工中地表沉降监环境控制指标的确定
隧道施工中地表沉降监环境控制指标的确定作者：钟运秋来源：《建筑工程技术与设计》2015年第04期【摘要】交通事业蓬勃发展在繁华城区修建隧道会遇到很多问题，这些问题一直是一个重难点。
周边环境的稳定与否直接关系到工程的成败。
本文通针对拱顶下沉、净空收敛、围岩压力、格栅钢筋应力进行了研究，得出了相应的控制标准及控制值的控制范围以保证施工安全及环境稳定从而提高经济效益。
为今后类似工程提供一定参考价值。
【关键字】暗挖隧道施工；地表沉降；控制指标1、工程概况三号线华新街～观音桥区间隧道工程位于重庆市中心商区，地面街道纵横，高楼林立，商业发达，交通繁忙，地面以下有煤气、雨水、污水、电力等管路，环境条件十分复杂。
隧道穿越重庆市主干道建新南路，因此，如何有效控制隧道施工对周边建筑物、地下管线的影响，尤其是控制周边的电缆、煤气管线的沉降并保证地面交通，是该工程的重点和难点。
为此，应认真分析隧道开挖对周围环境可能带来的不利影响，并研究相应的环境控制指标，施工中加强监测，根据监测及结果，及时调整设计参数和施工方案，不断优化施工工艺，从而实现信息化施工。
根据本工程的环境特点，主要研究地表沉降控制指标，并分析提出柱（桩）沉降、地下管线及隧道受力、变形控制指标。
2、暗挖隧道施工对周边环境影响的分析区间隧道将穿越许多城市道路。
城市到路及观音桥周边地下有各种管线、管道纵横交错，主要有5种管线：上水管、煤气管、电信管、污水管、雨水管。
根据暗挖隧道的特点与周边环境条件，该工程环境保护的重点为：（1）城市道路该城市道路是重庆市的主要干道，防止其发生有害沉降是环境保护的重点，道路一旦沉降过大或坍塌，对重庆市地交通、经济、社会影响巨大。
（2）地下管线该段位于城市中心，周边的地下有各种管道、管道纵横交错，主要有5种管线，其中煤气管线、上水管为铸铁管，其它为混凝土管。
隧道施工对周边环境的影响，直接的表现是隧道开挖和支护过程中因力学、几何、水位变化等造成隧道周围土体的变形和位移。
隧道施工时地表沉降监测控制标准探讨_安永林
（a） 漏斗形破裂面
（b） 垂直破裂面
图 1 软弱围岩地层失稳形式 Fig.1 Instability forms in weak rock
②坚硬围岩 这类围岩强度由岩石强度和软弱 结构面强度两部分组成，因此岩体的破坏形式有 3 种：①岩石部分出现受拉破坏或压剪破坏；②软弱 结构面出现受拉破坏或压剪破坏；③前两种的混合 类型。很显然，第 2 种形式岩体强度最低。当软弱 结构面强度远低于岩石强度时，以软弱结构面破坏 形式作为地层稳定的控制条件，此时结构面上的应 力（σ ，τ ）及结构面强度均是结构面方向的函数：
本文主要对隧道无邻近结构物施工下地表沉降 控制标准进行探讨。
收稿日期：2009-08-18 基金项目：湖南省研究生创新基金项目(No. 3340-74236000004)：铁道部课题(No. 2005K002-D-3)；中铁四局课题(No. 2006-19)。 第一作者简介：安永林，男，1981 年生，博士，主要从事隧道结构和防灾方面的研究。E-mail: anyongling@
σ
σmax
σmin
ϕ f βmin45°+ϕ j /2 βmax
β
图 2 α 与 β 的关系曲线 Fig.2 Relation between α and β
