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工程事故分析与处理

论文题目城市中心地铁施工及附近基坑开挖的影响

姓名黎福海

学号3110104726

专业土木工程

班级土木1103班

课程工程事故分析与处理

任课老师蒋军/葛炜

论文形式期末考核

完成时间2014年6月16日星期一

一、现有问题：

1.目前我国正在进行大量的地铁建设，城市中心地铁施工会引起哪些问题，请分析。

以杭州为例。

2.地铁附近基坑开挖会有哪些影响，如何分析？

3.以杭州土层为例，地铁运营后，如1年，5年，10年或20年后会出现哪些问题，请分析。

二、我的研究：

1、城市中心地铁施工引起的问题（以杭州为例）

地铁作为城市轨道交通的重要组成部分，以其快速、安全、舒适、低能耗和污染小等优点为城市居民所青睐，此外地铁的建设对于提高城市土地利用率，缓解日益拥挤的城市交通，改善人民居住的环境，实现人车立体分流及保持城市历史文化景观等方面均具有显著的作用，其优越性己被世界各国所公认。

近年来，为了解决城市发展过程中的环境交通问题，我国的地铁建设快速发展。

目前，我国许多大城市诸如北京、上海、深圳、广州、南京、香港等已建有多条地铁线路，另外还有十几个大中型城市如杭州等正在建设或申请建设包括地铁在内的城市轨道交通，因此地铁的建设在我国已经呈现出广阔的发展前景．

城市的地铁线路一般会经过城市人员和建筑物密集的地区，而地铁列车运行时产生的振动通过隧道结构，经由岩土介质向周边地层地面和建筑物基础传播，引发地铁周边环境和建筑的振动，以及由振动引起的结构二次噪声。

此外，地铁施工对邻近桥梁、建筑、管线、既有线路等的邻近施工环境影响问题愈来愈多，直接关系到市民的生产生活和城市的正常运行。

根据国务院批准的杭州城市快速轨道交通建设规划，于09年3月开工建设杭州地铁轨道交通一期工程。

此工程建设受到广大市民的高度关注及好评。

根据国务院批准的杭州城市快速轨道交通建设规划,杭州市地铁施工已经如火如荼的进行着。

由地铁总体规划知，杭州轨道交通网络体系由8条线路组成，总长为278公里，到2050年杭州地铁网有8条线路，估算总投资在1000亿元。

其近期目标是，2009年3月开工建设轨道交通一期工程，2011年底之前建成1号线部分、2号线部分和钱江新城试验段，并争取开工建设钱江新城至东站交通枢纽（4号线部分）、至萧山国际机场（7号线部分）连接线，形成连接杭州主城至江南、临平、下沙三个副城的轨道交通骨干线路。

