摘要：地铁，是一种常见的公共交通工具，在我国的诸多大城市都具备着，极大的便利了人民群众的出行，同时他的安全问题也就变的非常重要。地铁系统的安全性，很大程度上都是在施工过程之中施工者所采取的工作方法所决定的。本文根据实际的地铁建设经验，分析了地铁施工中常见的会导致沉降现象的问题，也提出了对应的预防方法。
关键词：地铁；施工；沉降；控制
前言：随着经济的快速发展，我国许多城市也渐渐加大了城市地铁建设力度。城市地铁暗挖隧道工程必须要在岩土体内部施工，不管埋深大小，开挖隧道施工势必会扰动地下岩土体，导致原有平衡状态遭到破坏，逐渐转向新的平衡状态。开挖地下岩土体势必会导致地表沉降、变形，当地表沉降到某种程度将会对地下管线的正常使用和地面建筑物的安全产生影响。因此隧道开挖施工时，要与保护城市中有历史意义和经济、社会意义的设施协调起来。要根据要求，采取有效措施来减小沉降和变形，使得地面房屋、道路、管线等建（构）筑物不至受到损害，生态环境不至恶化。下面主要针对某城市在地铁隧道中出现的地表沉降现象及原因进行分析，以求找到有针对性的改良措施，并能够给其他的工程技术人员以参考和借鉴。
1工程概况
1.1基本工程概况
本文研究的地铁是两条地铁线路交叉的换乘车站，在隧道的设计上也有多重的交叉，因此整体布局比较复杂。整体具有三层，分别是地铁五号线以及六号线的隧道，整体拱顶的覆土深度大概为24米。
1.2隧道开挖的总体过程
根据现场的地形特点，施工技术人员确定了施工隧道施工的总体的部署方案：最先开始隧道挖掘的是下层6号隧道，然后封闭完成静待一段时间，检测的仪器显示周围的土层变化比较稳定的时候，再进行下面的五号线隧道的挖掘工作。在交叉隧道的挖掘中，比较容易出现安全事故，为了施工人员的作业安全，需要尽可能的减少两条地铁线路的隧道在进行挖掘的过程中对于彼此的影响，在地铁六号线的隧道拱顶上我们可以采取注浆加固的方式，注浆的范围在十米左右，注浆之后的岩体能够保持比较好的稳定性，确保在隧道的挖掘过程中不发生坍塌，能够有效保障施工作业人员的生命安全。对于隧道主要的挖掘方式我们可以采用短台阶的方法，同时要注意对于岩石表面的爆破我们主要采用的光面爆破的方法，这样可以有效的避免爆破活动对于周围土层的干扰。隧道在开挖以后要做好相应的支护工作，比如说在隧道内部挂钢筋网以及放置钢架等多种措施进行施工。
2对地表沉降进行监控量测与分析
2.1地铁施工沉降监测概述
地铁施工沉降指通过水准仪对建筑物上埋设的测点进行定期测量，并记录每次监测时测点的高程，由此计算出的沉降量。整个监测过程包括测点的埋设、定期对测点进行监测、监测数据的记录、监测结果的分析与整理等四个步骤。测点的埋设指在隧道的适当部位，用冲击钻钻孔，孔内置入L型钢筋，L型钢筋露头处弯头朝上，孔内缝隙用混凝土填实。监测结果的分析整理指在监测数据的基础上，分析地铁隧道的安全状态，以此再反馈到施工和设计中。
2.2监测点的布置
我们可以根据在实际施工中地铁隧道展现的非线性的变化规律来进行设置地表沉降的变化观测点，整体的布置原则是与隧道保持垂直的方向，监测点的距离控制在五米左右，同时由北向南总计划分为六排。
2.3监测值的控制标准
根据该地铁工程的周边环境、地质地貌、工程规模、开挖深度、施工工艺等因素，同时参照我国的《地铁工程监控量测技术规程》，确定了其监控测量值控制标准，如表1所示。
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表1地铁车站明挖基坑监控量测控制值标准
2.2对于监测得到的数据进行分析和讨论
我们可以选取一个断面的三个观测点进行仔细分析，得到地表变化的累计曲线。图1就是展示的是在地铁隧道施工中对于周围的地表沉降影响变化的累计曲线，横坐标是开挖的时间，纵坐标是累计的地表沉降量。图2是表示地表沉降的速度，其中横坐标代表土体被开挖的时间，纵坐标表示的是当隧道开挖的时候对于地表沉降的影响曲线。
