(1)掘进机到达前的地面变形

当掘进机远离测点时，土壤会受到刀盘切削搅动和振动的扰动。土壤颗粒之间有孔隙(孔隙中含有水和空气)。在扰动下，孔隙中的水和气体排出，土粒相对运动，土体被压缩，地面会有轻微的沉降。

(2)掘进机到达时的地面变形

当掘进机接近时，掘进机前方土壤受到千斤顶推力、刀盘截割剪切力和振动载荷的挤压，受力状态非常复杂。

(3)掘进机通过时的地面变形

掘进机通过时，掘进机壳体与土层之间会形成剪切滑动面，剪切滑动面附近的土层中会产生剪应力，引起地面变形。推进速度越快，周围土体的剪应力和位移越大。

(4)掘进机通过后的地面变形

为减少摩擦阻力，后续管接头直径比掘进机直径小2-5cm。因此，当掘进机尾部通过时，管道周围的土壤会向管壁移动，以填充后续管接头周围的空隙，从而引起土壤移动。为了保持土层稳定，减少摩擦阻力，施工过程中应在管节周围进行灌浆，并保持适当的灌浆压力。因此，这部分土层的位移与缝隙的大小、注浆压力、注浆方法等因素有关。

(5)扰动土再固结引起的地面变形。

当顶管周围土体受到施工扰动时，会形成超孔隙水压力区。掘进机离开该地区后，超孔隙水压力下降，孔隙水消散，土体固结，引起地面沉降。这部分主要是固结沉降，然后，土体还会蠕变，发生次固结沉降。