地鐵工程豎井橫通道地面沉降處理一、引言在地鐵工程建設(shè)中，豎井橫通道施工是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。然而，由于施工過(guò)程中對(duì)地層的擾動(dòng)，極易引發(fā)地面沉降問(wèn)題。地面沉降不僅會(huì)影響周邊建筑物的安全，還可能對(duì)地下管線、道路等基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到公眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，有效處理地鐵工程豎井橫通道地面沉降問(wèn)題，對(duì)于保障工程順利進(jìn)行、維護(hù)周邊環(huán)境穩(wěn)定具有重要意義。二、地面沉降原因分析（一）地質(zhì)條件因素土體特性：若施工區(qū)域土體為軟土、砂土等，其抗剪強(qiáng)度低、壓縮性高。在豎井橫通道開(kāi)挖過(guò)程中，土體原有應(yīng)力平衡被打破，極易產(chǎn)生壓縮變形，進(jìn)而導(dǎo)致地面沉降。如上海等地的地層多為典型軟土，在地鐵施工時(shí)地面沉降風(fēng)險(xiǎn)較高。地下水情況：當(dāng)?shù)叵滤惠^高且含水層滲透性強(qiáng)時(shí)，施工過(guò)程中降水或涌水會(huì)改變地下水壓力狀態(tài)。一方面，降水使地下水位下降，土顆粒有效應(yīng)力增加，引發(fā)土體壓縮沉降；另一方面，涌水可能沖蝕土體顆粒，造成土體流失，導(dǎo)致地面塌陷沉降。例如，廣州部分地鐵施工區(qū)域因富水砂層及強(qiáng)風(fēng)化層等地質(zhì)條件，在豎井橫通道施工時(shí)面臨較大的涌水和地面沉降風(fēng)險(xiǎn)。（二）施工工藝因素開(kāi)挖方式：采用爆破開(kāi)挖時(shí)，爆破震動(dòng)會(huì)對(duì)周邊土體產(chǎn)生擾動(dòng)，使土體結(jié)構(gòu)松散，降低土體強(qiáng)度，引發(fā)地面沉降。而采用機(jī)械開(kāi)挖或人工開(kāi)挖時(shí)，若開(kāi)挖順序不合理、開(kāi)挖速度過(guò)快，同樣會(huì)導(dǎo)致土體應(yīng)力釋放不均勻，造成地面沉降。比如在豎井與橫通道的開(kāi)挖順序上，若未按施工慣例先挖橫通道再挖豎井，極容易造成坍塌和地面沉降。支護(hù)措施：豎井橫通道施工中，初期支護(hù)若不能及時(shí)施作或支護(hù)強(qiáng)度不足，無(wú)法有效控制土體變形，會(huì)使土體持續(xù)變形，進(jìn)而傳遞至地面引發(fā)沉降。此外，二次襯砌與初期支護(hù)間的密貼程度也會(huì)影響支護(hù)效果，若二者存在空隙，會(huì)導(dǎo)致支護(hù)體系整體剛度降低，無(wú)法有效抵抗土體變形，引發(fā)地面沉降。例如，在一些施工案例中，噴漿機(jī)故障導(dǎo)致拱頂和掌子面在爆破后未及時(shí)完成混凝土噴射作業(yè)，未及時(shí)形成支護(hù)，最終引發(fā)地面沉降甚至坍塌。注漿效果：同步注漿是控制地面沉降的重要措施之一。若注漿量不足，無(wú)法有效填充土體因開(kāi)挖產(chǎn)生的空隙，土體就會(huì)因缺乏支撐而發(fā)生沉降；注漿壓力不合理，如壓力過(guò)大可能導(dǎo)致土體劈裂，壓力過(guò)小則無(wú)法使?jié){液有效擴(kuò)散，均會(huì)影響注漿效果，導(dǎo)致地面沉降。另外，漿液材料的性能也至關(guān)重要，若漿液凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、強(qiáng)度不足，難以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)土體形成有效支撐，也會(huì)引發(fā)地面沉降。三、地面沉降監(jiān)測(cè)（一）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置沿豎井橫通道周邊布置：在豎井橫通道頂部及兩側(cè)地面，以一定間距（一般為5-10m）設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，形成監(jiān)測(cè)斷面，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)豎井橫通道正上方及影響范圍內(nèi)的地面沉降情況。