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图1地表沉降的变化曲线
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图2地表沉降的速度变化曲线
3地表沉降的规律分析
3.1总体分析
通过地表的沉降变化规律图像，我们可以总结到，在地表发生沉降变化的初期阶段，地表的沉降数量比较小并且变化的速度比较和缓。在监测点的个别位置出现负沉降，这就说明监测点出现了隆起现象，但是整体的沉降速度并没有十分明显的变化。在这一时期的沉降量站总体沉降量的3%，这个阶段属于缓慢沉降的阶段。等待这一阶段之后便是沉降加速发展的阶段，这个阶段约占总体沉降量的70%左右，属于沉降量急剧变化的阶段。在下图中我们可以看到在这个阶段沉降的变化速度是最快的，同时沉降的变化数量也是最多的。如果看到曲线在经过一定的增长之后重新变得缓和，这是一种台阶式的增长方式。在沉降急速增加的过后属于速度衰减的阶段，这一个阶段的沉降量约占总体成交量的15%左右，在沉降量衰减到一定的程度之后就变为一种稳定变化的时期，沉降量只有小范围的增加，我们可以认为沉降量达到稳定时期，不会再发生比较大规模的沉降。
3.2地表沉降的速度变化规律
我们可以从图中看出地表沉降的速度变化规律，在急剧沉降的阶段速度变化比较大，并且速度变化在每一个监测点都是正直，但是沉降变化的数量并不大，并且不能够持续比较长的时间。随着离开地面的距离越来越大，整体的沉降量也在逐渐减小，呈现出一种稳定发展的趋势，沉降的数量逐渐达到收敛的状态。
3.3地表沉降的原因分析
通过开挖的顺序我们可以看出，刚开挖的隧道的施工面会有数量比较大的沉降，同时由于多条隧道同时的开挖，导致整体土层受到比较大的震动，这也是发生较大沉降的原因。如果在隧道开挖的过程中，有着超前开挖的现象，也会造成土体发生震动，进而会产生地表发生一定数量的沉降。
4结论及控制方法
（1）产生地表沉降变化的主要原因是地下结构土体的重复振动，导致土体变形的叠加效应。本工程采用台阶法开挖，上下台阶的协调施工对于地表沉降有重大影响，我们需要选择合理的上下台阶的开挖距离，尽可能减少地表沉降。同时在地下结构进行施工时，减少施工体系的转换，以免对于整体产生不利影响增大实际的地表沉降量。（2）在进行台阶法施工时，需要临时加仰拱，进行注浆固结，这样才能够有效控制地表的沉降，使得地表沉降量达到收敛作用，但是这种做法不利于上台阶沉降的控制。在进行隧道开挖的过程中及时设置临时的仰拱，可以有效增强隧道的支撑强度，防止地表沉降量过大。（3）改进施工工艺，减少沉降。做好施工前的准备，做好支撑，必要时适当的给支撑加压。要做到快挖快撑，避免基坑连续墙因受到两边房屋建筑的挤压而导致变形，从而造成地表沉降。（4）按照勘测结果，要提前处理好碎石地带、液砂区，提高土体密实性，减少土体滑坡、坍塌，从而减少沉降发生。
5结语
在进行地铁工程施工时地铁暗挖施工所引起的沉降是不可避免的，但为了地表、管线及建筑物的安全，必须将这种沉降控制在一定范围内。尽管地铁施工具有复杂的环境、很高的施工难度、施工受很多因素影响，但是现阶段世界地铁施工技术也逐渐趋于成熟。本文以具体地铁施工工程为实例，对开挖施工时地表的沉降变化进行详细的分析，结合施工现场的具体情况，阐述地表沉降发生的原因，并提出了针对性的措施，以解决施工过程中的地表沉降问题，为后续地铁工程的施工提供参考。
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论文作者:童剑波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
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