宁波市轨道交通集团有限公司运营分公司 浙江宁波 315000
摘要：城市化水平的不断提高使我国城市人口不断增加、城市范围不断扩展，为了保证城市居民出行便捷，建设发达安全的城市公共交通网络十分重要。而城市机动车不断增加使城市路面交通的通畅性大大降低，因此，为了保证城市交通的通畅性和有序性，兴建城市地铁是当前城市建设和规划中不可缺少的部分。在地铁建设过程中，重视地铁隧道结构的沉降问题是保证地铁运行安全的关键因素，因此，对地铁隧道结构的沉降原因进行研究分析，并提出切实可行的改进措施有助于提高地铁隧道结构的稳定性，保证地铁安全稳定运行。
关键词：地铁隧道；沉降原因；地质条件；改进措施
1 地铁隧道结构沉降的一般因素
地铁隧道结构的稳定性是保证地铁运行安全的重要基础，但在地铁施工过程中，可能会出现一些原因导致地铁隧道结构出现不均匀沉降现象，影响地铁隧道的正常使用，并且对地表上的建筑物也会造成一定的不利影响。造成地铁隧道结构不均匀沉降的因素很多，主要有以下几个：
1.1 下卧土层的均匀性较差。一般来说，地铁隧道结构的下卧土层呈纵向分布，不同土层的性质、分层以及过度等情况都会影响下卧土层的均匀性和平衡性，而地铁隧道施工过程中，因为下卧土层的均匀性不够稳定就会导致施工偏差，增加地铁隧道结构的沉降量。
1.2 隧道埋深对地铁隧道结构承载力的影响。隧道埋深度主要影响地铁上方结构的承载力，尤其在地铁隧道附近进行施工就会对地铁隧道的施工质量产生影响，使地铁隧道结构出现侧向位移，导致沉降现象发生，并且地铁隧道附近施工也会使地铁结构出现振动，从而造成沉降。
1.3 临近地铁开挖基坑。深基坑开挖过程实际是卸载的过程，临近地铁隧道的深基坑开挖对隧道的影响主要是两个方面1.由于基坑开挖引起围护的侧向位移和坑内隆起使得坑外地层沉降，导致隧道也随之沉降；2.基坑开挖引起围护向基坑内的侧向水平位移，导致隧道发生挠曲变形，临近基坑的隧道段和远离基坑的隧道段间将产生明显的纵向不均匀沉降。
1.4 隧道近距离穿越。城市地下空间的有限和立体化综合开发以及城市轨道交通网换乘的需要，使得不同隧道形成空间近距离交叉穿越的现象越来越多，后建隧道对周围土体的扰动，会在隧道横向的地层中形成一个近似正态分布的沉降槽，导致已建隧道产生纵向的不均匀沉降。
1.5 列车运行的振动。 地铁隧道在正常营运期间，要受到地铁列车振动荷载的长期循环作用，在列车振动荷载长期循环持续的作用下，必须注意隧道下卧的饱和砂土层液化的可能性以及饱和粘土震陷的可能性。
1.6 地震运动原因。地震会造成城市地质构造在一定程度上的变化，会对城市的地层情况产生或多或少的影响，地震产生的地层液会对地铁隧道结构产生一定的向上浮力作用，造成地铁隧道结构沉降的纵向不均匀变化较为明显，影响地铁隧道的稳定性和坚固性。
2 地铁隧道结构沉降防治的一般措施
2.1 利用注浆施工提高隧道结构的稳固性
利用注浆方法对地铁隧道结构进行加固，从而达到控制隧道沉降的目的是沉降管控措施中的重要一步。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注浆控制地铁隧道结构沉降问题的主要优势体现在以下两方面（1）能够有效减少地铁隧道结构顶管部分与周围土体之间的摩擦力，降低地铁隧道施工过程中可能会引起的地层损失程度；（2）在隧道顶管施工过程中，对顶管管节外部的间隙土进行注浆，能够增强顶管结构的稳固性，减少因地层损失造成的地铁隧道结构沉降现象。
在对地铁隧道结构进行注浆加固时，要根据实际的施工情况选择合适的注浆材料、注浆压力等，尤其是对注浆材料进行配比时，一定要按照相关的标准规范进行，并且在注浆过程中要严格按照需要的注浆量和注浆压力进行施工，确保注浆后的质量符合设计需求，才能避免因为注浆压力过大而引起的隆起现象，另外，还要充分考虑注浆后的隧道结构对地层结构的影响，保证地层损失在可控范围内。
