摘要：地铁隧道施工中普遍采用盾构法，盾构法施工速度快，往往存在盾构通过后地层沉降未达到稳定的情况，本文以北京地区卵石地层盾构法施工的隧道为例，分别分析了水平平行段后上下叠落段盾构通过后地表的后期沉降，绘制了沉降时程曲线，得出后期沉降的持续时间及沉降占比。
关键词：盾构隧道 后期沉降
目前随着国内盾构施工技术的发展，对于盾构施工期间的地表沉降研究较多,但对于盾构施工后地表沉降研究相对较少,国内主流的相关规范中均采用距监测点与盾构开挖面的相对距离来确定监测的频率，随着盾构施工的愈发成熟，盾构的每日掘进速度也有了显著提高，单纯依靠距离来确定监测频率可能导致还在持续的沉降的区域不能得到及时的监测。
一般情况下，北京地区的盾构隧道掘进深度较多的布置在地下15~30m范围内，北京西部城区在这个深度范围的地层基本为卵石层。盾构在卵石地层掘进过程一旦发生较大的地表沉降将可能对周边的道路、管线、建（构）筑物产生不良影响。当前，盾构在掘进通过风险源的过程普遍受到较多的关注，而对于盾构施工通过相当一段时候后的关注相对较少，因此研究盾构施工后引起的后期沉降对于有针对性的采取监测和风险管控措施都具有重要意义。
1 工程概况
北京地区在建地铁线路某区间采用盾构法施工，左右线先由水平平行逐渐转为上下叠落（左线在下，右线在上），其中左线先施工右线后施工，左右线施工间隔约6个月。区间上覆地层依次为粉土填土①层、粉土②层、粉质粘土③层、粉细砂④3层、卵石⑤层，水平平行段左右线主要穿越地层为卵石⑦层，底板位于卵石⑨层；上下叠落段右线主要穿越地层为卵石⑤层，左线主要穿越地层为卵石⑦层。
本文分别选取水平平行段和上下叠落段的典型区域进行分析，盾构隧道左、右线的各自中线上都布置有地表沉降监测点，监测点间隔为20m；另外在隧道横断方向上同样设置有地表监测点，监测点分别沿中线向两侧对称分布。监测工作贯穿于盾构到达前、盾构通过时、盾构通过后至沉降稳定的全过程。
2 地表沉降分析的内容
在卵石地层中，分析盾构掘进开挖面到达监测点正下方之后至地表沉降基本稳定所需的时间，以及长期沉降过程中的沉降占比。
水平平行段分析盾构刀盘到达监测点横断面之后正上方地表监测点和相邻未施工隧道上方地表监测点的沉降情况；分析后施工的隧道盾构刀盘到达监测点横断面之后正上方地表监测点相邻已施工隧道上方地表监测点的沉降情况。
上下叠落段分析两条隧道盾构先后施工后沉降的变化和两次施工的阶段沉降占比情况，并于水平平行段的沉降规律进行对比。
对以上各监测点沉降情况的数据进行统计并绘制地表沉降时程曲线，通过对上述图形曲线及数据分析，得出卵石层沉降尤其是后期沉降的相关规律。
3 地表沉降监测数据分析
本文分析的区间分为水平平行段和上下叠落段，分别在两段施工过程中各选取一个正常施工区段，区段内在施工期间盾构的各项参数均维持在合理水平并控制稳定，包括土舱压力、同步注浆量、同步注浆压力、土体改良、出土量等，具备一定的普遍性。
3.1 水平平行段左线中线监测点数据分析
盾构隧道施工顺序为左线盾构先掘进、右线盾构后掘进，图1和图2为左线隧道中线上方的监测点的沉降时程曲线。
图1 监测点RL1-03沉降时程曲线
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图2 监测点RG5-02沉降时程曲线
根据沉降数据和曲线可以得出：（1）先进行施工的左线盾构掘进过程中左线盾构中线监测点的沉降明显，沉降主要发生在从盾构刀盘到达并通过监测点的8天内，阶段累积沉降在-5~-7mm范围内；（2）后进行施工的右线盾构掘进过程对于左线中线上方的监测点沉降影响相对较小，沉降主要发生在盾构刀盘到达并通过该监测点之后的7天内，阶段沉降为-2~-3mm，最终累积沉降为-6~-8mm。
3.2 水平平行段右线中线监测点数据分析
图3和图4为右线隧道中线上方的监测点的沉降时程曲线。
图3 监测点RL1-05沉降时程曲线
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图4 监测点RG5-03沉降时程曲线
根据沉降数据和曲线可以得出：（1）先进行施工的左线盾构掘进过程中对右线隧道中线监测点的沉降相对较小，沉降主要发生在从盾构刀盘到达并通过监测点的6天内，阶段累积沉降在-2~-4mm范围内；（2）后进行施工的右线盾构掘进过程对于右线隧道中线上方的监测点沉降影响相对较大，沉降主要发生在盾构刀盘到达并通过该监测点之后的7天内，阶段沉降为-4~-5mm，最终累积沉降为-6~-9mm。
3.1 上下叠落段中线监测点数据分析
区间左右先在后半段由水平平行转为上下叠落的型式，其中先施工的左线在下，后施工的右线在上，图5和图6为叠落区间隧道中线上方的监测点的沉降时程曲线。
监测点SG4-07沉降时程曲线
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监测点SG1-47沉降时程曲线
根据沉降数据和曲线可以得出：（1）先进行施工的左线盾构掘进过程中对叠落区间隧道中线监测点的沉降相对较小，沉降主要发生在从盾构刀盘到达并通过监测点的7天内，阶段累积沉降在-2~-3mm范围内；（2）后进行施工的右线盾构掘进过程对于叠落区间隧道中线上方的监测点沉降影响相对较大，沉降主要发生在盾构刀盘到达并通过该监测点之后的12天内，阶段沉降为-4~-15mm，最终累积沉降为-5~-18mm。
4 结论与建议
根据对隧道全断面位于卵石层施工的盾构区间在水平平行段和上下叠落段的监测点沉降过程分别进行分析，得出以下结论：
（1）对于水平平行段，左右线的沉降规律基本相似，不受施工先后的影响，左右线施工的后期沉降共均约占总沉降的20%，后期沉降基本在7天左右达到稳定的状态；
（2）对于上下叠落段，先施工的左线隧道后期沉降占总沉降的15%~20%，后期沉降基本在盾构通过后7天左右到达稳定状态，后施工的右线隧道后期沉降约占总沉降的30%~40%，后期沉降基本在盾构通过后12天左右到达稳定状态；
（3）上下叠落段的后期沉降，尤其是第二条隧道施工的后期沉降比水平平行段更明显，持续时间更长。
上诉关于在卵石层施工的盾构隧道的后期沉降的一些规律可为盾构隧道的监测设计和实施提供参考，并且建议叠落式盾构隧道施工在盾构通过后采用径向注浆等方式来控制地表后期沉降。
参考文献：
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