大直徑泥水盾構(gòu)隧道穿越復(fù)雜環(huán)境地層變形敏感性研究*

蘇秀婷 陳 健 李明宇 張 瑾 曹同鋼 劉 濤⑥⑦

(①中國海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院， 青島 266100， 中國)

(②上?？辈煸O(shè)計研究院(集團)有限公司， 上海 200093， 中國)

(③中鐵十四局集團有限公司， 濟南 250014， 中國)

(④鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院， 鄭州 450006， 中國)

(⑤青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院， 青島 266100， 中國)

(⑥中國海洋大學(xué)山東省海洋環(huán)境地質(zhì)工程重點實驗室， 青島 266100， 中國)

(⑦青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實驗室海洋地質(zhì)過程與環(huán)境功能實驗室， 青島 266200， 中國)

0 引 言

隨著國家海洋戰(zhàn)略、能源戰(zhàn)略、區(qū)域經(jīng)濟一體化及基建大通道建設(shè)路網(wǎng)規(guī)劃的逐步實施，盾構(gòu)隧道的建設(shè)對于水系發(fā)達地域的交通發(fā)展而言顯得尤為重要。大直徑泥水盾構(gòu)作為一項先進的隧道建設(shè)技術(shù)，具有應(yīng)對大埋深、大斷面、掘進距離長、高水壓、復(fù)雜地層的能力，是一種適應(yīng)多種復(fù)雜地質(zhì)情況的隧道建造技術(shù)(錢七虎等， 2021)。盾構(gòu)隧道掘進過程中將不可避免地穿越建筑結(jié)構(gòu)密集區(qū)域，尤其是當(dāng)穿越的建筑結(jié)構(gòu)建造時間較長，基礎(chǔ)較為薄弱時，當(dāng)?shù)貙幼冃纬^特定極限時，建筑基礎(chǔ)容易發(fā)生不均勻沉降和上部結(jié)構(gòu)的額外變形(漆泰岳， 2012； Li et al.，2021)，這可能導(dǎo)致建筑裂縫、結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和變形，導(dǎo)致最終發(fā)生無法恢復(fù)的損壞。尤其對于盾構(gòu)直徑超過10m時，因隧道斷面尺寸增大，掘進過程中同一斷面揭露的地層數(shù)量也越多，對開挖面壓力設(shè)置、掘進參數(shù)控制、覆土厚度等要求更高，同樣也會增加盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定、盾構(gòu)機姿態(tài)、盾尾管片上浮等的控制難度，進而會使周邊建筑物沉降及地表沉降的控制難度大大增加(唐少輝， 2020)。大直徑盾構(gòu)施工過程中應(yīng)有效控制地表沉降保證地表建筑物的安全(張頂立， 2012)，因此，對大直徑泥水盾構(gòu)施工引起的地表沉降影響因素進行深入分析具有重要意義。

前人針對隧道工程施工的影響研究已取得不少成果，針對盾構(gòu)隧道開挖引起的地層變形研究方法主要有經(jīng)驗法(Peck， 1969)、解析法(Pan et al.，2016， 2017，2018； Zou et al.，2019b)、數(shù)值模擬法(Li et al.，2019)、物理模型實驗法(何川等， 2007； 石振明等， 2018)等。夏元友(2015)針對原Peck 公式中的單一性特點，通過推導(dǎo)得出在隧道軸線上方任意土層深度處的位移計算公式，并對現(xiàn)有計算理論、已有工程案例、有限元結(jié)構(gòu)進行綜合對比分析研究，從而驗證了公式的可行性。顧其波等(2016)依據(jù)寧波地鐵某區(qū)間盾構(gòu)工程實測數(shù)據(jù)，分析了已有的地表沉降預(yù)測公式的可行性。劉波等(2018)以隨機介質(zhì)理論為依據(jù)，對盾構(gòu)隧道施工開挖過程中引起的土體擾動進行詳細研究，探究地層的沉降規(guī)律，預(yù)測了地層變形。為了克服經(jīng)驗理論估算表面沉降的缺點，數(shù)值模擬方法已成為工程師的關(guān)鍵工具。數(shù)值模擬已被證明對隧道安全分析是可靠的，特別是在復(fù)雜的環(huán)境下(Ding et al.，2011； Sahoo et al.，2013； Dindarloo et al.，2015； Zhang et al.，2016)。張曉平等(2017)利用ANSYS軟件研究不同注漿壓力下地表沉降規(guī)律和不同掌子面推力下掌子面前方3m地表橫向沉降規(guī)律，歸一化處理并運用現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)驗證。王璐等(2010)基于西安地鐵盾構(gòu)穿越的黃土層案例，應(yīng)用FLAC3D軟件建模，從而模擬施工過程，最終研究得出黃土地區(qū)有關(guān)地表沉降的一般規(guī)律表現(xiàn)。馬險峰(2012)通過開展物理模型試驗，模擬了盾構(gòu)隧道的地層損失情況，對地層損失與施工期及施工后地表沉降的關(guān)系進行了深入研究，逐一量測了隧道縱向應(yīng)變、縱向沉降、隧道周圍土壓力及超孔隙水壓力的變化情況，從而最終明確了隧道的縱向沉降特性。房倩等(2021)依托京張高鐵清華園隧道(隧道直徑12.2m)下穿既有北京地鐵10號線工程，建立了下穿既有線工程中地層、既有結(jié)構(gòu)變形與盾構(gòu)掘進參數(shù)的關(guān)系，研究結(jié)果表明，盾構(gòu)機推進速度及總推力、刀盤的旋轉(zhuǎn)速度及扭矩等參數(shù)直接會影響周圍地層擾動規(guī)律，高斯方程可較好地擬合地層和既有線沉降，地層沉降槽寬度受隧道埋深、地層加固措施及盾構(gòu)機尾部注漿綜合影響(張曉平等， 2018； 王浩杰等， 2019)。

