北京市地铁盾构隧道设计施工须知5430.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.北京地铁盾盾构隧道道设计施施工要点点北京城建设设计研究究总院 杨秀仁仁摘要：北京京地铁五五号线首首次在北北京地区区采用盾盾构法修修建地铁铁隧道，盾盾构试验验段工程程已经取取得成功功。鉴于于盾构隧隧道设计计和施工工在很大大程度上上依赖于于地质条条件，而而北京与与上海和和广州的的地质条条件差异异较大，因因此，通通过盾构构试验段段工程对对设计和和施工进进行了系系统的研研究。一、工程程背景及及盾构隧隧道基本本情况11、地地铁五号号线概况况 北京地地铁五号号线南起起丰

2、台区区的宋家家庄，北北至昌平平区的太太平庄。线线路全长长27.6Kmm，在四四环路南南北分别别采用了了地下和和地面、高高架线路路型式，南南段的地地下线长长16.9kmm，北部部的地面面和高架架线100.7kkm。全全线共设设22座座车站，其其中地下下站166座，高高架和地地面站66座。图图1为地地铁五号号线工程程线路示示意图。图 1 北北京地铁铁五号线线工程线线路示意意图 在地地铁五号号线工程程地下线线路段，部部分线路路受环境境条件限限制，隧隧道基本本在现状状低矮破破旧的建建筑物下下通过，对对地面沉沉降的要要求较高高，加上上工程地地质和水水文地质质条件复复杂，地地面无降降水条件件，因此此采用盾

3、盾构法施施工。采采用盾构构法施工工的区段段为宋家家庄刘刘家窑地地段、东东单和和平里北北街地段段。2、盾构试试验段概概况 由于于北京以以往没有有采用盾盾构法施施工地铁铁隧道的的工程经经验，且且本地区区的地质质条件与与国内其其他采用用过盾构构法施工工的城市市有比较较大的区区别，为为了确保保地铁五五号线正正式施工工能够顺顺利进行行，首先先选择正正线典型型的地段段开展试试验段施施工，以以摸索和和掌握北北京地区区特有条条件下的的盾构隧隧道设计计、施工工技术。 盾构试试验段选选在北新新桥站雍和宫宫站区间间线路的的左线（西西侧），试试验段隧隧道长度度约6888m。试试验段线线路平面面见图22，由图图上可以以

4、看出，试试验段隧隧道基本本在现状状建筑物物下方穿穿过。图2 盾构构试验段段线路平平面图3、试验验段工程程地质及及水文地地质条件件(1)工程程地质条条件 沿线线隧道通通过的地地层均为为第四纪纪冲洪积积地层，除除表层的的填土外外，主要要有粘土土、粉土土、砂及及卵石等等地层，其其中卵石石的最大大粒径为为2500mm。图图3为试试验段地地质纵断断面图。(2)水水文地质质条件 根根据工程程勘察报报告，地地层中赋赋存有上上层滞水水、潜水水和承压压水。 上上层滞水水：水位位埋深在在5.007.0m之之间。 潜潜水：水水位埋深深在144.0mm左右。潜潜水具有有弱承压压性，水水位高出出含水层层顶板为为0.55

5、2.8m。 承压水水：含水水层的顶顶板埋深深为211.025.0m，水水头高出出含水层层顶板为为1.003.0m。4、试验段段盾构隧隧道有关关设计参参数 (11) 隧道直直径：盾盾构区间间隧道采采用圆形形结构，隧隧道管片片设计内内净空554000mm，（其其中考虑虑了隧道道施工误误差、测测量误差差及隧道道变形等等因素周周边预留留1000mm的的裕量保保证限界界直径552000mm的的要求），管管片厚度度为3000mmm，隧道道管片衬衬砌外径径为60000mmm。 (2) 管管片的型型式及构构造 (见图44)：管管片环宽宽12000mmm，环向向分6块块，即33块标准准块（中中心角667.55）

