隧道开挖沉降产生的原因
摘要：隧道掘进时，如不根据围岩物理性质、开挖面收敛变形的趋势分析隧道收敛、下沉的主要因素，并采取适当措施加以控制，则将给隧道施工带来重大安全、质量隐患。本文具体分析了隧道开挖沉降产生的原因，以便于从根源上理解开挖沉降，来判断选取合适的控制措施。
1.地层土体特性的影响
根据有关隧道力学理论，对于浅埋暗挖隧道，认为隧道上覆地层已无自承载能力，其荷载应全部由隧道结构来承担。但理论与实践表明，不仅土层，即使对于干砂，地层仍能形成自然载拱。
2.地下水的影响
由于隧道一般均处在含水岩层中，开挖排水后易造成地下水因压力差的存在不断渗出，形成多道渗水通道，使地层持续失水，土层空隙及节理裂隙固结收缩，引起地层沉降。
3.岩层应力释放
由围岩的收敛约束特性可知，随围岩收敛变形的增大，围岩施加到隧道结构上的荷载将减小。*支护的概念就是在允许围岩产生稳定的位移条件下，使支护结构所受的力zui小，但新奥法的这一观点是针对具有稳定的围岩隧道而言，而对于浅埋暗挖隧道，为保证地表的变形得到控制，原则上不允许地表出现超越规定值的下沉而换取*支护，地层预加固与及时支护且封闭成环是超浅埋暗挖隧道的关键。
4.隧道作用的叠加影响
国内外实践表明，对已衬砌的隧道，当两隧道的中心线距大于2.5D(D为隧道宽度)时，两隧道之间的相互作用减弱，但若中心线距不大于2D时，则其相互作用明显。对未衬砌隧道，若中心线距为5D时，可不考虑相互作用;但中心线距不大于3D时，则必须考虑其相互作用。很明显，若两平行隧道间距小，两隧道同时开挖对地层的扰动要大于单一隧道的开挖，其结果会造成地层的突然松弛，出现大的和持续不断的变形。因此在左右线间距一定的情况下，增大两隧道的相对开挖距离是减少其作用叠加影响的关键。
5.施工方法
对隧道施工而言，zui常用的工法是上下台阶法，这种工法也是对围岩变形影响较为严重的一种施工方法(其较CRD工法引起地表沉降增大1倍)，但因其操作简单，造价低，只要措施得当，一般可满足对围岩变形的控制要求。因此，国内外隧道多采用台阶法。但台阶法也多种多样，需根据不同的断面形式及地层条件谨慎选取。
6.开挖进尺的影响
开挖进尺的大小实质上是工作面无支护空间的大小，其值不仅决定着拱顶沉降，而且也影响开挖面的稳定性，二者相互作用并以工作面的稳定性为基础。
7.初期支护刚度
支护刚度是控制地表下沉的有效措施，尤其是对于浅埋暗挖隧道。在要求总刚度一定的条件下，地层刚度小，势必要增大初期支护刚度。对复合式衬砌结构，根据设计的荷载分配，一般结构二衬不承担施工期荷载，但根据实际施工及有关监测资料，初期支护后围岩达到稳定的时间较长，唯有二衬后，隧道才*稳定。