（2）地层允许沉降[6] 由地层位移的实测结果（洞内拱顶下沉及地表 下沉）可知，地层的位移是自洞内临空面向地表逐 渐延伸的，这意味着破裂面的形成也是由隧道周围 向地表逐渐扩展的。 国、内外隧道施工经验表明浅埋软弱隧道地表 沉降曲线可用 Peck 公式描述：
①软弱围岩 这类围岩可作为连续介质加以 分析。 由软弱围岩中发生坍塌失稳的工程实例可 知，坍塌形式大致有两种：第 1 种情况（图 1（a））， 坍塌为“漏斗形”，这可用破裂面 AB（A′B′）上的 剪应力达到或超过地层极限剪应力时的地层破坏结 果加以解释，以库仑准则为破坏判据，破裂面与水 平面夹角为 θ（可取为 45°+ϕ 2 ，ϕ 为围岩的内摩 擦角）。第 2 种情况（图 1（b）），坍塌体为以洞周 为边界的垂直柱体，破裂面与水平面呈 90°夹角。 在进行下沉量控制基准值计算时，为便于计算，可 作为第 1 种情况的特例 θ＝90°处理。
结合工程实例简析地下隧道地表沉降监测
结合工程实例简析地下隧道地表沉降监测摘要：本文对广州市轨道交通三号线北延段【永泰东站】土建工程一号出入口工程暗挖隧道开挖过程所取得的监测数据进行了分析研究，保证施工的安全并有效地指导了施工进展。
关键词：地下隧道；监测1 前言地下隧道在开挖过程中，由于地层的损失及地下水位的变化，导致开挖区域自洞室面向地层深处一定范围内地层应力发生调整和变化，造成地表及建筑物的沉降和位移。
当地表移动和变形超过一定的限度时就会影响隧道或地表建筑物安全和正常使用。
尤其是城市地下隧道，一般都修建在城市中心地带，隧道周围建筑物密集、地下管网密布，地质情况比较复杂，而且地面来往行人较多、交通繁忙，所以对隧道的设计施工及对周边环境的控制要求更加严格。
2 工程概况本工程为广州市轨道交通三号线北延段【永泰东站】土建工程一号出入口工程，1号出入口设置在车站北侧东端，横穿同泰路，兼有过街人行隧道功能。
由于同泰路交通繁忙，是中央、省、市领导到访的必经之路，华南三期路桥建成后通车能力为三车道，造成经常性塞车，出入口不具备倒边施工的条件。
同时同泰路周边管线复杂，且华南三期路桥施工期间已多次迁改，再次进行管线迁改的难度大、费用高，所以过街部分采用暗挖方案。
暗挖隧道采用暗挖矿山法施工，复合式衬砌。
隧道初期支护采用喷射混凝土工艺，安装钢格栅、挂钢筋网、湿喷350mm厚C25早强混凝土。
开挖前采用长管棚和超前小导管注浆工艺预加固地层。
长管棚采用直径Φ108mm、壁厚6mm钢管，位于拱部150°范围布置，长度41.85m，环向间距0.35m，外插沿通道走向坡度为0.5%，由北向南一次打进完成。
2.1工程水文地质条件根据现场勘察所提供报告，隧道穿越土层为人工填土层、冲积—洪积砂层、冲积—洪积土层等。
地下水位埋深为1.90～5.60m，标高为19.16～24.58m。
地下水的赋存方式主要为第四系松散砂层中的孔隙水和岩石强风化带中的基岩水。
砂层的富水性和透水性较好，属中等透水层。
浅埋暗挖隧道施工现场监测与地表沉降控制
浅埋暗挖隧道施工现场监测与地表沉降控制
浅埋暗挖隧道施工现场监测与地表沉降控制
采用浅埋暗挖法进行施工的地铁隧道,尤其是下穿高速公路,地表监测是必不可少的工序,只有进行地表监测,才能保证隧道和围岩的稳定,确保施工安全;通过对监控量测数据的分析处理和必要的计算与判断,可以预测和确定隧道最终稳定时间,指导施工工序和二衬的施作时间.
