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，由于施工過程中對地層的擾動，極易引發(fā)地面沉降問題。地面沉降不僅會影響周邊建筑物的安全，還可能對地下管線、道路等基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞，嚴重時甚至會威脅到公眾的生命財產(chǎn)安全。因此，有效處理地鐵工程豎井橫通道地面沉降問題，對于保障工程順利進行、維護周邊環(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，其抗剪強度低、壓縮性高。在豎井橫通道開挖過程中，土體原有應(yīng)力平衡被打破，極易產(chǎn)生壓縮變形，進而導致地面沉降。如上海等地的地層多為典型軟土，在地鐵施工時地面沉降風險較高。地下水情況：當?shù)叵滤惠^高且含水層滲透性強時，施工過程中降水或涌水會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)域因富水砂層及強風化層等地質(zhì)條件，在豎井橫通道施工時面臨較大的涌水和地面沉降風險。（二）施工工藝因素開挖方式：采用爆破開挖時，爆破震動會對周邊土體產(chǎn)生擾動，使土體結(jié)構(gòu)松散，降低土體強度，引發(fā)地面沉降。而采用機械開挖或人工開挖時，若開挖順序不合理、開挖速度過快，同樣會導致土體應(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。支護措施：豎井橫通道施工中，初期支護若不能及時施作或支護強度不足，無法有效控制土體變形，會使土體持續(xù)變形，進而傳遞至地面引發(fā)沉降。此外，二次襯砌與初期支護間的密貼程度也會影響支護效果，若二者存在空隙，會導致支護體系整體剛度降低，無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，噴漿機故障導致拱頂和掌子面在爆破后未及時完成混凝土噴射作業(yè)，未及時形成支護，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，無法有效填充土體因開挖產(chǎn)生的空隙，土體就會因缺乏支撐而發(fā)生沉降；注漿壓力不合理，如壓力過大可能導致土體劈裂，壓力過小則無法使?jié){液有效擴散，均會影響注漿效果，導致地面沉降。另外，漿液材料的性能也至關(guān)重要，若漿液凝結(jié)時間過長、強度不足，難以在短時間內(nèi)對土體形成有效支撐，也會引發(fā)地面沉降。三、地面沉降監(jiān)測（一）監(jiān)測點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)測點，形成監(jiān)測斷面，重點監(jiān)測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)測點，監(jiān)測建筑物的沉降、傾斜情況；針對地下管線，在管線節(jié)點、接口處以及管線正上方地面設(shè)置監(jiān)測點，監(jiān)測管線的沉降變形，避免因地面沉降導致建筑物損壞和管線破裂。（二）監(jiān)測頻率施工前期：在豎井橫通道開挖前，對監(jiān)測點進行初始值測量，測量次數(shù)不少于2次，確保數(shù)據(jù)準確可靠。施工過程中：隨著開挖推進，監(jiān)測頻率逐漸加密。在豎井開挖初期，可每天監(jiān)測1次；當進入橫通道開挖階段，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，每天監(jiān)測2-3次；對于沉降變化較大的區(qū)域，應(yīng)實時進行監(jiān)測。施工后期：豎井橫通道施工完成后，監(jiān)測頻率可適當降低。在初期可每2-3天監(jiān)測1次，隨著時間推移，若沉降趨于穩(wěn)定，可每周監(jiān)測1次，直至沉降穩(wěn)定且滿足相關(guān)規(guī)范要求。（三）監(jiān)測數(shù)據(jù)處理與預(yù)警數(shù)據(jù)處理：對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行及時整理、分析，繪制地面沉降-時間曲線、沉降等值線圖等，直觀反映地面沉降的發(fā)展趨勢和分布規(guī)律。通過數(shù)據(jù)對比分析，判斷沉降是否在可控范圍內(nèi)，以及施工過程中各項措施對沉降的影響效果。預(yù)警機制：根據(jù)工程設(shè)計要求和相關(guān)規(guī)范標準，設(shè)定地面沉降預(yù)警值。一般情況下，當累計沉降量達到警戒值（如30mm）或沉降速率超過一定范圍（如2mm/d）時，立即發(fā)出預(yù)警信號。預(yù)警信號應(yīng)及時通知到施工、監(jiān)理、設(shè)計等相關(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。對于軟土地層，水泥-水玻璃雙液漿因其凝結(jié)時間短、早期強度高，能快速對土體進行加固，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，確保漿液均勻擴散，填充土體空隙，提高土體強度和穩(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行注漿加固，注1：1水泥漿，必要時注水泥-水玻璃雙液漿，取得了良好的加固效果。（二）加強支護結(jié)構(gòu)增設(shè)臨時支撐：在豎井橫通道內(nèi)，根據(jù)地面沉降情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)，在關(guān)鍵部位增設(shè)臨時支撐，如鋼支撐、木支撐等。臨時支撐可及時分擔土體壓力，限制土體變形，防止地面沉降進一步加劇。優(yōu)化永久支護：對豎井橫通道的初期支護和二次襯砌進行優(yōu)化，增加鋼筋用量、提高混凝土強度等級等，增強支護結(jié)構(gòu)的承載能力和剛度。確保初期支護及時施作且與土體密貼，二次襯砌與初期支護緊密結(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：在施工過程中，若因降水導致地面沉降，可采用地下水回灌技術(shù)。通過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號線車站施工中，采用“隔、降、灌”并舉的技術(shù)體系，將因施工開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：若施工過程中出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，應(yīng)及時查找涌水源頭，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)開挖參數(shù)調(diào)整：根據(jù)地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，適當降低開挖速度，使土體有足夠時間適應(yīng)應(yīng)力變化，減少土體變形。同時，合理調(diào)整開挖順序，采用分段、分層開挖方式，避免土體應(yīng)力集中釋放，控制地面沉降。支護參數(shù)調(diào)整：若地面沉降較大，可增加初期支護的噴射混凝土厚度、加密鋼筋網(wǎng)片間距、縮短鋼支撐間距等，提高初期支護的強度和剛度，有效控制土體變形，進而減小地面沉降。五、工程案例分析（一）案例一：廣州地鐵某號線豎井橫通道施工在廣州地鐵某號線豎井橫通道施工過程中，由于該區(qū)域為富水砂層及強風化層，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)勘探和支護措施，導致地面出現(xiàn)較大沉降，部分區(qū)域沉降量超過50mm。發(fā)現(xiàn)問題后，施工單位立即采取了一系列處理措施：首先，對豎井橫通道周邊進行注漿加固，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，提高了土體強度；其次，加強了豎井橫通道內(nèi)的支護結(jié)構(gòu)，增設(shè)了臨時鋼支撐，并對初期支護進行了加厚處理；同時，調(diào)整了施工參數(shù)，降低了開挖速度，由原來每天開挖2m調(diào)整為每天開挖1m。經(jīng)過這些措施的實施，地面沉降得到了有效控制，最終沉降量穩(wěn)定在30mm以內(nèi)，滿足了工程要求。（二）案例二：北京地鐵某號線豎井橫通道施工北京地鐵某號線豎井橫通道施工時，位于繁華市區(qū)，周邊建筑物密集。在施工過程中，通過嚴格的地面沉降監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，部分區(qū)域因施工降水導致地下水位下降，引起了地面沉降。針對這一問題，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)過處理后回灌到地下含水層，保持了地下水位穩(wěn)定。同時，對受影響的建筑物基礎(chǔ)進行了注漿加固，采用水泥漿進行壓力注漿，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題是地鐵建設(shè)中需要重點關(guān)注和解決的難題。通過對地質(zhì)條件和施工工藝等因素