6、，22块邻接接块（中中心角667.55），一一块封顶顶块（中中心角222.55）。管管片之间间采用弯弯螺栓连连接（螺螺栓直径径24mmm），环环向有纵纵缝6个个，每接接缝有环环向螺栓栓2个；纵向端端面共设设纵向螺螺栓166个（封封顶块11个，其其它管片片端面33个）。 (3) 管片环与环之间采用错缝拼装方式。管片端面采用平面式，仅在设置防水胶条处留有沟槽。 (4) 管片有3种类型，即标准环、左转环和右转环。二、盾构构试验段段工程的的主要研研究内容容 盾构隧隧道的设设计与施施工在很很大程度度上依赖赖于地质质条件，我我国的上上海和广广州已经经采用盾盾构法成成功实施施了不少少工程，也也作过不不少研究

7、究，但这这两地区区的地质质条件与与北京差差异较大大。上海海地区的的地层为为淤泥质质地层，非非常松软软，自稳稳能力差差，侧压压力比较较大且分分布均匀匀；广州州地区的的地层除除在浅表表有一层层比较薄薄的土层层外，基基本为强强风化中风化化微风风化岩层层，围岩岩的强度度模量高高，自稳稳能力好好，而河河网发育育，地下下水充沛沛，时有有构造断断裂出现现在工程程线路上上；而北北京地区区表层从从0880m范范围基本本为第四四纪冲洪洪积地层层，既有有表层的的松散回回填土层层，又有有从粘土土粉土土各种种粒径的的砂层砾石层层卵石石层等各各层交替替组合形形成的地地层，从从性质上上与上海海地区截截然不同同，而与与广州地

8、地区的地地层也有有较大的的区别。 试验段工程从设计、管片生产和施工等方面进行了系统的研究，主要开展的研究项目有：1盾构隧道管片地层的相互作用和管片接头刚度研究 通过室内模型试验、管片接头试验、管片抗弯试验和现场大量的实验测试，并结合理论分析，探索北京特有地层条件下的盾构隧道管片与地层的相互作用形式及规律。提出北京特有地层条件下，盾构隧道周围地层荷载的分布、变化规律和取值方法。基于研究成果提出的土压分布规律，对管片设计进行优化；2管片生产技术的研究 为确保混凝土管片的质量，对高性能混凝土配合比、混凝土构件自动蒸养系统、盾构管片生产工艺及试验设施、施工机具等进行研究，并编制了管片生产企业标准和预制

9、混凝土盾构管片操作质量标准。3盾构施工技术的研究 在试验段施工过程中，对盾构始发技术、开挖面稳定措施、管片拼装技术、地表沉降控制技术、壁后注浆技术、盾构施工监测技术和盾构施工测量技术等进行研究。三、北京京特有地地层条件件下盾构构工法隧隧道衬砌砌设计与与施工 通通过开展展上述各各项研究究，初步步掌握了了北京特特有地层层条件下下盾构工工法隧道道衬砌设设计和施施工技术术。1、管片接接头研究究 管片接接头作用用力的大大小，将将直接影影响到整整环隧道道的受力力，一般般情况下下螺栓的的作用越越强，隧隧道的内内力就越越大，另另外，螺螺栓对隧隧道的变变形有一一定的限限制作用用。我们们从两个个方面研研究了采采用

10、弯螺螺栓连接接的管片片接头。（1）现场测试研究 我们在试验段隧道埋设了螺栓应力计，以测试管片拼装后到推出盾尾一段时间螺栓的受力行为和螺栓应力值，每组测试断面由两环管片组成，相互验证。 试验段只进行了环向螺栓应力测试，螺栓应力随时间变化规律见图5、图6所示，其应力变化过程主要有初始阶段、推进阶段、应力维持阶段和应力上升阶段等。l初始阶阶段 对螺螺栓首先先进行标标定，然然后插入入到螺栓栓孔中，在在螺栓上上紧以前前，其应应力维持持在较低低的水平平。螺栓栓拧紧分分两次实实现，第第一次先先进行预预紧，施施加总紧紧固力的的20300，第第二次紧紧固到位位，从图图上可以以明显看看出其过过程，拧拧紧螺栓栓后，