作者：王春国王卫青 WANG Chun-guo WANG Wei-qing 作者单位：中铁十四局集团有限公司,山东,济南,250014 刊名：山东交通科技英文刊名：SHANDONG JIAOTONG KEJI 年，卷(期)：2009 ""(2) 分类号： U455.4 关键词：测点布置沉降控制施工安全。
隧道浅埋段地表沉降监测评价研究
隧道浅埋段地表沉降监测评价研究
张玉林
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2016(043)005
【摘要】依托草坪子隧道浅埋暗挖段地表沉降监测项目,对隧道浅埋暗挖施工过程中引起的地表沉降进行了监测,探讨了隧道开挖引起的地表沉降机理,分析了隧道开挖作用下常见的地表损害形式,最后模拟分析监测结果对此次监测方案进行评价得到此浅埋段隧道的地表沉降随隧道开挖的规律以及本身的累计沉降规律.
【总页数】2页(P48-49)
【作者】张玉林
【作者单位】中铁十八局集团隧道工程有限公司,重庆400700
【正文语种】中文
【中图分类】U456.3
【相关文献】
1.隧道浅埋段暗挖法施工引起的地表沉降分析 [J], 鄢定媛;李圆圆;向俊宇
2.地下工程监测技术支架式教学的支架搭建——以地铁区间盾构隧道工程地表沉降监测为例 [J], 张自光
3.黄土隧道浅埋段支护效果监测分析 [J], 秦朝辉
4.基于Peck公式修正浙中地区铁路隧道浅埋段地表沉降预测分析 [J], 白丁伟
5.公路小净距隧道浅埋段施工处理与监测分析 [J], 黄鑫;匡渝阳
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基于地表沉降控制标准的隧道施工安全评估
基于地表沉降控制标准的隧道施工安全评估杨玲;郑长安【摘要】为评价浏阳河隧道施工下地表沉降的安全性,从围岩稳定、经验公式和相关规范角度探讨地表变形控制标准.进而建立三台阶工法和双侧壁导坑工法下的三维仿真模型,并同现场监测作对比分析.结果表明:浅埋隧道要比深埋隧道的地表沉降控制标准更严格;围岩越坚硬、跨度越小、边墙高度越小,则允许的地表沉降越小,反之则越大;允许的沉降控制标准主要影响因素是围岩自身条件,其次是隧道的跨度;三台阶法和双侧导坑均能满足地表沉降安全性,考虑到工期的要求采用了三台阶法施工;现场监测结果比数值模拟的要小,并分析了存在差异的原因.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2010(035)004【总页数】6页(P121-125,141)【关键词】隧道工程;沉降控制标准;施工安全评估【作者】杨玲;郑长安【作者单位】湖南省高速公路管理局,湖南,长沙,410011;湖南省交通科学研究院,湖南,长沙,410015【正文语种】中文【中图分类】U456.30 引言地表沉降监测结果能反映隧道施工中围岩变形的全过程,并能反应围岩的稳定性;监测的重要性随埋深变浅而加大[1-2]。
目前,关于隧道施工引起的地表沉降研究主要有 Peck公式法,如 Chungsik Yoo[3](2003)、韩煊[4](2007);理论解析法,如Bobet(2001)[5]、K.H.Park(2004)[6];随机介质方法 ,如施成化(2005)[7]、刘宝琛[8](2002)等,另外,还有数值模拟及神经网络、支持向量机(Support Vector Machine)等系统预测方法[9]。
由于地表沉降受众多因素影响,沉降控制标准的确定并不是一件容易的事,国、内外并无统一的标准,关于这方面的研究也较少:李文江[10](2005)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标准;范文兴[11](2007)研究了浅埋暗挖地铁隧道沉降控制标准的经验公式;姚宣德[1](2007)统计分析了地铁浅埋暗挖法施工引起的地表沉降控制标准。
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（3）
式中： ∂v / ∂x 为地层垂直位移在 x 方向的变化率；
∂u / ∂y 为地层水平位移在 y 方向的变化率。
若忽略水平方向的位移，则有
γ xy = ∂v / ∂x
（4）
对 Peck 公式求导可得沉降曲线的最大斜率发
生在 x = i 处，计算式如下：
η
=
0.61 i Smax
（5）
假设地层的极限剪应变 γp 与 η 相等，
地表沉降控制标准确定的原则；针对隧道无邻近结构物段，从地层围岩稳定、经验公式和相关规范的角度探讨地表沉降控制
标准，并以武广客运专线浏阳河隧道为例子进行验证。结果表明，城市隧道变形控制标准要比山岭隧道更严格，浅埋隧道要