在2011年－2020年，建成1号、2号、3号、4号、5号线和7号线部分，形成杭州轨道交通基本网络系统。

而到2020年－2050年，建成6号线、7号线、8号线，形成国内一流、国际先进的较为完善的轨道交通网络体系，成为杭州城市公共交通的骨干网络。

然而，施工阶段将无法避免的带来一系列问题。

地铁施工产生的影响主要有：

（1）环境污染方面：

地铁施工而产生的大气污染、噪声、振动、地下水位降低、对既有道路交通产生的干扰、交通阻塞加剧以及由此引起的时间损失、燃料消耗增加和汽车排出废气增加。

还有,由于地下工程施工都需要降水,降水可能导致区域甚至市区地下水位下降,还可能造成建筑物沉降，这些都给城市市容和环境带来了影响。

自今年3月杭州地铁一号线进入全面施工以来，地铁施工单位及杭州日报陆续接到关于地铁施工造成噪音污染的投诉。

记者们沿地铁一号线走访各个施工地点，发现确有个别施工点如群众反映，施工对附近居民休息造成影响。

市民呼吁，地铁施工单位在确保工期和质量的同时，应该保证附近居民有正常的休息环境。

一般来说，噪音的产生有以下几个原因：

1、因连续墙及孔桩成型等施工工艺要求，需要连续不间断施工，这对夜间市民休息有很大影响；

2、受白天交通管制，大部分工地土方挖运及建筑材料拉运都要在晚上才能进行；

3、施工期的现场准备、施工场地土石方施工、打桩、混凝土现场浇注、装卸及运输等施工机械及运输车辆作业等产生的噪声。

地铁施工还会导致大气污染、噪声、振动、地下水位下降等问题。

此外，修建地铁时从物资器材中加工制造中产生的CO2和施工产生的粉尘颗粒，导致空气质量下降。

施工中发生振动及水质污染，影响附近居民的安宁及用水安全。

（2）对邻近建筑物的影响：

任何地下工程的开挖施工，无论其埋深大小，均将扰动地下岩土体，使其失去原有的平衡状态，而向新的平衡状态转化。

在这个过程中地下岩土体及地表面势必发生或大或小的位移及变形。

地铁隧道的施工往往会引发不同程度的地表沉降及水平变形，大的地层变动将对周围建筑物产生影响，甚至会对结构的安全带来隐患。

上海地铁四号线（浦东南路至南浦大桥）区间隧道中的浦西联络通道由于流沙涌入而造成严重的地面沉降。

沉降对于房屋结构的影响，概括起来，可分为三点：

一、对于房屋上部结构的损害和影响，例如地下开挖造成的不均匀沉降会在结构内部产生次生内力以及不规则的变形，小到开裂，大到失稳倒塌。

二、对基础的损害影响。

地下开挖导致地表的变形不仅仅是沉降，还同时作用有水平拉压应变。

对于以受压为主的基础材料来说，拉应变产生的破坏有时会占主导地位。

三、减少地基承载能力。

特定的建筑地基具有特定的承载能力，在地下施工中，对周边地基土的扰动是难免的。

地铁隧道施工造成的沉降对邻近建筑物的影响除倾斜外还含有基础的挠曲变形，当沉降过大时有可能导致建筑物的断裂及上部结构压性裂缝的产生。

因此在施工中应尽量把建筑物的影响降至最低。

可行的方法有：

1设置隔离桩加固地基及侧壁注浆，它能有效地阻隔隧道开挖所引起的地层变形向建筑物基础的地层区域发展，而且侧壁注浆也可起到减小地表沉降的目的。

②合理运用施工工法。

③建议在区间隧道和建筑物之间设置砖孔灌注桩，左线隧道进行侧壁注浆加固，同时加强监控量测，进行信息化施工，根据反馈信息及时调整各项参数。

（3）道路桥梁交通方面：

地铁一般沿市政道路敷设,通常采用明挖、暗挖、盖挖、盾构等施工方法。

用明挖、盖挖法施工的大多需要占用道路,即使采用暗挖法施工,施工场地亦可能需占用道路,占道必然影响交通。

另外,由于施工的需要,大量的施工材料、垃圾碴土需要运进或运出,相应增加了许多施工车辆,无形中又增加了交通的压力。

地铁施工还会导致城市交通路面的损坏、路面开裂、下陷等；地下原来的排污、输水等管道受到地铁区间隧道施工的破坏而破裂，致使污水上溢等：

此外这些管道在遇到地铁线时往往需要改道或者作特殊处理；地下施工通过既有桥梁等设旌时，导致桥梁桩基础沉降，或者产生对桩的负摩擦，使之丧失承载能力，从而降低了整座桥梁的承载能力与安全使用性能。

地铁修建工程中，工程车通常要经过干线道路进行绕行运输，因交通阻滞造成的损失有3方面：

交通阻塞的时间损失、燃料消费的增加量、排出废气的增加量。

此外，地铁走向基本上是沿着城市道路的走向延伸，因此沿线车站的施工或多或少占用城市道路，根据车站施工占用道路的状况分为以下三种情况：

第一种情况，车站施工完全封闭道路。

这种情况对道路交通的影响表现为：

道路完全断流，车辆需绕道行驶，增加了其他道路的交通压力，并有可能导致相接道路成为断头路；影响周边建筑物的对外交通，包括停车库机动车和行人出入；影响两侧人行道行人的正常通行；需调整途经的公交线路，给市民的出行带来不便；改变现有的交通设施，对周边的环境产生影响。

