頂管施工過程中産生地段變形的全然原因是頂管施工對周圍土體的擾動，地段變形由一下五個部分組成:

(1)掘進機到達前的地段變形

當掘進機離測點較遠時，由于刀盤的切削攪拌、振動，會對土體産生擾動。土體顆粒之間存在孔隙(孔隙中含有水和空氣)，在擾動作用下，孔隙中的水和氣體被排出，土體顆粒相對移動，土體産生一定的壓縮，地段會出現(xiàn)微小的沈降。

(2)掘進機到達時的地段變形

當掘進機距離很近時，位于掘進機正前方的土體，受到千斤頂推力的擠壓、刀盤的切削剪切力以及振動荷載的作用，應力狀態(tài)非常複雜。

(3)掘進機通過時的地段變形

當掘進機通過時，掘進機外殼與土層間會形成剪切滑動面，剪切滑動面臨近的土層內産生剪切應力，剪切應力引起地段變形。推進速度越快，剪切應力越大，周圍土體位移也越大。

(4)掘進機通過後的地段變形

爲減小摩擦阻力，後續(xù)管節(jié)的直徑比掘進機的直徑要小2-5cm。因此，當掘進機尾部通過後，管道周圍的土體要向管壁移動，以填補後續(xù)管節(jié)外圍的間隙，這樣就會引起土體移動。爲保全土層穩(wěn)定及減小摩阻力，施工過程中必須在管節(jié)外周注漿，並保全適當?shù)淖�漿壓力。因此，這部分土層位移與間隙的大小、注漿壓力、注漿方法等因素有關。

（5)受擾動土體再固結引起的地段變形

頂管管道周圍土體受施工擾動後，將形成超靜孔隙水壓力區(qū)。在掘進機離開該區(qū)後，超孔隙水壓力下降，孔隙水消散，土體發(fā)生固結作用，引起地段沈降。這部分爲主固結沈降，隨後，土體仍會産生蠕變，發(fā)生次固結沈降。