目前國內(nèi)外學(xué)者針對淺埋深、小斷面盾構(gòu)隧道開挖面的穩(wěn)定及地層變形的規(guī)律研究比較多，相關(guān)理論基礎(chǔ)也比較全面，而針對大直徑泥水盾構(gòu)開挖引起的地層變形影響因素研究還不足。由于開挖直徑較大導(dǎo)致對原位土的擾動更加劇烈，地層變形和地表沉降范圍更廣，地表沉降變形規(guī)律更復(fù)雜。小直徑盾構(gòu)盾體間隙較小一般不進行填充，而大直徑盾構(gòu)在沉降要求較高的復(fù)雜環(huán)境施工時，要求盾構(gòu)間隙填充惰性材料來支撐地層，因此其地表垂直變形規(guī)律不同于一般小直徑盾構(gòu)隧道，隨著城市地下建構(gòu)筑物繁多密集、地質(zhì)復(fù)雜多變，地下隧道工程斷面越來越大，盾構(gòu)近距離穿越引起沉降的控制難度也不斷增大，迫切需要解決大直徑盾構(gòu)隧道穿越過程中的沉降控制問題。

武漢地鐵8號線工程為武漢市地鐵規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)中的最主要的過江干線之一，盾構(gòu)隧道穿越淺覆土老舊棚戶區(qū)、文物建筑群，面臨臨近建筑物能否正常使用及盾構(gòu)能否正常施工問題。本文以武漢地鐵8號線中的黃浦路站—徐家棚站越江隧道工程為依托，采用有限元軟件Plaxis3D，進行三維有限元模型的建立，分析了覆土厚度、開挖面支護壓力、盾殼段土體損失、盾尾注漿壓力對地表沉降規(guī)律的敏感性，并綜合對比分析了數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場實測值，驗證了模型的有效性，研究成果將為后續(xù)大直徑泥水平衡盾構(gòu)穿越敏感環(huán)境施工參數(shù)的選取提供指導(dǎo)。

1 工程背景

武漢地鐵8號線黃浦路站—徐家棚站越江盾構(gòu)隧道工程位于武漢長江二橋上游450m處，連接武漢市江岸區(qū)與武昌區(qū)，是武漢市第4條過江軌道交通線。隧道自徐家棚站始發(fā)后，先以-27.49‰方向掘進952.708m，然后沿-4.8‰方向，掘進420m到達江中最低處，然后以+18.4‰，坡長為1710m的縱坡上坡，至黃浦路站為止。

本項目越江段盾構(gòu)區(qū)間全長3185.5m，場地在地貌上屬于長江河床及長江一級階地，屬于典型的二元結(jié)構(gòu)沉積地層。根據(jù)勘察資料，場地地層從上往下依次為雜填土、素填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉細砂、黏土、中粗砂、圓礫土、強風(fēng)化礫巖、弱膠結(jié)礫巖等，地質(zhì)斷面情況見圖1，隧道穿越1820m全斷面粉細砂地層和1365m上軟下硬復(fù)合地層，膠結(jié)巖石最大抗壓強度達24.5MPa，隧道過江江面的寬度長達1500m，江堤寬度1750m。工程選用一臺12.51m直徑的泥水平衡盾構(gòu)機，該盾構(gòu)機最小轉(zhuǎn)彎半徑700m，最大耐壓8bar，最大適應(yīng)坡度5%，最大掘進速度可達到60mm·min-1，最大推力4556877kN，最大扭矩為22673kN·m。

