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盾构隧道施工引起的地面沉降分析
一、背景介绍
城市发展进程中，隧道的建设越来越多，而在盾构隧道施工过程中，由于施工所采用的方式与设备与日俱增的城市地下管网设施的存在，难免会造成地面沉降。盾构隧道施工引起的地面沉降对城市建设和地下管网的运行带来了严重的影响，因此对于盾构隧道施工引起的地面沉降进行分析是非常必要的。
二、地面沉降原因
地面沉降是盾构隧道施工过程中产生的常见问题。导致地面沉降的主要原因有以下几个方面：
1.盾构机施工的挤压作用；
2.盾构机施工液压支撑的作用；
3.掘进现场附近地面土体破碎和塑性变形的作用；
4.盾构机施工过程中周边管线受力和变形的作用；
5.复合地质条件和复杂地下管线网的存在等因素。
三、盾构隧道施工引起的地面沉降分析
1.盾构机施工的挤压作用
盾构机挤压地下土体时，速度很快，荷载很大，会使地下土体的应力状态产生临时和永久变形。当应力只作用于土体内部时，挤压作用只会引起横向冷却挤压变形和径向应力变形，
随着时间的推移，冷却后土体重新排列，显著罕见径向应力变形。当土层破坏时，岩石颗粒发生变形，颗粒之间变形越大，沉降值将越大。因此，当盾构机施工时，挤压作用对地面沉降的影响较大。
2.盾构机的液压支撑作用
盾构施工时，在断层带和水蚀岩石等地质后境中，需要使用液压支撑来维持巷道的稳定，避免地层的坍塌和地面沉降过大。但在同一地质状况下，一旦液压支撑的参数不适当，就会增加地面沉降和地表下沉。
3.掘进现场附近地面土体破碎和塑性变形的作用
当盾构机掘进时，目标区域和周围土体的受力状态也随之改变。在挖掘前，周围土体处于静止状态。随着tunnels掘进，表面土壤被强制排开，造成周围土体变形和调整。由于盾构机的巨大挠度，掘进现场破碎的土体和岩石渗透到地面中，也会造成地面沉降。
4.周边管线受力和变形的影响
在城市建设过程中，地下管线是非常常见的，包括自来水、天然气、电力等多种管线。盾构隧道施工过程中，管道周围的土层产生变形，可能会影响管道的安全，造成地下管道泄漏或断裂，对城市的正常运行造成影响。
5.复合地质条件和复杂管线网的影响
盾构施工由于地质条件和周围管线的多种类型和复杂性问题，常常动态变化着，其影响高度难以预测。每个隧道带有各自特有的地质情况和管线，使问题变得非常复杂。
四、盾构施工减少地面沉降的措施
随着国家的不断加大筋斗力推进隧道施工，研究盾构施工减少地面沉降的措施显得越来越关键。
以下是一些可以采取的措施：
1.减少盾构施工错误造成的减少沉降难度；
2.控制盾构挤压力的大小，保持稳定和小的挤压预荷载；
3.合理使用液压支撑和地层预加压的系统；
4.优化盾构施工参数和方法，提高施工效率；
5.监测地下管道伸缩量，发现可能出现的问题及时解决。
五、结论
随着城市建设不断深入，地下管线迎来了全新的发展和挑战，而盾构隧道的出现为地下排水沉降和污水管道的实现提供了可能。同时，盾构隧道的施工中不可避免地会出现地面沉降。因此，避免和降低地面沉降，提高盾构隧道施工的稳定性和安全性，具有相当重要的意义。