11、当当管片尚尚位于盾盾尾内部部时，螺螺栓应力力一直维维持在紧紧固应力力的水平平。l推进阶阶段 随着着盾构机机的推进进，衬砌砌管片被被推出盾盾尾，在在此过程程中，螺螺栓的应应力均匀匀下降，其其下降幅幅度很大大，有些些部位甚甚至螺栓栓应力接接近0，这这一过程程显示出出螺栓的的暂时“失失效”现现象。 初初步分析析其主要要原因是是：随着着盾构管管片推出出盾尾，具具有一定定压力的的同步注注浆浆液液逐步充充满管片片衬砌周周围，产产生径向向的压力力，使各各管片之之间的橡橡胶止水水带被进进一步挤挤密，导导致螺栓栓松弛。l应力维持阶段 盾构推出盾尾，螺栓应力松驰后，在一定时间范围内，螺栓继续维持低应力水平，量值增

12、加不大。一般情况下这一阶段可持续810个小时左右，与浆液的凝固时间基本一致。 初步分析其主要原因是：盾尾注浆浆液凝固并达到强度以前，对隧道衬砌的作用仍基本类似液体作用方式，管片内力以轴力为主，与上一阶段相似。l应力上升阶段 应力维持阶段后，随时间的推移，螺栓的应力呈线性上升，直到维持与初期紧固应力相当的水平。应力上升阶段的时间一般持续30天左右。 初步分析其主要原因是：随着注浆浆液硬化，管片与地层间形成了硬性接触，地层的变形直接作用在管片上，又由于各方向地层荷载的不同，破坏了原来一直保持的周边均匀作用，使管片接头发生转角，螺栓受拉。这种地层变形达到一定的程度后，地层与隧道衬砌间又形成了一个相对

13、平衡的受力体，并维持稳定。 根据以上各阶段的情况，可以初步归纳以下几个结论： a.在盾尾拼装阶段，螺栓的主要作用是将预制管片连接起来，确保推出盾尾前衬砌环的稳定，并保持衬砌环的形状； b.盾尾注浆浆液的凝固时间决定了盾构隧道与地层作用（直接作用）的早晚，地铁五号线盾构试验段隧道的这一时间为810小时。在有条件的情况下，应尽量缩短浆液的凝固时间； c.由于北京地层具备比较好的自稳能力，对圆形盾构隧道而言，隧道与地层相互作用达到稳定的时间比较长，约为30天； d.隧道与地层的受力平衡作用要靠隧道衬砌的变形来形成，一般情况下螺栓应力上升阶段的时间比较长，建议施工期间在管片推出盾尾后2天左右对螺栓进行

14、二次紧固，这样可以相对提早使隧道与地层间形成受力平衡关系； e.地铁五号线盾构试验段螺栓的初始紧固应力为50100MPa左右。（2）管管片接头头刚度试试验研究究 根据对对不同接接头刚度度的管片片环的力力学分析析，接头头刚度大大小对管管片的受受力有较较大影响响，而管管片接头头刚度由由于接触触面受力力和变形形的复杂杂性，仅仅靠理论论分析无无法准确确给出。因因此我们们开展了了管片接接头刚度度室内试试验研究究，采用用原型管管片进行行测试。试验主要想达到以下几个目的：a.研究管片环向接头弯曲变形特性；b.研究管片环向接头的刚度；c.研究弯曲过程中接头联接螺栓的受力和变形规律；d.研究弯曲过程中接头附近的

15、钢筋与混凝土的变形和破坏规律。试验采用的管片型式与加载方式见图7。图7 试验验采用的的管片型型式与试试验加载载方式示示意图（注注：横向向力考虑虑从内侧侧和外侧侧分别加加载两种种方式） 为了能够模拟管片接头的实际受力状态，分别考虑从顶部施加不同量值轴力和从侧向施加侧力。轴力值范围由25t175t，侧力值由0开始一直加载至构件破坏。 试验所得M关系曲线见图8、图9。接头的破环方式基本为管片边缘外皮的呈层剥落。试验基本结结论： ll通过过试验发发现，在在一定的的轴力作作用下，管管片的张张开角度度与弯矩矩基本呈呈直线变变化。但但当弯矩矩超过某某一特定定值时，其其线性关关系的斜斜率增大大。该特特定值已已

