摘要：地层沉降是地铁施工当中主要的问题之一，也是常见的问题之一，只有进行沉降监测与控制，才能够避免沉降范围超过预期，提高地铁施工的可靠性。基于此，本文主要分析浅埋暗挖地铁施工当中沉降的主要原因，并通过监测与控制分析方法避免沉降，通过有效前期支护和预注浆等辅助措施，对于沉降进行合理的控制。
关键词：浅埋暗挖；地铁施工；沉降监测
引言：
地铁已经成为现时代人们主要的交通出行方式之一，不会拥堵、线路较短，可以配合地面交通网络，打造城市的立体交通设施。一般来说，目前的城市地铁施工都以浅埋暗挖隧道施工方式为主，在一些城市的主路段正方穿过，在进行施工控制的过程当中，既要对地面建筑地面交通和地下管网进行全面的分析，也要对地层的沉降进行动态的监测。
1、浅埋暗挖地铁施工地层沉降现象与控制
在大部分的地铁施工的过程当中，由于土质的影响都会存在沉降的风险，尤其是在人工填土层、冲击黏土层、残积土层、红色碎屑、全风化岩层及强风化岩层进行施工的过程当中，这种沉降的风险还会升级。因而从目前的区间隧道大部分残土判断可以看出 只有进行全面的分析与准备，进行有效的监督与控制，才能够将沉降的风险降到最低。
例如，沈阳某地铁施工工程通过开挖断面分析，可以判断出当地的土层主要为全土断面、半岩土断面以及全岩断面，拥有不同程度的水赋存方式、孔隙自由水和基岩裂隙水。地铁施工人员采用区间隧道短接施工方法，将台阶长度控制在6到8m之内，软弱围岩段采取风镐人工开挖技术，配合预注浆施工，将导管形成有效的连接网络，并通过拱架山施工金网、焊接中连接网等等，喷射混凝土，通过片草法，来对施工的沉降现象进行控制，这种早期支护方法取得了良好的回填注浆效果[1]。
2、地层沉降监测与分析
在实际地铁施工的过程当中，尤其是在浅埋暗挖地铁施工的过程当中，通过有效的沉降分析与控制，掌握不同断面形式的地面沉降现象，是有效的控制方法。
2.1探寻沉降规律
一般来说，同一地层的地铁开挖沉降具有相似或相同的现象。例如，同一里程拱顶处的沉降与地表沉降的表现具有不同程度的差异，通过沉降槽幅度的现场感知与控制等等，对于隧道的轴线灵敏度进行监测，可以取得良好监控效果。一般来说，要每间隔十米，在地表和拱顶设置一对沉降监测点，每间隔50米，设置一组横断面监测点，通过这种横向与纵向相配合的监测方式，可以比较有效地捕捉到变形的灵敏点，对纵向地面下沉和横向地面幅度变化等等，进行有效的分析。
2.2纵向地层沉降
纵向沉降主要是由于地面的固体、液体和气体三相体系的改变而发生，因而在进行监测的过程当中，主要对土层的粘弹塑性进行全面的分析。一般来说，在软土层含水量较大、蠕动性较强的地区，可能会由于地层的失水、固结现象而延续沉降的时间，这就导致工作人员的工作量变大，对于地层沉降的控制作用也会下降。对于这样的情况，要对开挖之后的土层变形情况进行最终值的分析，通过时间推移效应，来对空间进行全面的探究。
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2.2.1前期控制
在前期的沉降阶段，要（1）对开挖点的监测面进行三维动态分析，在地层受到扰动之后，进行相关的地表监测与反馈，对于开挖层所覆盖的表土诱导性作用进行孔隙化的分析。（2）分析水夹土粒在重力作用下，形成的动态变化，这样的控制方式可以更好地对软土层的湿水、湿土现象进行全面的动态分析。（3）在压缩变形的情况下，对于土层的缓慢增长与沉降过程进行合理的反馈，避免在施工的后期发现过期沉降现象，影响整个施工的有效性。
2.2.2开发过程的动态监测
在进行浅层埋暗挖施工的过程当中，还要对围岩层发生的持续增值变化，进行可靠性分析。例如，在土体加速失土、失水的过程当中，就要：第一，对增值幅度进行合理的监控与预算，通过沉降涵盖上面监测点的支护分析以及闭合环分析等等，对于岩土层提供的约束力进行扰动的分析与控制。第二，对于沉降表面的形态进行动态分析，对于一些急速增大的沉降现象进行合理化的保护，一般来说，可以通过地层沉降速度开挖数值分析进行收敛计算，通过地层集聚呈现时期的相关对应数值对于沉降层30%-40%的承浆比重，进行合理的控制。第三，并通过超前管棚架预注浆施工等方式，进行管网的支护，对于沉降的现象进行合理的控制。
2.2.3后期沉降
后期固结沉降主要是在浅层施工的过程当中，通过前期沉降、开发过程的动态监测以及相关干与扰动形成的总沉降数值计算，对受到土体的粘弹塑性的相关影响进行分析。后期的沉降会出现一定的阻滞作用，这与土体的覆土层厚度类型、力学、地下水层等相关周围因素具有显著的相关关系。因而在这个分析阶段，技术人员：
首先，要对这个缓慢的递减过程进行全面的分析与支护，并且通过测点处隧道、结构上覆土和流沙层的相关监测等等，最终测得各个阶段沉降所占的百分比。
例如，沈阳某地铁施工工程，就通过这种地层纵向沉降回归分析，测得一定的实测数据之后，采用回归数据分析模型，设置了12个监测点，对于开挖面距离与隧道动静之比值进行相关的系数分析与计算。通过这种实测数据来对离散点的拐点进行定制分析，测得最小二乘法的估值结果。选取12个沉降点中的1/3，作为实测沉降管线点，按照最小二乘法估值的0.15来测的最终的函数关系式。
其次，从纵向洞外观测结果对地表下沉情况、水平位移情况、多点位移动情况进行真实的反馈与分析，从而全面计算地层的稳定程度。并且评价施工方式的合理性与适用性，应用收敛方法、拱顶下沉测量方法，对于目前支护结构的稳定性进行稳定性测量。通过半个横断面个点监测等方法，对于施工过程当中各个地表的变形情况进行综合稳定性分析。
最后，也有不少国外的学者，通过模拟实验和现场卡槽测量方式，比较真实地反映出不同地层的沉降回归变化方式，例如采用派克公式等等，对于隧道当中线上的沉降值进行最小估值，并且对于地表沉降与拱顶沉降的对比数值进行有效的分析，值得借鉴与推广[2]。
结论：
综上所述，有效的监测是地表沉降控制的重要方式，采取前期监测与后期综合控制的方法，可以显著改善沉降。从本文的分析可知，研究地表沉降的监测与控制，有利于我们从发展的角度看待目前技术的进步。因而我们要加强数据分析，通过预埋线分析、灌注浆控制以及相关支护方式，提高实际地表沉降控制的有效性。
参考文献：
[1]刘喆. 地铁隧道施工扰动及其对邻近高速铁路桥桩和线路影响的研究[D].北京交通大学，2018.
[2]武科，张文，吴昊天等.上软下硬地层地铁隧道下穿既有城市道路的变形规律及控制措施研究[J].现代隧道技术，2017，54（06）：126-135.
论文作者:邵晶晶
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/4
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