陳軍

文章編號(hào)：2095-6835（2016）07-0116-02

摘 要：主要對(duì)淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷進(jìn)行了分析。首先介紹了工程概況，然后明確了地表塌陷的原因，最后詳細(xì)闡述了淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷控制措施，包括科學(xué)截排工程地表水，超前支護(hù)與設(shè)置格柵鋼架支撐，下臺(tái)階開挖施工，仰拱、襯砌施工和測(cè)量監(jiān)控等。

關(guān)鍵詞：隧道施工；地表塌陷；超前支護(hù)；襯砌施工

中圖分類號(hào)：U456.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.116

隧道施工會(huì)影響巖土體，導(dǎo)致底層變形。在淺埋暗挖隧道施工中，如果變形累積到一定程度，就會(huì)影響地面建筑物的地下管線，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)地表塌陷，破壞地面的環(huán)境和隧道結(jié)構(gòu)，威脅施工人員的生命安全。這種事故危害極大，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析，找出原因，并進(jìn)行有效控制。

1 工程概況

現(xiàn)以某城市的地鐵隧道為研究對(duì)象。該隧道位于城市的中心商業(yè)區(qū)，隧道上方的交通量較大，建筑物之間距離較近。該區(qū)域的管線排布十分復(fù)雜。隧道采用的是雙線單洞重疊的形式，高度為14 m，斷面的寬度為6.9 m。在隧道的預(yù)支護(hù)中，使用小導(dǎo)管注漿，初期是用網(wǎng)噴混凝土與格柵鋼架錨桿聯(lián)合支護(hù)，并在特殊地段采用了注漿與旋噴的方式加固。在二次襯砌中，施工人員運(yùn)用模筑混凝土支護(hù)，在臺(tái)階之間設(shè)置了臨時(shí)橫撐，并噴涂了混凝土，挖出4個(gè)臺(tái)階。要有效控制臺(tái)階的長(zhǎng)度，就要掌握一定的規(guī)律。

隧道主要通過(guò)粉質(zhì)填土層、中風(fēng)化層等，拱部1.5 m以上為砂層。隧道內(nèi)部的圍巖上軟下硬，其中的軟弱圍巖透水性較強(qiáng)。地下水位埋深為1.2～3 m，隧道施工前期開挖量低于20 m，目前已經(jīng)出現(xiàn)了2次地表塌陷事故。

在隧道的洞口段，砂層部分侵入隧道拱頂。對(duì)此，施工人員應(yīng)采取地表旋噴的方式進(jìn)行處理，從而對(duì)地層進(jìn)行止水與加固。在加固之后，要挖掘隧道臺(tái)階，使用小導(dǎo)管灌注，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行超前注漿。在開挖過(guò)程中，施工掌子面比較穩(wěn)定，很少出現(xiàn)底層變形現(xiàn)象，只有拱部出現(xiàn)少量的滲水。如果開挖機(jī)挖掘到一定程度，就會(huì)使掌子面出現(xiàn)涌砂和涌泥現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致地層出現(xiàn)變形，地表塌陷。

2 地表塌陷原因分析

在隧道開挖過(guò)程中，施工人員要明確這種復(fù)雜的過(guò)程，分析可能出現(xiàn)變化的因素。根據(jù)相關(guān)理論，在地層開挖之后，如果沒(méi)有支護(hù)，則隧道圍巖的穩(wěn)定性會(huì)遭到破壞；如果隧道上覆蓋的底層足夠厚，則土體的破壞程度會(huì)降低；如果隧道的力學(xué)條件發(fā)生巨大變化，則會(huì)破壞隧道的結(jié)構(gòu)，引發(fā)塌陷。

在隧道工程的計(jì)算中，隧道的壓力會(huì)隨著施工的推進(jìn)而產(chǎn)生一系列變化，并經(jīng)過(guò)“形成→破壞→形成”的循環(huán)，增加跨度和高度。當(dāng)隧道施工的壓力達(dá)到最大值時(shí)，如果繼續(xù)開挖，就會(huì)使土體遭到破壞，并由動(dòng)水壓力沖至地表，從而引起塌陷。

影響地表塌陷的因素有多種，例如施工條件和地層條件。針對(duì)施工條件，主要是因?yàn)榈刭|(zhì)超前預(yù)報(bào)信息不準(zhǔn)確，或沒(méi)有預(yù)報(bào)，所以施工人員無(wú)法采取有效的預(yù)防措施。在施工中，如果深孔注漿加固的范圍較小，或是漿液擴(kuò)散后無(wú)法止水，就不能起到加固的作用。在地層條件的分析中，淺埋暗挖隧道施工的上部是素填土，下部是淤泥質(zhì)粉土，具有分布廣泛、工程性質(zhì)差的特點(diǎn)。在這種情況下，洞身長(zhǎng)期處于基巖中，局部洞頂存在砂層，很容易出現(xiàn)移動(dòng)。在水流或排水的作用下，容易導(dǎo)致地層變形。