比深埋隧道控制标准更严格；围岩越坚硬、跨度越小、边墙高度越小，则允许的位移越小，反之则越大；允许的变形控制标
σ
σmax
σmin
ϕ f βmin45°+ϕ j /2 βmax
β
图 2 α 与 β 的关系曲线 Fig.2 Relation between α and β
（2）地层允许沉降[6] 由地层位移的实测结果（洞内拱顶下沉及地表 下沉）可知，地层的位移是自洞内临空面向地表逐 渐延伸的，这意味着破裂面的形成也是由隧道周围 向地表逐渐扩展的。 国、内外隧道施工经验表明浅埋软弱隧道地表 沉降曲线可用 Peck 公式描述：
Abstract: Ground surface settlement is an important factor to evaluate surrounding rock stability of shallow tunnel. Based on analyzing of the relation between surface settlement monitoring importance and the depth tunnel, determination principles of the settlement standard are discussed. Focusing on the section without neighboring structures, settlement standard of the ground surface is studied considering rock stability, empirical formula and relative codes. The method is applied to Liuyang River tunnel in Wuhan-Guangzhou passenger dedicated line. Results show: urban tunnel’s deformation standard is lower than mountain tunnel’s standard; shallow tunnel’ deformation standard is lower than that deep tunnel’s; the harder the rock is, the lower the deformation standard is; the smaller the tunnel span is, the lower the deformation standard is; the higher the side wall is, the lower the deformation standard is; the main influence factor is the rock’s property, the next is tunnel span. Key words: tunnel engineering; settlement standard; tunnel construction; rock stability
(1.湖南科技大学 湖南省普通高等学校土木工程施工过程与质量安全控制重点实验室，湖南 湘潭 411201；2.中南大学 土木建筑学院，长沙 410075； 3.中国中铁四局集团有限公司，合肥 2300231)
摘 要：地表沉降是判断浅埋隧道地层稳定的一个重要指标。在分析地表沉降监测重要性和隧道埋深的关系基础上，阐述了
1引言
随着隧道的开挖，地层变形不断发生变化[1]： 一般经历前期微小变形、变形急剧增大、缓慢变形 3 个阶段。诱发地层变位的基本原因是隧道施工引 起的地层损失和周围围岩受扰动或受剪切破坏的重 塑土的再固结。
地表沉降变形监测监测结果能反映隧道施工中 围岩变形的全过程，并能反映围岩的稳定性；监测
的重要性随埋深变浅而加大，但沉降控制标准的确 定并不是一件容易的事，国、内外并无统一的标准 [2]。李文江[3]（2005 年）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标准；范 文兴[4]（2007 年）研究了浅埋暗挖地铁隧道沉降控 制标准的经验公式；姚宣德[1]（2007 年）统计分析 了地铁浅埋暗挖法施工引起的地表沉降控制标准。
①软弱围岩 这类围岩可作为连续介质加以 分析。 由软弱围岩中发生坍塌失稳的工程实例可 知，坍塌形式大致有两种：第 1 种情况（图 1（a））， 坍塌为“漏斗形”，这可用破裂面 AB（A′B′）上的 剪应力达到或超过地层极限剪应力时的地层破坏结 果加以解释，以库仑准则为破坏判据，破裂面与水 平面夹角为 θ（可取为 45°+ϕ 2 ，ϕ 为围岩的内摩 擦角）。第 2 种情况（图 1（b）），坍塌体为以洞周 为边界的垂直柱体，破裂面与水平面呈 90°夹角。 在进行下沉量控制基准值计算时，为便于计算，可 作为第 1 种情况的特例 θ＝90°处理。
