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摘 要：隨著國(guó)家社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)城市的交通業(yè)也隨之不斷開拓與發(fā)展，隨著地面空間的不斷占據(jù)與近于飽和的使用，地下空間的開發(fā)與利用逐步被得到重視與創(chuàng)建。盾構(gòu)法施工是應(yīng)用較為廣泛的一種隧道施工法，由于地鐵隧道的不斷開發(fā)與施工，受到施工中各種因素的影響會(huì)導(dǎo)致地面發(fā)生沉降的問題，為了探討城市地鐵隧道施工引起的地面沉降問題，文章從地層損失、土體固結(jié)壓密和地表沉降槽系數(shù)等三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：城市地鐵；隧道施工；地面沉降

隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷改革與發(fā)展，我國(guó)的城市交通事業(yè)也隨之不斷發(fā)展與建設(shè)，而城市地面交通的建設(shè)隨著建筑群、文化廣場(chǎng)、綠化帶等的建設(shè)在擴(kuò)建空間上比較有限，因而地下空間的開發(fā)逐漸被重視并得到利用。地鐵隧道工程在城市建設(shè)中逐步被實(shí)施與建設(shè)中，在隧道施工中盾構(gòu)法是全程施工的主導(dǎo)施工方式，它主要是將地面上的施工轉(zhuǎn)移到地下施工，采取地下開鑿地道，將傳統(tǒng)頂涵施工與橋式盾構(gòu)法進(jìn)行綜合改革而形成的一種地下實(shí)施的建筑施工方式。但在施工中，由于各種因素會(huì)導(dǎo)致城市地面發(fā)生沉降的現(xiàn)象，從而對(duì)地上樓群建筑、群眾安全、各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等造成一定程度的影響及潛在危機(jī)。不僅引起人民群眾的重視，也加大了市政、施工等各相關(guān)單位的重視與研討。下面文章就城市地鐵隧道施工引起地面沉降的幾個(gè)相關(guān)問題進(jìn)行探討與分析，具體內(nèi)容如下。

1 城市地鐵隧道施工引起地層損失致地面沉降的問題

目前在城市地鐵隧道的施工中，主要施行的建筑方法就是盾構(gòu)法施工，盾構(gòu)法施工時(shí)首先會(huì)利用機(jī)器將地下地層挖開，將大量土體挖出，在此過程中實(shí)際挖出去的土體面積與隧道的實(shí)際使用面積是不相符的，因?yàn)樵谑┕ぶ杏捎趯?duì)地層的破壞會(huì)造成其大面積推移并引起沉降的情況。一般盾構(gòu)施工初期，被挖的地層因孔隙水壓的強(qiáng)度不大，所以應(yīng)力較小，在剛施工時(shí)只會(huì)隨著盾構(gòu)施工的變化及施工地點(diǎn)的變化出現(xiàn)小幅度沉降。而隨著施工進(jìn)度的不斷推移，隧道被挖開的面積不斷增大，推動(dòng)力及應(yīng)力會(huì)逐漸增大，從而使地層出現(xiàn)大面積移動(dòng)或出現(xiàn)地面凸起的現(xiàn)象。而在盾構(gòu)施工中為了減小對(duì)土體的影響及便于運(yùn)輸車將隧道內(nèi)挖出的土體運(yùn)輸出去，會(huì)采用千斤頂將土體地層支撐。但當(dāng)千斤頂撤回時(shí)，由于壓力作用會(huì)導(dǎo)致地層坍塌的情況出現(xiàn)，形成地面沉降現(xiàn)象。同時(shí)若施工中遇到粘土，對(duì)其施工不僅有困難而且會(huì)造成嚴(yán)重的地層影響，而地面會(huì)隨之推移，從而造成沉降問題。在地鐵隧道進(jìn)行盾構(gòu)施工時(shí)，施工的依據(jù)是軸線的引導(dǎo)，但在施工中一定會(huì)遇到橢圓形的施工地點(diǎn)，隨著地層不斷的被挖開，土體不斷的運(yùn)輸，施工的軸線因橢圓的出現(xiàn)一定會(huì)出現(xiàn)偏差，但很小的偏差不會(huì)影響地面太大的波動(dòng)，一旦橢圓的角度離軸線越遠(yuǎn)，角會(huì)隨之越大，從而地面承受力會(huì)越小，形成的地面沉降現(xiàn)象會(huì)越嚴(yán)重。而在隧道施工中，不僅會(huì)遇到橢圓形施工地點(diǎn)，也會(huì)出現(xiàn)障礙物的阻擋，施工時(shí)由于機(jī)械的挖土一定會(huì)破壞障礙物地層的穩(wěn)定性，不僅會(huì)造成障礙物的偏移，也會(huì)影響地面的沉降。同時(shí)在盾構(gòu)施工中，機(jī)械不斷的施工、挖土，本身地層就受到機(jī)械的破壞，加之車體的壓力及摩擦都會(huì)造成對(duì)地層的影響，長(zhǎng)久處于施工中的地層在嚴(yán)重的破壞與負(fù)載下，會(huì)出現(xiàn)地面沉降的問題。