16、经大大大超过管管片的实实际限值值。 l由于管管片螺栓栓布置对对截面的的不对称称，内刚刚度（向向内弯曲曲刚度）一一般相当当于外刚刚度（向向外弯曲曲刚度）值值的两倍倍。 l在试验验段隧道道轴力作作用下的的转角基基本上可可以用下下述公式式描述（不不同轴力力条件下下也同样样可以有有类似公公式描述述）：向向内弯曲曲： 由上上述公式式可以推推导出地地铁五号号线盾构构试验段段管片的的向内和和向外弯弯曲的接接头刚度度为：KK内340000kkNmm/raadK外1170000kNNm/radd 考虑到到北京地地区地层层具有一一定的自自稳能力力，在设设计计算算时，可可对实验验数据作作一定折折减后采采用，建建议取

17、值值为：KK内300000kkNmm/raadK外1150000kNNm/radd2、盾构构隧道与与地层的的相互作作用规律律研究 为为研究盾盾构隧道道施工过过程中地地层荷载载作用的的变化规规律以及及荷载分分布规律律，我们们进行了了现场测测试、室室内模型型试验和和理论分分析等方方面的研研究。（11） 现现场测试试研究 在在现场进进行了大大量的结结构内力力、隧道道与地层层的接触触应力和和变形测测试。 经经过现场场测试发发现，无无论管片片与地层层的接触触应力还还是钢筋筋应力均均呈现与与前述螺螺栓轴力力基本相相似的变变化状态态和规律律。接触触应力发发展规律律（见图图10）：l初始始阶段 当当管片拼拼装

18、完成成，仍停停留在盾盾尾内部部时，由由于尚未未受到周周围的荷荷载作用用，因此此接触应应力较小小。l推进阶阶段 管片片逐步推推出盾尾尾并同步步注浆后后，接触触应力呈呈线性逐逐渐增加加。主要要原因是是管片推推出后，由由于注浆浆浆液压压力形成成了对管管片的作作用。此此过程一一般持续续122小时。l稳定阶段 在管片推出盾尾，同步注浆完成后，其接触应力能够维持在一定数值范围内，直到注浆浆液凝固。l后期发展 接触应力在盾构刚刚推出盾尾时，在隧道周边的分布是比较均匀的，反映出半流体作用的特征（见图11）。但当浆液凝固后，周边的接触应力发展则呈现出不平衡的状态，上大下小（见图12）。 初步步分析其其原因，在在

19、管片刚刚刚推出出盾尾并并进行同同步回填填注浆时时刻，此此时的土土压力基基本呈现现出受浆浆液流体体压力作作用的形形态，即即在隧道道周边分分布比较较均匀，其其量值与与注浆压压力基本本一致，注注浆压力力将使周周围土体体与管片片之间产产生一定定的超压压（预压压），此此阶段的的土压力力最大。这这充分反反映出注注浆压力力是管片片与土作作用发生生的一个个最关键键因素。 当注浆浆液凝固后，随着地层应力重分布和超压减小，土压力分布发生了微妙的变化。注浆造成的周边地层超压逐渐减小甚至消失，使周边地层的土压力减小。同时，由于顶部超压减小后，地层在一定范围内的塌落作用，在隧道拱顶两侧形成马鞍形的土压力分布，侧压力也基

20、本呈上大下小的形式分布。之所以出现这种现象，初步分析是由于北京地层较好，顶部土层松弛荷载不能完全传递到隧底，最终稳定的土压力呈现出倒梯形或矩形的形态。 根据盾构试验段测试结果，研究显示隧道的拱部荷载仅相当于上部一定范围内超压消失后形成的土体卸载拱压力，反映出土体有部分自承载作用，其卸载拱高度视不同隧道的埋深和地质条件而不同，基本在1.0D1.6D之间（D为隧道直径）。而由于初始注浆预加压力的作用，实际侧压力值远较理论侧压力值大，在试验段条件下，其量值接近于隧道顶部的压力值。 侧压力在高度方向的分布基本为顶部偏大，底部偏小。但考虑到随时间推移而产生的土体蠕变还将造成底部压力逐步上升，因此，设计时

