矩形顶管施工中地面沉降与隆起的原因分析和防治措施

　　1、地面沉降隆起

　　矩形顶管施工期间或之后，管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降或隆起，影响管道周边建筑物、道路交通和管道等公共设施，甚至危及正常使用和安全。

　　(一)原因分析

　　1)掘进机正面土压失衡引起的沉降与隆起

　　从土压平衡掘进机的原理来看，掘进机经过充分的切割和搅拌后，在进土仓内形成具有较大可塑性和流动性的土体。当正面土压力控制在被动土压力和主动土压力之间时，地面会下陷或隆起。事实上，由于土质变化较大，根据理论计算的控制往往存在较大差异，无法正确把握，导致土压失衡和沉降。此外，由于部分土压平衡掘进机对土壤的适应性不足，如刀盘截割面积过小，无法调整推进速度或螺旋输送机的转速，导致土压力控制不利或不便，导致土压力不稳定和沉降。

　　2)管道外周空隙引起的沉降与隆起

　　管道外圆周的缝隙是掘进机整改或弯道推进造成的，因为在整改和弯道推进过程中形成的管道截面积大于管道断面，缝隙为被周围的土壤填满并引起沉降。目前一般顶管采用触变泥浆减摩技术，掘进机外径比管子外径大2-3mm，形成泥浆套。灌浆不及时，会引起沉降。

　　3)管道与周围土体摩擦引起的沉降与隆起

　　当管道向前推进时，与周围土壤发生摩擦。这种摩擦经常引起土壤的剪切扰动，导致土壤移动并导致地面沉降。在管接头形状不均匀、接头不均匀或管道不均匀的情况下，这种剪切扰动会加剧，增加地面沉降和隆起。

　　4)管道接口渗漏引起的沉降与隆起

　　当管接头的密封圈放置不当或因管端受力不均而损坏，管接头过度弯曲造成密封不良时，更容易发生接口漏水，水土从而流失， 这种土层损失必定会引起地面沉降与隆起。此外，管道接口的渗漏也会造成触变泥浆的流失，大大降低了支土减摩的效果，也可能造成上述两种原因的沉降和隆起。

　　2、防治措施

　　1)施工前应对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查，制定切实可行的施工方案，正确选用工具管，并对距离管道较近的建筑物和其他设施采取相应的加固保护措施。

　　2)设置测力装置，掌握顶进压力，保持顶进力与前端土体压力的平衡。

　　3)施工时尽量采取小幅度的纠偏，尽可能的保证管道的直顺，减小管道绕曲造成土层移动引起的沉降。避免急度纠偏造成管道接口密封失效和管端碎裂，发生水土和触变泥浆的流失，引起地面沉降。

　　4)在顶进过程中应及时足量地注入符合技术标准的润滑支承介质，填充管道外围环形空隙。施工结束后及时用水泥或粉煤灰等置换润滑泥浆。

　　5)严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。