第二种情况，车站施工占用部分道路。

这种情况对道路交通的影响表现为：

道路部分被占用，容易形成交通瓶颈，道路通行能力减少；影响周边建筑物的对外交通，包括停车库机动车和行人的出入；影响两侧人行道行人的正常通行；公交停靠设施可能需迁移，增加了市民的出行距离；同样地铁施工对周边的交通环境会产生较大影响。

第三种情况，车站施工基本上不占用道路此种情况对道路交通的影响相对较小，但出入施工场地的车辆可能会对相邻道路的交通产生一定的影响。

目前杭州已有多个地铁站点进入全封闭施工，这对于交通是个很大的挑战，面对地铁站点挺进市中心带来的通行压力，杭州地铁集团与交警、公交等部门进行了多次研究，陆续推出了一整套科学合理的交通组织案，确保公交优先，配合道路工程、地铁建设，调整线路走向664条次。

交警部门在21条道路上设置公交专用车道，总长为173.22公里；在17个路口设置了公交优先车道，25个路口实现了不同时段的“公交优先”信号控制。

（4）对企业、商家等的影响：

商贸是城市生活的重要组成部分，城市中心地铁线路通过的地方多是商业集中地区。

尽管地铁敷设在地下，但需要有通向地面的出入口、风亭等设施；另外，从工程施工考虑，需要大量临时施工用地。

这样一来，一些临街的商业用房需要拆迁，从而影响了原有的商贸活动。

杭州地铁1号经过武林广场附近，由于施工围挡的存在，破坏了原有的商业气氛。

从购物消费者的心理来说,一般不会喜欢到不好的购物环境去购物消费。

因此，地铁施工对商贸的影响也是必然的。

在平海路，地铁工地对面的西湖电影院，据说受地铁施工影响，票房遭受很大打击。

部分服饰个体户，因受影响，纷纷表示，要考虑下一步的经营方略。

例如，杭州著名的工联大厦因地铁施工不得已于09年拆迁。

虽说地铁施工对各商家造成巨大影响，但有些大商户期待地铁新商机，与船小经不起大浪的小商户不同，许多大商家已瞄准这一商机，表示只要熬过建地铁这个“寒冬”，一定能迎来“春暖花开”的时候。

（5）对旅游业的影响：

由于地铁龙翔站距离西湖仅500米，施工可能会对杭州的旅游业造成不良影响。

据多方查询，得知：

在反复现场查勘、调查研究、科学比选的基础上，地铁修建部门对规划设计也进行了重大调整，轨道交通2号线西北段由走庆春路、白沙路和保俶路、天目山路改为走凤起路、环城西路、天目山路，从根本上解除了地铁对西湖的影响。

平时施工对旅游影响不大，而且旅游部门更加看好日后对旅游业有所促进。

（6）对市民生活的影响：

交通和商贸活动与居民生活息息相关；城市居民是交通和商贸活动的主体，交通和商贸受到影响，直接影响的还是城市居民。

还有，由于征地拆迁，使城市居民和单位受到影响；施工围挡给居民出行带来影响；一些公共用地可能变成了施工用地,使居民减少了休闲的场所；施工中使用机具产生噪声、振动等影响居民的工作和休息；施工导致公交车改线或公交站点移位等都给居民带来不便等等。