21、基本可按照矩形分布考虑。 钢筋应力的发展规律基本相似，本文不再赘述。 根据据研究的的管片接接头及土土压力分分布规律律，我们们对隧道道进行了了优化计计算和重重新设计计，大大大减少了了管片的的配筋。优优化前后后的钢筋筋用量见见下表：3、管片片构造方方面需要要注意的的问题（11）管管片的钢钢筋构造造形式与与受力 在在盾构试试验段实实施过程程中，我我们开展展了管片片钢筋构构造形式式有关的的试验研研究，进进行了原原型管片片的弯曲曲试验。一一般情况况下，管管片钢筋筋可采用用网片式式分布和和肋形分分布方式式。网片片式分布布是在管管片的内内外各设设一层由由主筋和和附加筋筋组成的的网片，两两层网片片间设拉拉结钢

22、筋筋；肋型型分布是是将管片片的钢筋筋按照一一榀一榀榀钢筋骨骨架的方方式布置置，类似似一条条条小梁的的钢筋骨骨架，钢钢骨架之之间采用用箍筋连连接。 我我们采用用原型管管片进行行了纯弯弯实验，以以测试构构件的抗抗弯能力力。 由于于肋形布布筋方式式内外侧侧钢筋的的整体联联系牢靠靠，一般般情况下下其承载载能力较较网片布布筋方式式高，因因此，建建议今后后设计时时宜采用用肋式布布筋方式式。（22）管管片的细细节构造造设计应应注意的的问题ll管片片螺栓手手孔和注注浆孔部部位应设设置加强强筋。 由由于管片片螺栓手手孔较大大（长度度可能达达到3000mmm以上），对对管片结结构混凝凝土有明明显的削削弱，设设计时

23、应应考虑设设置加强强筋，这这样除补补强外，还还可以起起到避免免螺栓的的紧固力力对孔口口混凝土土的破坏坏的作用用。 在管管片安装装时，基基本是利利用管片片注浆孔孔兼作起起吊孔，拉拉拔试验验显示的的破坏形形态证明明比较容容易产生生埋件周周围混凝凝土的拉拉脱，因因此孔周周应设螺螺旋状加加强筋。这这样可以以有效提提高埋件件的抗拉拉拔能力力。 管片片边角应应设至少少5mmm*5mmm的倒角角；螺栓栓孔口等等空洞的的周围也也应设倒倒角，以以方便螺螺栓穿入入。 注浆浆孔埋件件在迎土土侧应保保留200255mm的的混凝土土层，以以防止同同步注浆浆浆液流流入，对对注浆孔孔的抗渗渗有积极极作用，需需要由管管片注浆

24、浆时可用用钢钎击击穿预留留混凝土土。4、关于于管片混混凝土配配合比 盾盾构隧道道管片一一般采用用高性能能混凝土土。高性性能混凝凝土对耐耐久性、工工作性、适适应性、强强度、体体积稳定定性等方方面均有有较高的的要求。盾盾构试验验段管片片高性能能混凝土土的主要要要求是是：l塌落度度40-60mmm，易易于浇注注和振捣捣；l抗压强强度大于于C500；l抗渗等等级P110；ll低碱碱集料反反应活性性即每立立方米混混凝土中中的总碱碱含量低低于3KKg；l低低收缩性性即288天的收收缩绝对对值小于于4000*100-6（目目的是保保证管片片的尺寸寸精度）；l硬硬化后混混凝土外外观要求求无裂缝缝，气泡泡少，颜

