顶管法是一种非开挖施工工艺,在地下管道铺设、隧洞开挖等工程上相比明挖法具有很大的优势。但是顶管法施工毕竟是在地下进行开挖,对土层产生扰动变形是不可避免的,由此造成的土体损失,会诱发地层出现空洞、塌陷等隐患病害,危害工程及人员安全。因此,对地下管道采用顶管法施工引起的地层变形问题有必要进行准确的分析和计算预测。文章以实际顶管工程背景为依托,对采用顶管法施工引起的地层沉降问题进行研究,主要工作内容和研究成果如下:(1)基于高密度电法勘探技术,对施工区地层进行勘测,结合地质勘察资料,得出了施工区地层卵砾石分布情况,指导顶管施工避开卵砾石密集区,注意含卵砾石地层挖掘方法,降低施工对地层扰动的影响,从而减小施工产生的沉降变形。(2)借鉴隧道盾构法施工对地层扰动机理的成熟理论,对顶管法施工引起地层扰动机理进行分析,给出了影响沉降的主要因素以及地层沉降具有时间效应和空间效应的特征。(3)对地表沉降监测结果进行分析,并采用探地雷达技术对顶管施工可能带来的病害隐患进行检测,以监测为主、检测为辅。监测结果表明顶管施工对该地层扰动影响不大,沉降值符合规范允许值,沉降规律符合扰动机理的理论分析;雷达检测结果显示未发现明显的空洞、塌陷等病害隐患,工程施工整体质量较好。(4)基于Peck公式,采用数学线性回归方法对实测地表沉降数据进行拟合,依据拟合结果对Peck公式中关键参数进行修正,得到了修正后的土体损失率取值范围为2.6%~3.7%,本地区工程建议取值3.3%;沉降槽宽度系数指数的取值范围为0.58~0.75,本地区工程建议取值0.66。(5)使用基于有限差分法软件FLAC3D进行管道开挖引起地表沉降的数值模拟分析,数值模拟结果与实测较为吻合,并对地表以下土体位移规律以及影响地层沉降的关键参数进行了分析。得出,在满足工程一定条件下,选取较小的管道直径、较浅的埋深以及对土层进行夯实加固,提高土体弹性模量,都是可以有效减小顶管施工对地层的扰动程度。