現在由于我國在變形監測方面工作存在一定的滯后，使得在對城市的地鐵隧道的施工過程中對拱頂下沉的測量值僅僅是實際沉降量的部分，而且這種占用的比例由于地層條件的差異也會變化，而這種對下沉量的測量值的準確度直接關系到隧道在支護方面的設計情況，在挖掘隧道的過程中會對地層造成一定的影響，這種影響一般會使得在挖掘之前的十米范圍內地層發生變形，因而在實際的測量下沉值的時候通常會考慮施工前后和測量的條件，一般會在開挖面2~3步距之后才進行拱頂下沉的測量，因而存在一定的誤差，無法對真實的拱頂下沉進行反映，而在對地表的沉降測量時從開挖的時候就進行，因而可以有效的反映沉降的過程，這就使得結果更加的復雜。

　　一.拱頂下沉相關概述

　　由于拱頂在下沉的過程中隨著挖掘工程的進行，會對地層造成一定的影響，而且底層之間也存在一定的差異性，因而拱頂的下沉曲線也不盡相同，山嶺的隧道由于處在較深的地方而且隧道周圍的巖石硬度和強度都較高，所以在開挖面之前通常變形量較小，而變形主要是在開挖之后，所以此處的測量的數值能夠較為真實的反映場地情況，而如果在軟弱的地層或者富水含砂的地層，開挖的地方拱頂的下沉量就會較大，這時候所測的下沉值就與實際不太相符，甚至差異性有時還很大。因而這就需要對挖掘的地層進行詳細的探討和有效的分析，從而更加準確的對拱頂的下沉值進行測量和記錄。

　　二.拱頂的下沉回歸性分析

　　針對施工中滯后觀測的拱頂下沉隨掌子面推進距離關系曲線數據可以采用指數函數進行回歸，也就是：

　　通常施工的監測要滯后于掌子面X0的距離，這時候就會出現一個未測到的拱頂下沉量Y0，因此，通過滯后的量測數據預測拱頂總下沉值可由圖 4 給出沉降的發展主要集中在(1 1.5)D 范圍內 故可以通過指數函數對實測數據回歸然后給出1D 范圍內的下沉值(Y1D )與拱頂最終下沉值(Yf )的定量關系并與零距離量測值(可通過預先設置的深部基點測得)進行驗證得到最佳的回歸方法

　　通過有效的回歸分析之后，可以得到：隧道施工引起的拱頂下沉過程遵循一定規律在現場量測的基礎上運用指數函數回歸可以得到無法量測的下沉值。與此同時，如果 1D 范圍內的量測值較少則可以通過分析1.5D 范圍內的拱頂下沉值(Y1.5D)與拱頂最終下沉值(Yf )的定量關系并比較回歸效果得到總下沉值。

　　拱頂下沉還應包括超前部分(YG1)，與地表沉降一致，但該部分沉降在隧道開挖前及開挖自穩時間內發生，零距離觀測也無法達到，其值占總位移的40%左右，這部分沉降還是相當大的，但對掌子面的穩定性影響不大，圖 中從掌子面通過后曲線可以用指數函數回歸，這也驗證了前文中指數回歸的正確性，且計算中1D 范圍內拱頂下沉(Y1D )與掌子面通過到穩定后的拱頂最終下沉值(Yf)滿足式子： 。

　　我們結合有效的測量數值計算以及后續的實際量測結果，在必要的時候對地層的分層沉降進行一定的分析和有效的監測，可以對所超前餓那部分以及量測部分得到的拱頂沉降的真是情況進行一定的分析和預測，從而我們可以對地層的變形和圍巖的穩定性進行相對全面的評價，從而可以為施工的工藝以及拱頂的支護參數提供較為可靠的依據，方便其進行構建和調整，為整體工程的安全和可靠做出一定的保障，使得隧道的使用期限更長，安全程度更高。

　　三.淺析拱頂的下沉與地表的沉降之間的關系

　　通過有效的監測和實驗分析，我們可以知道，軟土的地鐵隧道在施工作業的過程中會使得地層發生一定的變形，由于這種變形使得拱頂下沉與地表的沉降之間的關系隨之改變，造成地層變形的原因還有開挖時候的應力釋放以及地下水的流失等，根據對不同的地層進行一定的歸納研究，我們得出了下面的結論：

　　a.在普遍的地層段，有較厚的隔水層，因而具有很強的隔水性能，這種地質在進行開挖和安裝拱部、拱腳過程中基本上沒有滲水的情況發生，因而只需要考慮開挖對于地層的影響，這種情況通常是拱頂的下沉要比地表的下沉大。

　　b.在遇到挖掘的地層毗鄰砂層或者較薄的隔水層時，開挖面以及拱腳都會出現滲水的情況，在考慮到地下水以及開挖的應力釋放對于地層的影響之后，拱頂的下沉同地表的沉降之間的相差不是很大。

　　c. 砂層的地段在考慮了開挖的應力釋放以及地下水的滲透作用對地層變形的影響之后，而且地下水的影響更甚時，那么拱頂的下沉就會要比地表的沉降小，因為砂層和地下水的存在，隧道的拱部的前方通常會發生涌水或者涌泥的狀況，容易造成一定的砂層流失，這流失的砂層對最終的沉降量影響很大。

　　因而，如果扣除流失的地層這部分損失，那么隧道在開挖應力釋放所造成的地表沉降同拱頂沉降之間的關系仍然與普通的地層所有條件存在時相符，也就是拱頂的下沉要比地表的沉降度大，同時在對存在較大變形的軟土隧道工程進行觀測時要保證能夠及時進行，從上面的指數回歸中可以看到，在ID的有效范圍之內的話，拱頂的下沉的測量基本上是占到最終下沉的65%左右，因而對這部分進行有效的觀測和分析對于整體的地鐵隧道穩定和安全都有重大的作用。

　　四.總論

　　在軟土的地層挖掘的地鐵隧道，由于施工的作用所引起的拱頂下沉與地表的沉降之間的關系會由于地層的不同條件而呈現出比較復雜的狀況，再加上開挖和地下水等條件的影響，使得在某些地方進行有效的加固進行防止滲水作用還是很有必要的。而由于在軟土層富含水的地段會發生拱頂下沉超前的狀況，因而在地鐵隧道開挖之后就要對各個觀測點進行及時而有效的觀測，從而方便對隧道的拱頂下沉進行準確而及時的把握。

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