25、颜色均匀匀。在上上述要求求中，强强度和抗抗渗指标标是比较较容易满满足的，但但抗裂和和收缩要要求对混混凝土配配合比的的要求很很难满足足，通过过多种配配合比的的试验研研究，最最终采用用的管片片混凝土土配合比比如下： 采用用此配合合比生产产的管片片除强度度等满足足要求外外，也具具有很好好的外观观质量。 地铁五号线盾构试验段工程管片的养护采用自主研发的能自动控温控湿的蒸养罩，有效地防止了混凝土因温度原因产生开裂。5、掌子子面稳定定、壁后后注浆和和沉降预预测 在施施工过程程中，为为确保地地层的稳稳定，有有效控制制沉降，采采取了一一系列的的措施。经经过验证证，取得得了比较较好的效效果，施施工完成成的隧道道

26、，其上上方地表表沉降基基本控制制在177mm以以内，有有效防止止了上方方地面建建筑物的的破坏。本本文仅简简要阐述述几个主主要的结结果。 掌掌子面的的稳定、壁壁后注浆浆和沉降降控制为为相辅相相成的三三个方面面，只有有三个方方面都得得到保证证，才能能达到目目的。（11）掌掌子面的的稳定 不不同地层层条件下下，应采采取不同同措施稳稳定掌子子面。aa)粘粘质粉土土、粉质质粘土地地层 土的的粘结力力较大，在在盾构掘掘进施工工过程中中，易造造成粘性性土附着着于刀盘盘上造成成刀盘扭扭矩增大大，或者者土体进进入土仓仓后被压压密固化化，造成成开挖、排排土均无无法进行行的情况况。此时时应通过过刀盘上上的注浆浆孔向

27、刀刀盘前方方的土体体注入泡泡沫，在在增加土土体流动动性的同同时，降降低其粘粘着性，防防止开挖挖土附着着于刀头头或土室室内壁。b)粉细砂及砂砾层及卵石层 由于其渗透性较大，流动性差，对刀具的磨损大，施工期间仅靠泡沫的润滑和地层改良作用已不能完全满足施工的要求。在推进过程中除了使用泡沫以外，还应辅以膨润土浆液，以加强刀具的润滑、冷却，改善工作状态，同时起到补充地层土体微细颗粒的不足，提高土体流动性和止水性的作用。掘进结束时仓内的水、泡沫容易通过地层流失，造成土仓内压力的消散，给土压力维持稳定带来一定的困难。此时，在盾构掘进结束，需较长时间停机时，应向土仓内注入膨润土浆液并用刀盘充分搅拌，改善土仓内

28、土体的密闭性，防止开挖面坍塌。c)粉土层及砂质地层 由于粉土与砂土在土仓内较好地拌和，粉土中的粘粒成分改善了土仓内土的流动性，因此在通过这类地层时，刀盘的扭矩较小，掘进速度接近与粘质粉土粉质粘土层中的速度，唯一比较困难的是土压力的维持相对较难，土仓内压力散失较快，停机需向内加入膨润土浆液，以维持土压和开挖面稳定。 盾构构密闭舱舱的土压压力大小小是保证证前方土土体稳定定的重要要因素。根根据试验验段经验验，密闭闭舱的土土压力一一般宜保保持在开开挖面理理论土压压力的11.3倍倍左右。图图13是是施工中中密闭舱舱土压力力和开挖挖面理论论土压力力比较，图图中压力力水平较较高的部部分是盾盾构始发发段，此此

29、阶段为为确保开开挖面的的稳定，人人为加大大了密闭闭舱的土土压力。（2）衬衬砌背后后注浆 管管片衬砌砌从盾尾尾推出时时，管片片与地层层间的空空隙采用用注浆的的办法填填充。根根据北京京地区的的地质条条件、工工程特点点以及现现有盾构构机的型型式，浆浆液应具具备以下下性能：a.具有良良好的长长期稳定定性及流流动性，并并能保证证适当的的初凝时时间，以以适应盾盾构施工工以及远远距离输输送的要要求。bb.具具有良好好的充填填性能。c.在满足注浆施工的前提下，尽可能早地获得高于地层的早期强度。d.浆液在地下水环境中，不易产生稀释现象。e.浆液固结后体积收缩率小，泌水率小。f.材料来源丰富、经济，施工管理方便，

