2.3.1 隧道埋深
上海地区地铁盾构隧道大多敷设不深，以中埋居多。取隧道轴线埋深10m、15m、20m、25m，研究不同埋深下地面加载对隧道纵向变形的影响，土体弹性模量取为15MPa，堆载大小为80kPa（对应于高度为4m 左右的堆土），加载范围为20m×40m（沿隧道轴线方向×垂直于隧道轴线方向）。
图2-12为地面加载作用下地铁隧道在不同隧道埋深下的变形和内力响应。从图2-12（a）中可以看出，距堆载中心40m 附近，隧道沉降几乎为零，因此隧道沉降槽宽度约为80m，是荷载作用宽度（沿隧道轴线方向）的4倍，也就是说，一旦地面出现加载，需要加强对应沉降盆宽度范围内隧道的监测工作。从图2-12（b）中可以看出，随着隧道埋深从25m 减至10m，地面加载作用下隧道最大沉降值从8mm增大至21mm，沉降最大值增幅约为2倍。也就是说，地面加载作用下浅埋隧道的变形响应十分明显，需要引起相关人员的重视。
图2-12（c）（d）为地面加载作用下隧道管片的弯矩和管片环张开量的响应，由于管片环张开量是采用式（2-13）计算得到，因此弯矩和张开量沿隧道轴线的分布形式完全一致。正弯矩最大值出现在荷载中心对应的管片截面处，负弯矩最大值出现在距荷载中心1.25倍荷载宽度的管片截面处。图2-12（e）（f）为地面加载作用下隧道管片的剪力和错台量的响应，由于管片错台量是采用式（2-16）计算得到，因此剪力和错台量沿隧道轴线的分布形式完全一致。地面加载作用下，管片剪力最大值出现在荷载边缘对应的管片截面处，由此导致管片的最大错台量也出现在这个截面。
隧道管片环在弯矩和剪切荷载作用下，会产生一定大小的张开量和错台量。当管片接头量张开量大于6mm或者是错台量大于10mm后，隧道环缝的密封垫将面临失效，隧道会面临漏水、漏泥以及管片损坏等威胁。因此，当地铁隧道上方出现加载时，需要加强这些截面的检测和监测工作，防止隧道结构受损，影响隧道的正常运营。
图2-12 不同埋深下隧道变形和内力响应
综上，在堆载中心处和边缘处，隧道会因承受较大的弯矩和剪力而出现较大的张开量和错台量，情况严重时甚至导致隧道出现道床脱开、管片混凝土挤碎、螺栓剪断、渗漏水以及纵缝张开等病害，影响隧道的安全运营。所以，一旦隧道正上方出现堆载，需要立即组织卸载并加强这些隧道截面的监测工作，以防更严重的病害发生。