圖1 武漢地鐵8號線越江隧道穿越地質(zhì)斷面示意圖

盾構(gòu)自徐家棚站始發(fā)之后，隧道穿越距離長達600m的舊城改造棚戶區(qū)、武九鐵路、長江大堤等敏感區(qū)，隧道覆土厚度逐漸由1倍隧道直徑增大至3倍。其中棚戶區(qū)民房比較密集，時代久遠，武九鐵路為現(xiàn)有運營鐵路，長江大堤為地上防洪堤，變形控制要求極高。

2 盾構(gòu)掘進地層變形因素敏感性的數(shù)值模擬

大直徑泥水平衡盾構(gòu)施工過程會引起地表沉降，主要因素包括覆土厚度、開挖面前方土體應(yīng)力釋放、盾殼段土體損失、盾尾注漿壓力、盾構(gòu)超挖引起的空隙、管片變形等(趙曉彥等， 2017)。本文首先對隧道穿越5種不同覆土厚度(1D、1.5D、2D、2.5D、3D)條件下施工過程進行三維數(shù)值模擬，其中D代表隧道直徑，D=12.51m，不同覆土厚度地層情況見圖1； 其次，選取1.5D隧道覆土厚度作為研究基準(zhǔn)，對覆蓋層厚度、開挖面支護壓力、盾殼段土體損失、盾尾注漿壓力等參數(shù)進行敏感性分析。

2.1 數(shù)值模型的建立

根據(jù)工程概況，采用Plaxis3D建立三維有限元模型，模型見圖2，有限元模型的空間尺寸長度(X方向)×寬(Y方向)×高(Z方向)為120m×120m×60m，模型兩側(cè)為水平向約束，前后作為水平方向的約束，底部作為豎直方向的約束。模型采用三角形網(wǎng)格，大約分為9萬個單元格， 14萬個節(jié)點數(shù)。

圖2 有限元計算模型

2.1.1 邊界條件

本次模擬目的在于減弱邊界效應(yīng)及接近工程實際情況，同向位移約束條件施加在X方向邊界處，轉(zhuǎn)動約束條件施加在繞Y、Z軸方向，并且在Y方向邊界處施加同向位移約束、繞X、Z軸施加轉(zhuǎn)動約束； 在模型的Z方向，即豎直方向的上邊界定義為自由邊界，下邊界定義為固定邊界。

2.1.2 地層參數(shù)

本次模擬選取5個典型的計算斷面，按照覆土厚度分別為1.0D、1.5D、2.0D、2.5D、3.0D，對應(yīng)于覆土厚度分別為12.51m、18.15m、24.2m、20.25m、36.3m，不同覆土厚度處參數(shù)選取如表1～表5所示。

表1 隧道覆土厚度為1D

表2 隧道覆土厚度為1.5D

表3 隧道覆土厚度為2D

表4 隧道覆土厚度為2.5D

表5 隧道覆土厚度為3D

2.1.3 本構(gòu)關(guān)系

考慮到盾構(gòu)機殼體(鋼材)和管片襯砌(混凝土)剛度遠大于周圍土體，本文采用莫爾-庫侖-彈塑性土體本構(gòu)模型，并且管片的襯砌環(huán)及盾構(gòu)機殼均采用線彈性本構(gòu)模型，盾構(gòu)機殼體E=210GPa，泊松比為0.3。以34.5GPa作為管片的彈性模量， 0.2為其泊松比。

2.1.4 盾構(gòu)機與管片參數(shù)

本項目盾構(gòu)機前盾直徑為12.51m，前盾長度4.02m，中盾直徑12.49m，中盾長度3.925m，其中盾尾直徑長12.47m，盾尾長度為5.945m。本文中盾構(gòu)隧道外徑是12.1m，管片寬度是2m，管片厚度是0.5m，并且使用C50混凝土，抗?jié)BP12。襯砌環(huán)采用1+7式，由一個封頂塊(F)，兩個鄰接塊(L1、L2)和5個標(biāo)準(zhǔn)塊(B1～B5)組成。因本文主要模擬分析地層變形受盾構(gòu)機掘進的影響程度，管片拼接方式相對影響較小，管片拼裝不考慮接縫。

