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在新疆頂管施工過程中發生地上變形的原因是施工技能對周圍土體轟動導致的土質松動。地上變形由以下五部分組成:
(1)掘進機抵達前的地上變形
當掘進機遠離測點時，因為刀盤的切削攪攪拌新疆頂管振蕩，土壤會遭到擾動。土壤顆粒之間有孔隙(孔隙含有水和空氣)。在擾動下，孔隙中的水和氣體排出，土粒相對運動，土體遭到必定程度的壓縮，地上會有輕微的沉降。
(2)掘進機抵達時的地上變形
當掘進機間隔很近時，新疆頂管施工前方土壤遭到千斤頂推力、刀盤截割剪切力和振蕩載荷的揉捏，受力狀態復雜。
頂管施工
(3)掘進機通過時的地上變形。
掘進機通過時，掘進機殼體與土層之間會形成剪切滑動面，剪切滑動面附近的土層中會產新疆頂管生剪應力，引起地上變形。推動速度越快，剪應力越大，周圍土體的位移也越大。
(4)掘進機通往后的地表變形。
為了頂管施工削減摩擦阻力，后續管接頭的直徑比掘進機小2-5cm。因而，當掘進機尾部通過時，管道周圍的土壤要向管壁移動，以填充后續管接頭周圍的空隙，這樣就會引起土壤移動。為了堅持土層的安穩，削減摩擦阻力，施工時必須在管節周圍進行灌漿，并堅持適當的灌漿壓力。因而，這部分土層的位移與縫隙的大小、注漿壓力、注漿方法等要素有關。
(5)擾動土再固結引起的地上變形。
頂管周圍頂管施工擾動后，會形成超孔隙水壓力區。掘進機離開這個區域后，超孔隙水壓新疆頂管力下降，孔隙水消散，土體固結，引起地上沉降。這部分主要是固結沉降，然后，土體還會發生蠕變和次固結沉降。
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