另外，一些地下管线如水、电、气、通讯等迁改亦会对居民生活产生影响。

（7）施工工程事故的影响：

此外，由于地铁施工而造成地面沉陷及基坑滑坡事故时有发生，造成了严重的经济损失和社会影响。

2007年3月28日，北京市地铁10号线苏州街车站，发生坍塌事故，坍塌面积约20m2，深度约11m，导致6名工人死亡。

2008年4月1日，深圳市地铁3号线荷坳段工程，由于加固立柱模板的螺杆承受力太小，导致坍塌，3死2伤。

2008年11月15日，杭州地铁湘湖站工地发生坍塌事故，17人死亡，4人失

2009年1月8日，上海地铁9号线小南门站工地，一台50t履带式吊车在吊运钢管时，不慎发生侧翻，吊车司机不幸被压身亡。

2009年1月11日，上海地铁11号线曹杨路车站，施工电器线路短路，导致火灾，造成1人死亡数人受伤。

2、地铁附近基坑开挖产生的影响

21世纪是地下空间开发的世纪，充分利用地下空间是城市立体化开发的主要组成部分。

在乡镇密集区进行的开挖不能避免地会对环境影响，高水位及其它复杂条件下开挖基坑，易产生滑移、失稳、变位、隆起、严重漏水、等灾害，造成很大威胁。

因此附近基坑对地铁的影响越来越有研究的必要性。

（1）、附近基坑施工对原有地铁结构的影响分析

地铁隧道作为地下开挖工程，但由于隧道衬砌与周围土体刚度不同，会出现隧道与周围土体变形不协调，这就涉及到基坑～土体～隧道三者相互作用的问题。

围护墙体向坑内产生位移，随着开挖深度的增大，墙外土体位移伴随着围护结构变形并逐渐传递，从而引起周围建（构）筑物变形或者差异变形随施工过程不断变化。

在运营地铁周围进行任何的岩土工程活动，隧道都会产生相应的变形反应，有工稳定性影响。

这种最本质的是由于工程引起围岩状态再次重分布，导致力学行为变化。

包括桩基础、势必会引起坑底回弹（隆起）、支护后土体侧移以及坑外地面沉降等，会影响甚至其近处地铁隧道的状态，有可能危及地铁隧道的安全。

经过对文献资料的收集，列出其中部分工程的情况如表1所示。

表1部分工程实例表

通过分析这些实际工程，紧贴基坑施工对既有地铁结构的影响主要体现在以下：

当隧道周边进行基坑开挖时，会造成隧道周边土体的松动，使得隧道周边土体承载力下降，导致基坑范围内隧道发生回弹变形。

须采用一定的基坑支护措施和地铁保护措施，设计基坑开挖方案，保证地铁隧道变形不至于过大。

基坑开挖过程中有的需要进行抽水处理，导致地下水位下降，使得作用在区间隧道壁面上的有效压力增大和导致作用在隧道面上的水压力减小。

软土地基中的地铁隧道由于深基坑开挖施工围护墙的侧向水平位移而向深基坑方向位移，使地铁隧道产生挠曲变形而产生附加变形和应力，主要表现为隧道区间产生变形或变位，以及衬砌被压坏等。

由于深基坑开挖施工引起围护墙侧向位移及坑内隆起等原因而使坑外土层沉降，埋于土层中的地铁隧道也随土层沉降而下沉。

临近地铁隧道的基坑工程对隧道产生的影响是明显的。

基坑开挖使得支护连续墙后土层产生新的位移场，土体位移是以竖向为主，但是由于隧道本身刚度很大，隧道会对土体的这种变形趋势产生一种抵抗作用，这种抵抗作用使得使用在隧道上的偏差应力进一步增大，从而使得隧道的横向变形增大。

另外，地下连续墙施工对土体的扰动同样会对隧道产生较为显著的影响。

（2）、基坑开挖对下卧运营地铁既有箱体影响

实测结果表明，在邻近既有地铁隧道处施工钻孔灌注桩可引起既有隧道下沉，基坑开挖可引起既有隧道上浮。

分块开挖、分段压载并结合信息化施工可有效控制因开挖卸荷引起的既有隧道竖向位移及隧道箱体之间的差异变形。

在运营地铁隧道上方进行基坑开挖，相对于常规基坑施工具有施工难度大、风险高的特点。

基坑施工完成后，轨道两轨头问的差异沉降很小，远远小于4mm的控制标准，箱体结构最大累积上抬为8.1mm，满足控制要求，而轨道最大累计上抬为11.3mm，略大于控制标准，但箱体结构与地铁运营并未出现异常状况，工程仍处于安全、可控的状态。