2.2 严格控制隧道埋深度
通常情况下，地铁隧道的埋深度越大，地铁隧道上方的地表受到的影响就会越小，这样造成地铁隧道沉降的可能性就会相对较低，因此，为了降低地铁隧道结构的沉降问题，对隧道的埋深度进行严格控制十分必要。一般来说，隧道埋深度超过一定范围，就会对接收井、始发井以及基坑施工等产生一定程度的不利影响，隧道埋深度过大时，甚至可能会影响一定区域内的地下水，而隧道埋深度过浅，地铁投入使用后会对地表产生较大影响，并且地铁运行过程中产生的震动问题还会降低地铁结构的稳定性，增加地铁隧道结构的沉降概率。因此，必须对地铁隧道的埋深度进行严格控制和设计，要根据地铁工程项目的施工情况，对地铁工程所在区域的地层情况进行充分考虑后，设计科学合理的埋深度，除此之外，还要对地铁工程的经济投入、总体地质环境进行考虑，确保工程施工的成本在一定范围内。
2.3 对地铁隧道结构的顶推力控制措施
隧道的顶管结构在地铁列车前进的过程中会产生各种附力，对顶管结构的稳固性产生一定威胁，而顶推力是整个顶管结构在地铁隧道中前进的主要动力，一般来说，在设计顶管结构的顶推力的时候，要保证顶推力比各种侧摩擦力更大，这样才能更好的避免因侧摩擦力较大而引起的地铁隧道结构沉降问题，但是顶推力也不能过大，否则仍旧会导致地表出现沉降或者隆起的现象。因此，在设计地铁隧道的顶管结构的顶推力时，要根据地铁隧道顶管结构的前进动力大小、方向以及变化规律进行合理设计，可以使用千斤顶的最大顶推力和顶管结构的土层参数确定原始的顶推力数据，然后根据实际情况进行调整和变化，确保顶管结构能够正常前进以及后退。
2.4 对隧道结构的危险部分进行实时监测
一般情况下，地铁隧道结构经过的区域中会存在一些更容易出现地表沉降的地段，这就需要相关工作人员利用专业知识和技能对易出现地表沉降问题的地段进行准确预测，然后使用智能化、自动化的遥控监测设备对该地段进行实时监测，以便及时发现地表沉降的隐患，尽早排除，保证地铁运行的稳定性和安全性。通常对危险部分进行以下方面监测：土体的深部位移情况、地面建筑的下沉与倾斜情况、地下水位变化情况以及地表沉降情况等。
3 结语
总而言之，为了保证城市居民出行通畅和安全，建设城市地铁是城市发展过程中不可缺少的交通设施，尤其是大型城市的不断对外扩展，地铁工程项目也在逐渐增加。在建设地铁工程时，一定要在充分掌握城市地质条件和地质构造的基础上进行规划设计，保证地铁建设的安全性，同时保证地铁在投入使用后的稳定性和舒适性，这对促进城市的更好发展有一定意义，这就需要工作人员根据地铁建设的实际情况使用有效措施降低地铁隧道结构的沉降概率，对地铁的日常运行情况进行实时监控，并对地铁隧道结构的稳定性进行定期检测，及时排除潜在隐患，是保证地铁隧道稳定安全，保证地铁交通可靠性和舒适性的重要措施。
参考文献
[1]张军. 地铁隧道结构的沉降原因及防治措施分析[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015(11).
[2]闫淑芳. 浅析地铁隧道结构的沉降原因[J]. 科学时代, 2012(12).
[3]方亮. 地铁运营隧道局部地段异常沉降原因分析及整治措施浅谈[J]. 建筑知识:学术刊, 2013(12):297-297.
论文作者:崔道金
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第14期
论文发表时间:2017/12/19
标签：隧道论文; 地铁论文; 结构论文; 推力论文; 基坑论文; 注浆论文; 地层论文; 《建筑科技》2017年第14期论文;