周邊建筑物及地下管線處布置：對(duì)于距離豎井橫通道較近的建筑物，在其基礎(chǔ)周邊設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)建筑物的沉降、傾斜情況；針對(duì)地下管線，在管線節(jié)點(diǎn)、接口處以及管線正上方地面設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)管線的沉降變形，避免因地面沉降導(dǎo)致建筑物損壞和管線破裂。（二）監(jiān)測(cè)頻率施工前期：在豎井橫通道開(kāi)挖前，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行初始值測(cè)量，測(cè)量次數(shù)不少于2次，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。施工過(guò)程中：隨著開(kāi)挖推進(jìn)，監(jiān)測(cè)頻率逐漸加密。在豎井開(kāi)挖初期，可每天監(jiān)測(cè)1次；當(dāng)進(jìn)入橫通道開(kāi)挖階段，尤其是在穿越復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域或接近建筑物、地下管線時(shí)，每天監(jiān)測(cè)2-3次；對(duì)于沉降變化較大的區(qū)域，應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。施工后期：豎井橫通道施工完成后，監(jiān)測(cè)頻率可適當(dāng)降低。在初期可每2-3天監(jiān)測(cè)1次，隨著時(shí)間推移，若沉降趨于穩(wěn)定，可每周監(jiān)測(cè)1次，直至沉降穩(wěn)定且滿足相關(guān)規(guī)范要求。（三）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與預(yù)警數(shù)據(jù)處理：對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)整理、分析，繪制地面沉降-時(shí)間曲線、沉降等值線圖等，直觀反映地面沉降的發(fā)展趨勢(shì)和分布規(guī)律。通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，判斷沉降是否在可控范圍內(nèi)，以及施工過(guò)程中各項(xiàng)措施對(duì)沉降的影響效果。預(yù)警機(jī)制：根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定地面沉降預(yù)警值。一般情況下，當(dāng)累計(jì)沉降量達(dá)到警戒值（如30mm）或沉降速率超過(guò)一定范圍（如2mm/d）時(shí)，立即發(fā)出預(yù)警信號(hào)。預(yù)警信號(hào)應(yīng)及時(shí)通知到施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等相關(guān)單位，以便采取相應(yīng)的處理措施。四、地面沉降處理措施（一）注漿加固注漿材料選擇：根據(jù)地質(zhì)條件和工程要求，可選用水泥漿、水泥-水玻璃雙液漿、復(fù)合速凝注漿材料等。對(duì)于軟土地層，水泥-水玻璃雙液漿因其凝結(jié)時(shí)間短、早期強(qiáng)度高，能快速對(duì)土體進(jìn)行加固，較為適用；在砂土地層中，復(fù)合速凝注漿材料可在1-30秒內(nèi)凝固，有效填充土體空隙，提升地基承載力，是較好的選擇。注漿工藝：采用鉆孔注漿方式，在豎井橫通道周邊地面按一定間距和角度鉆孔，將注漿管插入孔底。根據(jù)注漿壓力和注漿量控制要求，從孔底向上分段注漿，確保漿液均勻擴(kuò)散，填充土體空隙，提高土體強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而有效控制地面沉降。如在一些工程中，沿豎井周邊位置向底板下進(jìn)行注漿加固，注1：1水泥漿，必要時(shí)注水泥-水玻璃雙液漿，取得了良好的加固效果。（二）加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)增設(shè)臨時(shí)支撐：在豎井橫通道內(nèi)，根據(jù)地面沉降情況和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在關(guān)鍵部位增設(shè)臨時(shí)支撐，如鋼支撐、木支撐等。臨時(shí)支撐可及時(shí)分擔(dān)土體壓力，限制土體變形，防止地面沉降進(jìn)一步加劇。