(1.Hunan College Key Laboratory of Construction Process, Quality and Safety of Civil Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China; 2.School of Civil and Architectural Engineering, Central South University, Changsha 410075, China; 3.China Railway No.4 Engineering Group Co., Ltd., Hefei 230023, China)
准主要影响因素是围岩自身条件，其次是隧道的跨度。
关 键 词：隧道工程；沉降控制标准；隧道施工；地层稳定
中图分类号：U 459.2
文献标识码：A
Discussion on settlement standard of ground surface during tunnelling
AN Yong-lin1, 2, PENG Li-min2, ZHANG Feng3, WU Bo3
另外，奥地利 J. Golser[2]博士认为，城市地下 铁道或隧道通过城市建筑群时位移基准值应控制的 尽量小，而山岭隧道位移基准值可适当大一些。 2.2 隧道无近邻结构物段地表沉降控制标准研讨
无邻近结构物情况下，地表沉降控制标准主要 取决于围岩和支护结构的稳定性。在隧道开挖过程 中，若发现量测到的位移超过某一临界值，或者根 据已测位移预计最终位移将超过某一临界值时，则 意味着围岩不稳定，支护系统须加强。然而，该临 界值的确定并不是一件容易的事，国、内外并无统 一的标准。隧道在邻近结构物下，其控制标准还要 考虑具体邻近结构物的特性及其与隧道位置关系等 而综合确定。 2.2.1 从围岩稳定角度推导变形标准
硬岩中， K = 1×10−3 ； i 为沉降槽宽度系数，即曲
线拐点到隧道中心的距离，可通过回归或经验公式
（a） 漏斗形破裂面
（b） 垂直破裂面
图 1 软弱围岩地层失稳形式 Fig.1 Instability forms in weak rock
②坚硬围岩 这类围岩强度由岩石强度和软弱 结构面强度两部分组成，因此岩体的破坏形式有 3 种：①岩石部分出现受拉破坏或压剪破坏；②软弱 结构面出现受拉破坏或压剪破坏；③前两种的混合 类型。很显然，第 2 种形式岩体强度最低。当软弱 结构面强度远低于岩石强度时，以软弱结构面破坏 形式作为地层稳定的控制条件，此时结构面上的应 力（σ ，τ ）及结构面强度均是结构面方向的函数：
第 30 卷增刊 2 2009 年 12 月
文章编号：1000－7598 (2009) 增刊 2－0446－06
岩土力学 Rock and Soil Mechanics
Vol.30 Supp.2 Dec. 2009
隧道施工时地表沉降监测控制标准探讨
安永林 1, 2，彭立敏 2，张 峰 3，吴 波 3
S
=
Smax
⎛ exp ⎜
⎝
−x2 2i2
⎞ ⎟ ⎠
（2）
Peck 曲线拐点处的剪应变最大，因此，以该拐 点达到剪应变极限值时当作地层处于极限状态，从 而推导地表沉降控制基准值，过程如下：
由弹性力学平面问题的基本理论可知，在迪卡 尔座标系中，地层中某点的剪应变可写为
γ xy = ∂v / ∂x + ∂u / ∂y
增刊
安永林等：隧道施工时地表沉降监测控制标准探讨
2 隧道地表变形监测标准探讨
2.1 隧道地表沉降控制标准确定的原则 地表沉降控制标准是隧道施工风险评估的重要
内容之一，也是风险监控工作实施的前提，是为确 保被监控对象安全而确定的最大允许值。监测过程 中，一旦监测数据超过控制基准值，监测部门应该 在监测报表中醒目地标注出，予以报警，并与有关 部门共同研究分析，必要时可对控制基准值进行调 整。一般参照以下原则确定控制基准[2]：①应满足 现行相关设计和施工的规程、规范和指南等的要求。 ②由建设、设计、监理、施工等相关部门共同确定， 列入监测方案。③有关隧道邻近结构物监测控制基 准值应保证其安全和正常使用，并考虑邻近结构物 主管部门所提出的要求。④监测控制基准值应具有 工程施工可行性，在满足安全的前提下，应考虑提 高施工速度和减少施工费用。⑤对一些目前尚未明 确规定控制基准值的监测项目，可参照国外类似工 程的监测资料确定。⑥应根据具体工程现场监测结 果和工程经验，分析围岩及支护结构的稳定状态及 周边环境的安全状况，对预先确定位移允许值进行 修正。