30、并能满足拌合、集运、压注等施工自动化技术要求。g.浆液无公害，价格便宜。 根据上述要求，基本可以确定应采用惰性浆液。我们在实验室对惰性浆液的成分和配比进行了大量的实验后确定了浆液的成分和凝结时间。 浆液的主要成分为生石灰、粉煤灰、细砂、膨润土（钠土）和水等材料，凝结时间在10小时左右。注入压力要考虑不同地层的多种情况，注入压力一般是24bar，由于在砂质或砂卵石地层中浆液的扩散快，因此注入压力可比其它地层的注入压力适当减小。 一般每环管片的浆液注入量为34m3，施工中如果发现注入量持续增多时，必须检查超挖、漏失等因素。而注入量低于预定注入量时，可以考虑是注入浆液的配比、注入时期、盾构推进速度过

31、快或出现故障所致，必须认真检查采取相应的措施。（3）沉降预测 沉降控制主要是通过施工中的开挖面稳定和隧道背后注浆实现。但在施工过程中应根据不同的地质条件对地面沉降进行初步的预测，以指导施工采取措施。 盾构构试验段段工程作作了大量量的地表表沉降观观测和拱拱顶下沉沉观测，这这些实测测数据反反映了盾盾构隧道道推进过过程各个个阶段地地表隆沉沉的情况况。图114显示示出某一一监测断断面在离离开开挖挖面不同同距离时时的地表表隆沉情情况。根根据沉降降特点，将将沉降分分为以下下几个阶阶段：ll预先先隆沉阶阶段 当盾盾构机距距离观测测断面较较近时（002.5D），由由于盾构构机推力力对土体体扰动，地地下水位位、

32、变化化开挖面面塌落、施施工参数数（如土土压、推推力等）变变化等多多方面因因素影响响，地表表可能产产生沉降降或轻微微隆起；l盾盾构机通通过阶段段 盾构机机通过直直到盾尾尾经过观观测断面面正下方方期间（-2.55D00），因因盾构机机主体脱脱出前，浆浆液未及及时充填填引起的的沉降及及施工中中超挖后后土体应应力状态态变化较较大，引引起地层层损失，这这是盾构构施工中中产生地地表沉降降最主要要的组成成部分；l后后续固结结沉降阶阶段 盾构构经过后后（盾构构后方-2.55D之后后），盾盾构推进进对地层层的影响响并未完完全消失失，所以以土体将将进一步步固结和和蠕变残残余变形形，时间间可以长长达12个月月。 试

33、验验段施工工中，各各阶段产产生的地地表沉降降量所占占的比重重分别为为：盾构构机到达达前，地地表产生生的沉降降仅占总总沉降量量的5%155%，盾盾构机通通过过程程中产生生的沉降降占总沉沉降量的的45%500%，通通过后的的后续沉沉降占440445%。 由此可以看出，北京地区进行的盾构法施工与上海地区软土地层盾构法施工引起的地表沉降组成有较大差别。主要表现在，上海采用盾构法施工隧道沉降除上述四个阶段外，还有一个明显的长期潜变的沉降过程，其产生的沉降量占总地表沉降量的35%左右，而在北京的地质条件下长期潜变并不明显，在以上划分中归到后续固结沉降一起，其所占比重一般小于总沉降量的5%。 根据实际监测数

34、据，对不同地层的监测数据通过分析整理，回归后得到地表沉降最大值的计算公式：式中：DD为隧道道直径，hh为隧道道中心埋埋深，KK为与与地层有有关的系系数。粘粘质土层层：K0.911.1粉粉质土层层：K1.111.3砂砂质土层层：K1.311.5利利用上述述经验公公式，可可以对不不同情况况下的地地面沉降降最大值值进行初初步预测测。四、结语语 盾构试试验段是是在北京京地铁工工程中实实施的第第一个盾盾构隧道道工程，通通过结合合工程进进行的一一系列试试验研究究，我们们试图摸摸索北京京特有地地层下采采用盾构构法施工工的一些些经验，本本文的目目的是想想与业界界分享这这些粗浅浅的成果果和经验验，文中中若有不不妥之处处，请业业内专家家指正。