優(yōu)化永久支護(hù)：對(duì)豎井橫通道的初期支護(hù)和二次襯砌進(jìn)行優(yōu)化，增加鋼筋用量、提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)等，增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度。確保初期支護(hù)及時(shí)施作且與土體密貼，二次襯砌與初期支護(hù)緊密結(jié)合，共同抵抗土體變形，有效控制地面沉降。（三）地下水控制降水與回灌結(jié)合：在施工過(guò)程中，若因降水導(dǎo)致地面沉降，可采用地下水回灌技術(shù)。通過(guò)回灌井將抽出的地下水回灌到地下含水層，保持地下水位穩(wěn)定，減小因水位下降引起的土體壓縮沉降。例如，上海城建隧道股份在軌道交通漢中路樞紐13號(hào)線車(chē)站施工中，采用“隔、降、灌”并舉的技術(shù)體系，將因施工開(kāi)采抽出的地下承壓水回灌到原地層，確保了周邊地表“水位零降落、地面零沉降”。封堵涌水通道：若施工過(guò)程中出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)查找涌水源頭，采用注漿、設(shè)置止水帷幕等方法封堵涌水通道，防止土體因涌水沖刷而流失，避免地面塌陷沉降。（四）調(diào)整施工參數(shù)開(kāi)挖參數(shù)調(diào)整：根據(jù)地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，適當(dāng)降低開(kāi)挖速度，使土體有足夠時(shí)間適應(yīng)應(yīng)力變化，減少土體變形。同時(shí)，合理調(diào)整開(kāi)挖順序，采用分段、分層開(kāi)挖方式，避免土體應(yīng)力集中釋放，控制地面沉降。支護(hù)參數(shù)調(diào)整：若地面沉降較大，可增加初期支護(hù)的噴射混凝土厚度、加密鋼筋網(wǎng)片間距、縮短鋼支撐間距等，提高初期支護(hù)的強(qiáng)度和剛度，有效控制土體變形，進(jìn)而減小地面沉降。五、工程案例分析（一）案例一：廣州地鐵某號(hào)線豎井橫通道施工在廣州地鐵某號(hào)線豎井橫通道施工過(guò)程中，由于該區(qū)域?yàn)楦凰皩蛹皬?qiáng)風(fēng)化層，地質(zhì)條件復(fù)雜。施工初期，因?qū)Φ刭|(zhì)情況掌握不足，未采取有效的超前地質(zhì)勘探和支護(hù)措施，導(dǎo)致地面出現(xiàn)較大沉降，部分區(qū)域沉降量超過(guò)50mm。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，施工單位立即采取了一系列處理措施：首先，對(duì)豎井橫通道周邊進(jìn)行注漿加固，采用水泥-水玻璃雙液漿，沿周邊布置注漿孔，注漿壓力控制在0.5-2.0MPa，有效填充了土體空隙，提高了土體強(qiáng)度；其次，加強(qiáng)了豎井橫通道內(nèi)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，增設(shè)了臨時(shí)鋼支撐，并對(duì)初期支護(hù)進(jìn)行了加厚處理；同時(shí)，調(diào)整了施工參數(shù)，降低了開(kāi)挖速度，由原來(lái)每天開(kāi)挖2m調(diào)整為每天開(kāi)挖1m。經(jīng)過(guò)這些措施的實(shí)施，地面沉降得到了有效控制，最終沉降量穩(wěn)定在30mm以?xún)?nèi)，滿足了工程要求。（二）案例二：北京地鐵某號(hào)線豎井橫通道施工北京地鐵某號(hào)線豎井橫通道施工時(shí)，位于繁華市區(qū)，周邊建筑物密集。在施工過(guò)程中，通過(guò)嚴(yán)格的地面沉降監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，部分區(qū)域因施工降水導(dǎo)致地下水位下降，引起了地面沉降。針對(duì)這一問(wèn)題，施工單位采用了降水與回灌結(jié)合的方法。在豎井橫通道周邊設(shè)置了回灌井，將抽出的地下水經(jīng)過(guò)處理后回灌到地下含水層，保持了地下水位穩(wěn)定。同時(shí)，對(duì)受影響的建筑物基礎(chǔ)進(jìn)行了注漿加固，采用水泥漿進(jìn)行壓力注漿，注漿壓力根據(jù)建筑物基礎(chǔ)情況控制在1.0-3.0MPa。通過(guò)這些措施，有效控制了地面沉降，保障了周邊建筑物的安全，未對(duì)周邊環(huán)境造成明顯影響。六、結(jié)論地鐵工程豎井橫通道地面沉降問(wèn)題是地鐵建設(shè)中需要重點(diǎn)關(guān)注和解決的難題。通過(guò)對(duì)地質(zhì)條件和施工工藝等因素