地铁既有箱体两侧的抗浮桩施工使箱体结构发生沉降，而搅拌桩加固区的施工则使箱体经受先隆起后沉降的过程。

紧邻地铁隧道进行基坑开挖，一般都需要进行搅拌桩、旋喷桩等加固施工，在设计和施工中应该综合考虑这些施工因素对地铁隧道的影响。

既有箱体上部土体卸荷导致箱体急剧上抬，开挖后立即施工垫层、浇筑底板使箱体上抬速率下降，随后的堆载回压使箱体上抬变形趋于稳定，甚至发生沉降。

分块开挖后及时进行封底，堆载回压等措施，有效地控制了箱体上抬，并使后续的开挖卸荷对箱体的影响越来越小。

非对称开挖使箱体发生扭转变形。

在地铁既有箱体上方开挖基坑，将引起各箱体产生不同程度的上抬，箱体变形与基坑施工位置、分块大小、开挖次序以及箱体结构形式等因素有关。

因此，在分块开挖过程中，合理地选择分布开挖位置、分块大小及分块施工顺序，对控制箱体变形作用重大。

在基坑开挖的监测控制标准中，没有给出相邻箱体间差异变形的允许值。

对于不连续的箱体结构而言，应密切关注隶属于不同箱段相邻测点间的差异变形情况，并辅以裂缝观测，综合评估箱体间变形缝的工作状况，确保箱体结构安全，保证地铁正常运营。

（3）基坑工程对邻近地铁隧道的影响

①隧道上部卸载：

基坑工程位于隧道上部时，基坑开挖使得开挖面以下土体具有显著的垂直向卸荷作用,不可避免地引起坑底土体的回弹。

同时,基坑围护结构在背后土体压力及地面各种超载作用下迫使基坑开挖面以下结构向坑内位移,挤压坑内土体,加大了坑底土体的水平向应力,也使得坑底土体向上隆起变形增大。

坑底土体的隆起必然带动基坑下方的隧道产生局部纵向变形,该变形值随着坑底土体的隆起量的增加而增大。

2隧道侧旁卸载：

基坑工程位于隧道两侧时，基坑开挖卸除了围护桩内侧部分原作用于围护结构上的土压力,围护结构外侧则受到主动土压力作用,由于土体开挖总是早于支撑力的施加,围护结构总是向坑内产生一定的水平位移。

随着基坑开挖的继续、基坑内外土面高差的增大,围护结构外侧土体有向坑内移动的趋势,基坑周围出现塑性区并不断扩大,引起坑外地面沉降，这将引起邻近隧道产生向斜下方的纵向变形。

③基坑降水：

当基坑开挖范围内为粉土、砂土等透水性土层时，坑内需要设置疏干井降水，而坑外又不能完全止水，或者为了降低坑外土压力，一般需要进行坑外降水。

这些降水手段使得地下水位下降，隧道上覆土体有效应力增加，土体沉降加大，导致隧道局部下沉，产生纵向变形。

基坑工程对隧道影响的机理分析：

根据上述，基坑工程对隧道影响有3个方面，分别为隧道上部卸载、隧道两侧卸载、基坑降水。

从受力机理上讲，这3个方面可概括为卸载和加载。

1、卸载特性分析：

从理论上分析,饱和粘性土的卸荷会产生负的孔隙水压力,土体回弹过程就是一个负孔隙水压力消散的过程。

根据试验及力学分析，基坑开挖卸荷产生的坑底土体回弹具有以下特性:

①土体回弹量与卸荷空间有很大的关系,即深基坑的深度以及宽度对土体回弹及稳定性有较大的影响。

②土体是蠕变体,特别是软粘土,蠕变将使土体的强度降低,因此卸荷时间也是土体回弹的一个重要影响因素。

③回弹变形量大小与隧道顶以上土体物理力学指标有关，力学参数越低，尤其是软土，回弹变形量越大。

2、加载特性分析：

基坑降水引起隧道附加应力增大，降水越深，附加应力越大，对地铁影响越明显；降水越小，附加应力越小，对地铁影响减小。

根据隧道的结构特点，一般要求降水等引起的加载在地铁隧道外壁产生的附加荷载不得大于20kPa。

（4）基坑开挖对桩基建筑物的影响

在基坑工程中，随着基坑内土体开挖以及降水使基坑周围的土体产生位移，即水平位移和竖直位移。

基坑工程邻近的建筑物桩基受开挖的影响而产生的附加侧向位移和弯矩，当这种附加位移、弯矩和应力达到一定数值时，会使桩基的变形超过限度甚至破坏，最终会导致桩基所承载的上部结构失稳或破坏。

悬臂式支护由于缺少水平支撑体系而对地面超载等因素影响特别敏感，当基坑附近有桩基建筑物时，基坑开挖势必对其造成较大影响。

在实际工程中，基坑围护结构、基坑周围土体和邻近桩基，三者互相作用。

基坑开挖过程基坑外土体产生向基坑的水平位移和竖直沉降，土体的位移有使其中的桩基础产生附加弯矩和位移，同时因为桩基的存在使土体的位移得到一定的限制，因此基坑开挖对其邻近不同距基坑距离桩基建筑物影响是不同的。

基坑开挖过程中，随着基坑开挖面上土体卸载，土体卸载在坑内主要引起坑底土体产生回弹，同时由于围护结构两侧的压力差使坑外土体向坑内移动。

同时，开挖土体产生沉降，使得开挖桩基建筑物产生不均匀沉降，这种不均匀沉降累积到一定程度可能使建筑物开裂，影响建筑物正常使用和安全。

基坑工程中，由于基坑开挖产生的坑外土体位移使建筑物桩基产生竖向的沉降和水平侧移，而桩基的位移会引起其支撑的上部结构产生位移和附加内力，当这种位移和内力值到达一定的程度，会使上部结构发生破坏，影响结构的正常使用和安全。

基坑开挖对邻近桩基建筑物的影响不仅与基坑和桩基距离有关，而且还与相邻桩基建筑物桩的长度有关。

在基坑开挖过程中，邻近基坑桩基建筑物对基坑开挖起超载作用，由于基坑开挖的卸载作用，使基坑围护结构两侧的压力差增大，基坑围护结构侧移增大，基坑外土层位移增大。

当邻近基坑的桩基建筑物的桩长超过地连墙的嵌入深度时，建筑物桩将上部结构荷载导入下层土层，建筑物对基坑的超载作用减弱，同时建筑物桩能够限制基坑外土层移动，使基坑周围土体位移减小并使基坑围护结构侧移减小。

如果邻近基坑的建筑物桩长度小于地连墙嵌入深度时，悬臂式支护基坑的围护结构侧移以及土体的位移会明显增大，如当桩长8m时，地连墙侧移-74.10mm远远大于桩长10m、桩长12m时。

因此，当基坑周围有桩长小于围护结构嵌入深度的桩基建筑物时，在基坑工程的设计和施工过程中要对悬臂式支护基坑采取加固措施或应选取其它支护方案。

（5）地铁车站基坑坍塌引发施工安全问题

由于深基坑工程的复杂性和临时性,同时高层建筑和地下空间的深基坑工程常建在城市的闹市区,建筑密布、管线复杂、场地狭窄、设计施工涉及面广、深基坑支护设计与施工者素质复杂等原因,在深基坑工程施工中经常会由于多种原因而产生各种工程事故,造成经济损失和负面的社会影响。