2.1.5 開挖面壓力設(shè)置

盾構(gòu)掘進過程中，采用合理的開挖面壓力可以使地表沉降有效減小，本次模擬過程中，假設(shè)在開挖面中泥膜已經(jīng)形成，在泥膜上施加支護壓力，暫時不考慮支護介質(zhì)(氣體或泥漿)的耗散，參數(shù)選取以實測參數(shù)為基準(zhǔn)，不同覆土厚度盾構(gòu)機開挖面壓力值見圖3。

圖3 不同覆土厚度盾構(gòu)機開挖面壓力值

2.1.6 盾構(gòu)與土體間隙設(shè)置

倒錐形的盾構(gòu)設(shè)計使得盾體與土體之間產(chǎn)生了間隙，這種間隙會使盾體與土體的摩擦力減小，也會無形中增大地層損失，同樣管片脫離盾尾后與周圍土體之間的空隙也會造成地層損失。在數(shù)值模擬中，將盾體與周圍土體之間的非均勻性空隙，盾尾管片與周圍土體之間的空隙等效為均勻圓筒，并利用圓筒的收縮模擬兩種因素所誘發(fā)的地層損失。將注漿壓力轉(zhuǎn)換為土體的面荷載，注漿壓力的選取參考現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，不同覆土厚度條件下盾構(gòu)機尾注漿壓力取值見圖4。

圖4 不同覆土厚度盾構(gòu)機盾尾注漿壓力實測值

2.1.7 盾構(gòu)掘進模型

將盾構(gòu)掘進過程簡化為圖5所示形式。主要控制參數(shù)包括掌子面壓力，注漿壓力以及盾構(gòu)機盾體錐形收縮。在上述3個作用位置，均會產(chǎn)生較大的土體損失，具體可以分為刀盤位置處的土體壓力不平衡造成的土體損失、刀盤超挖造成的土體損失、盾構(gòu)機盾構(gòu)直徑變化造成的土體損失、盾尾脫出時造成的土體損失以及管片變形造成的土體損失，這些部分的土體損失是產(chǎn)生地層沉降的主要原因。

圖5 盾構(gòu)掘進模型

2.1.8 分步式掘進流程

在進行盾構(gòu)掘進模擬分析中，對盾構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)對地表沉降的影響進行了充分考慮，具體的計算如下：

(1)計算場地地應(yīng)力，初始應(yīng)力平衡；

(2)進行第1個盾構(gòu)環(huán)的開挖，施加開挖面支護壓力p1；

(3)激活盾殼2m，并激活盾殼外設(shè)置的接觸界面和收縮單元，產(chǎn)生土體損失VL1；

(4)進行第2個盾構(gòu)環(huán)的開挖，激活后一步盾殼2m，并激活盾殼外設(shè)置的接觸界面和收縮單元，產(chǎn)生土體損失VL2；

(5)重復(fù)第3步，直至盾尾脫開之前；

(6)撤去盾殼單元，激活盾尾注漿壓力pr；

(7)激活襯砌管片；

(8)遞進式重復(fù)(2)～(7)直至結(jié)束。

2.2 模擬結(jié)果分析

2.2.1 覆土厚度

圖6為不同覆土厚度條件下大直徑泥水盾構(gòu)隧道施工引起地層縱向沉降云圖，為更好地進行沉降云圖之間差異性對比，將沉降云圖的圖例范圍設(shè)置為-30～30mm。從云圖中可以發(fā)現(xiàn)，盾構(gòu)掘進施工造成隧道頂部產(chǎn)生向下的沉降變形，而在隧道底部會形成隆起。在隧道覆土厚度由1.0D增加到3.0D過程中，由于盾構(gòu)開挖引起的地表沉降變形量減小。當(dāng)覆土厚度為1.0D時，由于隧道開挖引起的地表沉降量接近20mm，沉降量會隨著覆土厚度的增大，而呈現(xiàn)出減小趨勢，當(dāng)覆土厚度增加至2.0D時，其最大沉降約3.2mm。當(dāng)覆土厚度繼續(xù)增大時，發(fā)現(xiàn)在地表最大沉降量與覆土厚度這兩者之間呈現(xiàn)出非線性的關(guān)系，其拐點出現(xiàn)在2.0D位置，當(dāng)覆土厚度超過于2.0D，地面沉降變化不大。當(dāng)覆土厚度較小時，在1.0D條件下，隧道開挖很容易導(dǎo)致地表發(fā)生隆起變形。隨著覆土厚度不斷增加，土體沉降和隆起變形量兩者都有減小的趨勢，曲線也更加平緩。因此，對于大直徑的泥水平衡盾構(gòu)來說，當(dāng)覆土厚度處于1.5D以下時，地層沉降需要重點關(guān)注。

