浅埋隧道施工引发的地层变形规律

包晓英

（内蒙古兴安职业技术学院 内蒙古乌兰浩特 137400）

浅埋隧道施工引发的地层变形规律

包晓英

（内蒙古兴安职业技术学院 内蒙古乌兰浩特 137400）

随着我国城市的发展，大量的劳动力涌入城市，给我国城市的交通运输带来了巨大压力。为了缓解城市的交通运输压力，浅埋隧道工程开始纳入到我国城市的施工建设当中。但是，隧道施工必然扰动地层，从而造成相应的地层变形，并进一步对城市建筑物以及地下管线等产生一定的不良影响。因此，我们要对浅埋隧道的沉降原因进行深入分析，并结合实际理论总结出相应的浅埋隧道施工所引发的地层变形规律，从而制定有效的措施，保证城市浅埋隧道工程的有序进行。

浅埋隧道；地层变形；规律；措施

一、浅埋隧道施工引发地层变形的影响因素

1.盾构机工作面上的附加推力。隧道施工过程中，原岩的应力与支护力在开挖面上是不相同的。当原始土压力小于支护力的盾构开挖面时，土体就会从正面方向受到向上向前挤压力，从而造成城市地层的变形，即城市地表的隆起；而当原始土压力大于开挖面的支护力时，盾构就会在挖面土体里面进行相应地移动，从而造成城市地层变形，即城市地表的沉降现象。

2.土层与盾构机壳壁的摩擦力。浅埋隧道工程的施工过程中，土层与盾壳在盾构机的施工推进过程中，会产生一定的摩擦力，从而使得土体在移动过程中受到向前与向上的挤压力。这个力会在盾构机的移动过程中，逐渐地延伸到地表，从而使得城市地表出现隆起或沉降的现象。

3.盾构施工过程中产生的地层损失。盾构在施工过程中，会由于各种原因造成一定的地层损失，像是盾尾压浆、盾构纠偏不及时等都会使得土体产生隧首衬砌或是盾尾空隙，并进一步产生压力从而造成城市地层的变形。

二、浅埋隧道施工引发地层变形的规律分析

1.建立盾构推进的简单力学模型及假定。

从上文的分析中，我们可以了解到隧道施工中的土体在盾构推进时会产生附加应力，从而使得前方的土体受到一定的挤压力。因此，我们假定：①浅埋隧道施工过程中盾构机匀速推进；②推进情况都只作为盾构机的推进情况；③将土层与盾构机之间产生的摩擦力均匀分布；④土体为均质性体。

2.盾构正面附加推力与壳壁摩擦力的取值。对于盾构正面推力，其主要构成有静止土压力，盾构机的静止，盾构埋深，土体重度以及土层的内部摩擦力。而对于由土层与盾构侧壁的正压力所产生的土层摩擦力，其是由土层与壳壁的正压力进行相乘，从而构成了盾构的基本公式。另一方面，盾构机所承受的土体压力，底部最大，顶部最小，而我们进行计算时，可以把值定为隧道埋深处的压力值。

3.盾构工作面附加推力引起的地层变形研究。在进行实验的过程中，我们首先要将盾构机模型的开挖时间设定好，其经过一定的时间后，就会以固定的速度进行施工推进，同时工作面的开挖也会产生其一定的圆形范围积分，而这样的地层位移情况也是由盾构的附加推力所引起的。实验过后，我们可以了解到，城市地层的弯曲曲率，地层水平变形以及地层的倾斜都会通过施工过程中的盾构挤压而形成，从而使得城市地表发生各种各样的变化，并进一步影响城市建筑物以及地下管线等。

三、浅埋隧道施工引发地层变形的相关措施

1.浅埋隧道施工前的城市地层预加固措施。在城市隧道工程的施工之前，我们可以对城市地层进行预先加固的有效措施，像是隔离措施等。隧道工程的隔离措施大体分为隔离墙与打管棚两种方式。隔离墙能够通过在地层中形成的刚性结构来防止地层的剧烈活动，但是，隔离墙也会在某些情况中产生一定的位移问题，这也同样需要得到有效的重视。而打管棚对于城市浅埋隧道工程相对来说就具有良好的效果，其不仅可以减少地层损失，其在一定程度上还能对城市地层起到有效的加固作用，从而保证城市地层的稳定。

2.严格控制城市建筑物的受影响程度。城市地层变形对于建筑物的影响是影响人民生命安全的主要因素之一，因此，我们对于建筑物的稳定性要有严格的把握与控制。像是隧道施工过程中的地下水排出问题，我们要对其进行严格地有效控制，从而保障城市地层的稳定，并进一步确保建筑物的稳定性能。

四、总结

现今，我国城市建设的地质条件一般都较为复杂，且其大部分都处于松散、软弱的地层之上，因此，当前的城市浅埋隧道工程要对各个城市的实际地质条件进行深入地勘探，并与实际施工条件相结合，从而制定出科学、合理的施工方案与措施。同时，在城市浅埋隧道工程的施工过程中，我们要对城市地层的变化进行实时地监测，利用多种方式对变形地层进行准确测量，从而对施工情况具有精确的了解与掌握，从根本上了解浅埋隧道施工中城市地层变形的基本状况，并确保隧道工程的有序、安全进行，促进我国城市的进步与发展。

[1]陈刚.土岩结合地层暗挖区间隧道下穿建筑物变形预测研究[J].价值工程,2013(06).

[2]荀智翔,刘依霞.浅析隧道施工引起的地表沉降及变形测量[J].山西青年,2013(11).

Deformation caused by the shallow tunnel construction

Bao Xiao-ying

(Inner Mongolia Xing'an Vocational and Technical College, Ulanhot Inner Mongolia,137400, China)

With the development of our city, a large labor force has the city, brings great pressure to city transportation. In order to alleviate traffic pressure in the city, shallow buried tunnel get into the construction of our city. However, the tunnel construction inevitably disturbed strata, resulting in the corresponding stratum deformation, and has adverse effects to the city buildings and underground pipelines. Therefore, we must carry on in-depth analysis to the reasons of settlement of shallow buried tunnel, and summarizes the corresponding shallow caused by tunnel construction deformation regularity of practical theory, so as to take effective measures, ensure the shallow buried tunnel orderly.

shallow buried tunnel; ground deformation; law; measures

U45

A

1000-9795（2014）03-0443-01

［责任编辑：陈怀民］

2014-01-20

包晓英（1975-），女，内蒙古兴安盟乌兰浩特，讲师，从事材料成型与控制、建筑材料、道路材料方向的研究。