近年来,全国各大城市也发生过深基坑工程事故。

2005年11月30日下午,北京地铁某明挖车站基坑发生坍塌，事故造成基坑东侧一根直径0.6m的自来水管断裂，自来水注入基坑内，同时造成一根直径1.4m的上水管弯曲，一根燃气管线外露，多根通信电缆断裂。

坍塌面积约2400m2。

事故造成经济损失上千万元，工期延误2个半月，所幸没有造成人员伤亡。

经论证，该事故是北京市近几十年来最为严重的基坑坍塌事故。

其事故原因分析如下：

1、地质及周边环境因素：

从地质情况看,工程所处地质情况复杂,地层多为粉土、粉质黏土、粉细砂层及细中砂层,各层交叉出现,土体自稳性较差。

①粉土、粉质黏土为饱和土层，属Ⅵ级围岩，土体自稳性差，在地下水的作用下强度大大降低，易发生坍塌。

3粉细砂、中粗砂为含水层，属Ⅳ级围岩，在地下水作用下易发生漏水、流砂、塌方等地质灾害。

③卵石层为富含水层，密实，属Ⅴ级围岩，有一定的自稳性。

2、设计施工因素：

设计工况与施工工况不符、基坑边堆载、监控量测工作开展不力等。

3、地铁运营若干年后出现的问题（以杭州土层为例）

（1）地铁运营对地基土的影响

运营荷载振动引起轨道系统下的地基土受振，地基土振动出现土动力反应，有可能直接影响到隧道的安全与稳定，因而有必要研究隧道地基土的动力响应。

随着地铁和轻轨建设的日益增多，对于类似地铁列车振动荷载之类的具有作用时间长、并有一定作用周期的循环荷载可能产生的破坏，也正在引起人们的高度重视，国内已有多个由于行车振动荷载作用而导致基础破坏的实例。

例如，上海地铁建成投付使用以后，发现隧道中行驶列车的振动对隧道周围土体强度和变形有较大影响（隧道轴线的沉降明显），而且这种影响与地铁列车运行状态有很大的相关性。

南京地铁一号线迈皋桥-小行段于2005年5月开始观光试运营。

目前，西延线地铁正面临着较大的沉降威胁，不仅形势严峻，而且原因十分复杂。

第31期监测数据表明：

西延线隧道在运营3年多的时间内已形成4个明显的沉降槽，最大沉降量达114mm，差异沉降为99mm（见图1）。

同时，西延线隧道目前沉降仍以较大速率发展，其中近2.2％的区段底板沉降速率超过0.1mm/d；部分监测点的沉降速率甚至达到0.16mm/d。

西延线沉降原因包括自身因素（地质因素、施工因素）和外部因素（周边道路施工和车辆荷载的影响、周边建筑工程的影响、运营荷载的影响和隧道渗漏的影响）。

例如地质因素、施工因素是前期就对沉降起作用的，而运营荷载的影响和隧道渗漏等的影响是开始运营后才显现出来的。

现有研究表明：

南京地铁西延线沉降很大程度上在施工期形成，但地铁运营期间，列车振动荷载长期循环的作用下，基底下的饱和砂土及饱和粘性土层却有液化和振陷的可能，其带来的后果对隧道的纵向不均匀变形会产生较大的影响。

1.地铁荷载作用下引起的长期沉降分为两部分，即不排水循环荷载作用下土体中的累积变形引起的沉降以及土体中由于动荷载引起的孔压消散产生的固结沉降，其中土体中由于动荷载引起的孔压消散产生的固结沉降是运营荷载引起沉降的主要原因。

2.一般而言，地铁列车运行期间的振动荷载对于运营期内土层的沉降的贡献是相对有限的，主要在列车运营初期，动应变值随列车振动次数的增加而增大，此时增长速率较快，但随着运营时间的增长，应变增量逐渐减小，到列车运营的后期，沉降值基本