圖6 不同覆土厚度下大直徑泥水盾構(gòu)施工引起地層縱向沉降云圖

2.2.2 開挖面支護壓力

圖7為不同開挖面壓力條件下(p0=240kPa，p1=220kPa，p2=200kPa，p3=180kPa，p4=160 kPa，p5=140kPa)大直徑泥水盾構(gòu)掘進過程中引起地層縱向沉降云圖。盾構(gòu)開挖引起的地表沉降量隨著開挖面支護壓力的減小會呈現(xiàn)明顯增加，沉降槽寬度也會相應(yīng)增大。開挖面壓力的減小，導(dǎo)致土體發(fā)生向隧道的位移，使得更多的土體變形至盾構(gòu)機刀盤區(qū)域，從而引起更大的土體損失，進而產(chǎn)生更大和更寬的地面沉降現(xiàn)象。當(dāng)開挖面支護壓力減小時，地表沉降量會迅速增加，當(dāng)p0=240kPa時地表沉降不超過3mm，當(dāng)p5=140kPa時，最大沉降接近35mm； 并且隨著開挖面壓力的減小，會出現(xiàn)開挖面土體發(fā)生較大的向隧道方向的沉降變形的現(xiàn)象，這對隧道開挖的穩(wěn)定不利。

圖7 不同開挖面支護壓力條件下大直徑泥水盾構(gòu)掘進引起地層縱向沉降云圖

2.2.3 盾體段土體損失

圖8為不同盾殼土體損失條件下盾構(gòu)掘進所造成土體縱向沉降云圖(土體損失分別取VL1=0.1%，VL2=0.6%，VL3=1.0%，VL4=1.5%，VL5=2.0%)。

圖8 不同盾殼土體損失條件下的土體橫向沉降云圖

由圖8可知，盾殼土體損失VL的增大會引起地表沉降量的增加。當(dāng)土體損失為Vl=0.1%時，綜合前述開挖面支護壓力和注漿參數(shù)，隧道開挖引起的沉降量不大； 當(dāng)土體損失增大到2.0%時，其最大沉降接近70mm，由此可見，盾殼范圍內(nèi)的土體損失增加，導(dǎo)致土體發(fā)生向內(nèi)部的位移，導(dǎo)致更大的地面沉降產(chǎn)生，沉降槽寬也更寬。

2.2.4 盾尾注漿壓力

圖9為不同盾尾注漿壓力條件下盾構(gòu)掘進所造成的縱向地層沉降云圖(pr1=330kPa，pr2=300kPa，pr3=270kPa，pr4=240kPa，pr5=210kPa)。盾構(gòu)開挖導(dǎo)致的地表沉降量，會隨著盾尾注漿壓力的減小而增加，當(dāng)盾尾注漿壓力為pr5=330kPa時，綜合前述開挖面支護壓力和盾殼土體損失參數(shù)，隧道開挖導(dǎo)致的地表沉降不超過5mm，當(dāng)開挖面壓力小于240kPa后，地面沉降迅速增加，且增速也迅速增大。當(dāng)盾尾注漿壓力減小至pr5=210kPa時，其最大沉降接近40mm。這說明當(dāng)注漿壓力不能與周圍土體受力平衡后，土體產(chǎn)生了較大的變形，引起了地表沉降量的增大。

圖9 不同盾尾注漿壓力條件下盾構(gòu)掘進引起地層縱向沉降云圖

3 數(shù)值模擬與現(xiàn)場實測對比分析

項目實施過程中對盾構(gòu)穿越過程引起的地表沉降進行監(jiān)測，地表沉降監(jiān)測點布置及范圍見圖10。在此監(jiān)測段，隧道自徐家棚車站掘進至江中一側(cè)，隧道覆土厚度逐漸由1倍隧道直徑增大至3倍。