2 城市地鐵隧道施工引起地面土體固結(jié)壓密致地面沉降的問題

土體固結(jié)壓密是指土體在被撓動(dòng)以后，由于機(jī)械作用會(huì)導(dǎo)致?lián)蟿?dòng)以后的土體形成松散的孔隙水壓，待撓動(dòng)工作停止以后孔隙水壓會(huì)慢慢蒸發(fā)消失，從而使蓬松的土體因孔隙水壓的蒸發(fā)而變結(jié)實(shí)，造成土體出現(xiàn)結(jié)固壓密的現(xiàn)象，致使沉降的出現(xiàn)。地鐵隧道的施工是在地下，而目前施工方式均采用盾構(gòu)法施工，首先需要大量的進(jìn)行機(jī)械挖土，在土體被撓動(dòng)以后，會(huì)由于機(jī)械的作用與周圍空氣等因素的干擾造成土體土層結(jié)構(gòu)中形成孔隙水壓，土層會(huì)變得松散。當(dāng)大量施工結(jié)束后，由于時(shí)間的推移，孔隙水壓中水汽的蒸發(fā)，土層的應(yīng)力會(huì)隨之逐漸減弱，導(dǎo)致土體會(huì)逐漸出現(xiàn)固結(jié)壓密和變形的現(xiàn)象，土體變得結(jié)實(shí)、堅(jiān)硬，從而使地面出現(xiàn)沉降情況。而在撓動(dòng)施工過程中，由于土層被撓動(dòng)，在造成最終土體固結(jié)壓密的情況時(shí)，還會(huì)由于土體的被破壞，造成土體原有強(qiáng)度減弱，形成土層由點(diǎn)到面的推移和變形，無形的移動(dòng)與變形不僅會(huì)對(duì)盾構(gòu)施工的牢固性造成影響，也會(huì)使地面出現(xiàn)沉降的問題。地面沉降會(huì)造成周圍建筑物、人類活動(dòng)及相關(guān)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)安全的潛在危險(xiǎn)，或因崩塌已造成嚴(yán)重事故的發(fā)生。

3 城市地鐵隧道施工引起地表沉降槽系數(shù)變化致地面沉降的問題

地表沉降槽系數(shù)的變化與地面沉降的程度有一定的關(guān)系，而地表沉降槽系數(shù)的變化和盾構(gòu)埋深與盾構(gòu)半徑有直接關(guān)系。盾構(gòu)埋深指的是隧道施工的實(shí)際深度，根據(jù)地質(zhì)與設(shè)計(jì)要求，每部分的盾構(gòu)深度也不盡相同，但不同盾構(gòu)深度造成地面沉降的情況也不相同，它與地表沉降槽系數(shù)有一定的關(guān)系。正常的預(yù)計(jì)，盾構(gòu)施工的隧道深度越深，地表沉降系數(shù)會(huì)隨之慢慢增大，而地表沉降槽的變化范圍則會(huì)隨之慢慢增大，造成地面沉降的程度會(huì)相對(duì)減小。因而說地表沉降槽系數(shù)與地面沉降的程度有此長(zhǎng)彼消的關(guān)系。也就是說盾構(gòu)施工深度越淺，則地表系數(shù)變化會(huì)隨之降低，地表沉降槽會(huì)隨之減小，而地面沉降程度會(huì)相對(duì)增大。但是，盾構(gòu)半徑與地表沉降槽系數(shù)的關(guān)系則反之，盾構(gòu)施工半徑越長(zhǎng)，地表沉降槽系數(shù)則會(huì)隨之寬度越大，盾構(gòu)隧道施工半徑擴(kuò)寬，地表沉降槽系數(shù)則會(huì)隨之增強(qiáng)，從而形成的沉降長(zhǎng)度和寬度均會(huì)增大，從而造成對(duì)人類及生活的潛在影響。

4 結(jié)束語

國(guó)家在發(fā)展，城市在發(fā)展，交通事業(yè)必然需要發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的城市地下交通被廣泛開發(fā)、建設(shè)與使用，地下交通有效緩解了路面交通擁堵的狀況，但也對(duì)人們的生活安全、周圍群樓建設(shè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成了一定的潛在危險(xiǎn)。地鐵隧道的建設(shè)大多在城市繁華區(qū)的地下，地上有密集的建筑群與人，地下有錯(cuò)綜復(fù)雜的管道、線纜，如果地鐵隧道發(fā)生崩塌或下沉，則會(huì)嚴(yán)重影響周邊的人們、建筑、管道及線纜等，不僅造成嚴(yán)重的事故，而且對(duì)施工進(jìn)度也會(huì)產(chǎn)生影響?；谝陨蠁栴}，文章對(duì)城市地鐵隧道施工引起的地面沉降問題進(jìn)行了探討和分析，在地鐵隧道施工中主要采用盾構(gòu)法來進(jìn)行建設(shè)，而施工是在黑暗的地下進(jìn)行，因而需要大量的機(jī)械挖掘與運(yùn)輸才能將地下通道打開。所以在施工中由于對(duì)地層的破壞、土體因破壞形成固結(jié)壓密、地表沉降槽系數(shù)隨盾構(gòu)施工深度及半徑的變化，均會(huì)造成地面沉降的現(xiàn)象，也是導(dǎo)致地面沉降的問題所在。因而，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地鐵隧道施工引起地面沉降的問題進(jìn)行探究，創(chuàng)建有利于交通事業(yè)穩(wěn)固發(fā)展的方法，來推動(dòng)交通事業(yè)的長(zhǎng)久、持續(xù)發(fā)展。

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