3 地表塌陷的控制措施

對(duì)于淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷，施工人員要采取有效的控制措施，結(jié)合施工技術(shù)手段和容易出現(xiàn)塌陷問(wèn)題的地方，從細(xì)節(jié)入手，具體措施如下。

3.1 科學(xué)截排工程地表水

在淺埋暗挖施工中，工程所處地勢(shì)較低，尤其是地表等區(qū)域，屬于集水地。在這種情況下，如果圍巖出現(xiàn)破損，地表水的滲透就會(huì)加劇，并進(jìn)入工程地表的縫隙中。如果施工人員能夠合理引導(dǎo)這些地表水，利用排水坡和溝渠將其排出，就能防止地表水對(duì)隧道施工和隧道圍巖的穩(wěn)定性造成影響。

3.2 超前支護(hù)與設(shè)置格柵鋼架支撐

在隧道施工中，淺埋暗挖主要采用的是雙層超前小導(dǎo)管，施工人員要將水泥漿液注入到導(dǎo)管中，然后在高壓力泥漿的作用下，使土體受損的部分相互融合、滲透，最后形成漿脈網(wǎng)絡(luò)。漿脈網(wǎng)絡(luò)凝固后，可有效約束土體，使其周圍的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，強(qiáng)度更大。在格柵鋼架支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置中，工作人員要采用核心土進(jìn)行掏槽挖掘。在整個(gè)施工中，主要選用的是超前支護(hù)結(jié)構(gòu)，施工人員要應(yīng)用小型挖掘機(jī)挖掘臺(tái)階輪廓線，預(yù)留核心土進(jìn)行掏槽開挖施工。在挖掘臺(tái)階時(shí)，需要嚴(yán)格控制臺(tái)階的高度，并人工修正存在問(wèn)題的部分。工程結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)封閉噴砼，并將噴砼的厚度控制在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。在掏槽開挖后，要架設(shè)格柵鋼架，然后確定格柵間距，控制角鋼與槽鋼的連接，使其形成一個(gè)較好的整體。最后焊接格柵與小導(dǎo)管的尾部，增加格柵鋼架的穩(wěn)定性，并在拱腳處設(shè)置噴砼和錨桿，增加整體的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 下臺(tái)階開挖施工

施工人員將下臺(tái)階開挖到一定程度后，就要選取合理的開挖方法，先拉中槽，然后從兩側(cè)的跳槽挖掘。施工人員要在中槽的挖掘中留置平臺(tái)，以防出現(xiàn)掉拱的情況，并做好初期支護(hù)工作。網(wǎng)噴時(shí)，要進(jìn)行格柵鋼架的支護(hù)，設(shè)置梅花形的錨桿。

在隧道施工中，部分路段會(huì)穿越民房地段，所以在地表完善中，要通過(guò)水泥、水玻璃液和注漿的方式固定施工地點(diǎn)周圍的松散圍巖。這樣能夠降低地表出現(xiàn)沉陷的概率，提高隧道的穩(wěn)定性，降低隧道施工對(duì)地表房屋的影響。在注漿的過(guò)程中，施工人員可以選取垂直注漿的方法，在特定位置放置注漿管，然后圍巖注漿。如果在垂直方向出現(xiàn)了障礙物，那么應(yīng)通過(guò)鉆斜注漿孔和注漿管來(lái)施工。

3.4 仰拱、襯砌施工和測(cè)量監(jiān)控

為了保證隧道施工的穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性，施工人員要采取仰拱和襯砌混凝土的施工方法。在整個(gè)過(guò)程中，要注意灌注的量以及灌注施工后仰拱和開挖面的范圍，并使用棧橋運(yùn)輸，減少對(duì)地面的影響。在襯砌施工中，要根據(jù)其與開挖面的距離盡早閉合襯砌，使襯砌呈環(huán)狀閉合，較好地分散整體力度，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

在測(cè)量監(jiān)控中，施工人員要隨時(shí)注意地表環(huán)境，通過(guò)收集地層地質(zhì)信息和分析圍巖狀況來(lái)了解施工情況。施工質(zhì)量和支護(hù)結(jié)構(gòu)變化等都能通過(guò)測(cè)量監(jiān)控得以了解，施工人員要隨時(shí)掌握這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，從而合理調(diào)節(jié)施工工藝，優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)，保證施工質(zhì)量和施工安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

在淺埋暗挖隧道施工中，施工人員應(yīng)采取地表旋噴的方式對(duì)地層進(jìn)行止水和加固，并在整個(gè)施工中及時(shí)解決存在的問(wèn)題，保證施工質(zhì)量。本文主要分析了淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷問(wèn)題及其控制措施，希望能為相關(guān)工程的施工提供一定的借鑒。

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〔編輯：王霞〕