圖10 武漢地鐵8號線越江隧道部分監(jiān)測布置圖

3.1 橫向地表沉降

圖11為橫斷面地表沉降實測值與模擬值對比，從圖11可以看出，在隧道覆土厚度在1.0D處，通過有限元計算得到的地表沉降最大值為20mm左右，現(xiàn)場測點位于最大沉降兩側(cè)，最大沉降為16.1mm左右，與有限元結(jié)果存在一定差異，但是整體趨勢相同。當(dāng)覆土厚度為1.5D時，有限元計算得到的地表沉降最大為6.0mm左右，現(xiàn)場測點位于最大沉降兩側(cè)，且有一定距離，最大沉降為4.9mm左右。當(dāng)覆土厚度為2.0D時，有限元計算得到的地表沉降值最大為3.3mm左右，現(xiàn)場測點最大沉降為3.0mm左右，兩者較為接近。當(dāng)覆土厚度為2.5D時，有限元計算得到的地表沉降最大為3.6mm，現(xiàn)場測點最大沉降為3.8mm左右，兩者較為接近。當(dāng)覆土厚度為3.0D時，有限元計算得到的地表沉降最大為3.7mm左右，現(xiàn)場測點最大沉降為3.6mm左右，兩者較為接近。

圖11 不同覆土厚度下橫斷面地表沉降實測值與模擬值對比

綜上所述，從有限元計算結(jié)果與現(xiàn)場實測的對比分析中可知，數(shù)值模擬計算結(jié)果與現(xiàn)場實測值具有相同變化趨勢，說明采用本章所述的有限元分析模型計算能夠反映盾構(gòu)掘進導(dǎo)致的地表縱向沉降規(guī)律。

3.2 縱向地表沉降

圖12為選取的隧道覆土厚度由1.0D增加到3.0D過程中，所選取的5個斷面隨盾構(gòu)進度有限元地表縱向沉降計算結(jié)果與實測地表縱向沉降(沿軸線變化)結(jié)果的對比(由于監(jiān)測斷面相距過遠，本文選取距離最大沉降點最近的測點作為參考)。如圖12所示，在覆土厚度為1.0D處， 0點處有限元計算得到測點位置處的沉降為10mm，現(xiàn)場實測為6.1mm。在覆土厚度為1.5D處，有限元計算得到測點位置處的沉降為5mm、3.2mm，現(xiàn)場實測為3mm、1.9mm左右。在覆土厚度為2.0D處，有限元計算得到測點位置處的沉降為1.9mm，現(xiàn)場實測為2.1mm。在覆土厚度為2.5D處，有限元計算得到測點位置處的沉降為3.3mm、1.1mm、0.8mm，現(xiàn)場實測為3.6mm、2.0mm和0.1mm，呈現(xiàn)出相似的變化規(guī)律。在覆土厚度為3.0D處，有限元計算得到測點位置處的沉降為2.0mm和0.1mm，現(xiàn)場實測為1.0mm和0.1mm，呈現(xiàn)出相似的變化規(guī)律。

4 結(jié) 論

大直徑的泥水盾構(gòu)在全斷面透水砂層掘進全過程中，開挖面支護壓力、盾構(gòu)掘進的土層損失、盾尾注漿壓力控制是造成地層變形的主要影響因素，通過數(shù)值模擬及現(xiàn)場實測對比分析，得到以下結(jié)論：

(1)分析開挖面壓力參數(shù)表明，開挖面壓力是造成土體沉降變化敏感的因素，當(dāng)開挖面支護壓力減小時，地表最大沉降量與壓力呈現(xiàn)出非線性的關(guān)系。開挖面壓力減小至某一定壓力值，導(dǎo)致地面沉降迅速增加，且增速也迅速增大。該結(jié)果同時說明對開挖面壓力的研究是非常重要的。

(2)分析盾殼段土體損失參數(shù)表明，隨著盾殼土體損失的增加，地表最大沉降與盾殼土體損失表現(xiàn)出線性關(guān)系。同時發(fā)現(xiàn)，盾殼土體損失對地表沉降變化的影響程度比較大。

(3)通過分析盾尾注漿壓力參數(shù)，發(fā)現(xiàn)地表最大沉降值會隨著注漿壓力的減小表現(xiàn)出與壓力明顯的非線性關(guān)系，當(dāng)開挖面壓力比注漿壓力值小時，地面沉降迅速增加，且增速也迅速增大。該結(jié)果同時說明對盾尾注漿的研究是非常重要的。

(4)通過研究隧道覆土厚度，發(fā)現(xiàn)地層沉降值由于覆土厚度的增加而逐漸減小，橫向和縱向沉降曲線也會隨之更加平緩，當(dāng)覆土厚度超過2.0D之后，地層沉降出現(xiàn)拐點，當(dāng)覆土厚度處于1.5D以下時地層沉降需要重點關(guān)注。