趙原野

中交隧道局第四工程有限公司

淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

趙原野

中交隧道局第四工程有限公司

在淺埋暗挖隧道施工中，地表常常會出現(xiàn)塌陷問題，對整體的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。因此在淺埋暗挖隧道施工中需要加強(qiáng)對各種因素的控制，有效的避免出現(xiàn)地表塌陷問題。本文主要是對在淺埋暗挖隧道施工中導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷的原因，以及加強(qiáng)淺埋暗挖隧道施工地表塌陷的控制措施兩個方面做出了詳細(xì)的分析和研究，這對在淺埋暗挖隧道施工中防止出現(xiàn)地表塌陷問題具有重要的參考價值，能夠有效的提高其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

淺埋暗挖；隧道施工；地表塌陷；原因分析；控制措施

在隧道施工中，會在一定程度上擾動周邊的巖土體，降低其穩(wěn)定性，導(dǎo)致地層出現(xiàn)變形問題，一旦地表出現(xiàn)塌陷問題的話，就必然會嚴(yán)重影響著地下管線正常使用和地面建筑物安全，會對人們的生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅，產(chǎn)生不良的社會影響。在近幾年來，各個地區(qū)都逐漸加大隧道施工的數(shù)量和規(guī)模，導(dǎo)致地表塌陷事故頻發(fā)，因此整個社會都需要加強(qiáng)重視。

一、在淺埋暗挖隧道施工中導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷的原因

（一）地質(zhì)方面的原因

在淺埋暗挖隧道施工中，常常會由于淺埋深度的原因造成地層發(fā)生位移，進(jìn)而引發(fā)周邊巖體土出現(xiàn)變形，形成地表塌陷。導(dǎo)致這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因主要是因?yàn)樵谑┕み^程中破壞了巖體土原有的穩(wěn)定性，在后期剪切過程中巖土體結(jié)構(gòu)收到破壞后就會自行結(jié)固，引發(fā)地表沉降。另外在施工過程中，地層位移、地層排水固結(jié)、孔隙水壓力過大等因素，都會造成底層結(jié)構(gòu)沉降，其原因主要是由于土層中含水量過高[1]。這也就表示，在隧道施工過程中地面出現(xiàn)塌陷具有一定的不可控性。在具體施工中，水文地質(zhì)情況、斷面范圍尺寸、淺埋深度、支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工方法、沉降變形大小等情況，都會導(dǎo)致地表出現(xiàn)沉降、變形以及塌陷問題。

（二）施工方面的原因

除了地質(zhì)方面的原因會造成地表塌陷，施工狀況也會在一定程度上產(chǎn)生影響。在淺埋暗挖隧道施工過程中，如果出現(xiàn)地表塌陷問題的話，一般之前都會有一些征兆，因此建筑施工單位通過有效的超前預(yù)報，就能夠很好的避免造成嚴(yán)重影響。比如在洞內(nèi)深孔注漿加固區(qū)域、旋噴加固區(qū)域周邊施工的時候，需要在邊界位置采取相應(yīng)的預(yù)報措施。但是在實(shí)際施工的過程中，建筑施工單位常常會忽視這一方面的工作，即使也采取了相應(yīng)的預(yù)報措施，也僅僅只是表面工作。另外在洞內(nèi)深孔注漿加固施工的過程中，有時候會由于深度不夠、水壓過大等問題形成壓力拱破壞，導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷。在發(fā)生地表沉降事故的時候，其內(nèi)在和表面的現(xiàn)象之間是存在一定差異的，因此如果僅僅是單一的檢測地表沉降情況的話，是很難全面的掌握整個塌陷情況，進(jìn)而增加事故影響。

二、加強(qiáng)淺埋暗挖隧道施工地表塌陷的控制措施

（一）提高工程地表水截排的科學(xué)性

對于淺埋暗挖隧道施工來說，由于地勢比較低，特別在隧道淺埋地段中，在隧道施工過程中由于圍巖破碎，導(dǎo)致地表水向地勢比較低的位置滲透，自然會聚集大量的地表水。因此，為了順利的完成隧道施工，有效的排除地表水，避免地表水出現(xiàn)滲透現(xiàn)象。同時還需要對隧道圍巖進(jìn)行軟化，將工程地表縫隙進(jìn)行填充夯實(shí)，加強(qiáng)建設(shè)溝渠和排水坡。

（二）超前支護(hù)施工

在淺埋地段中，使用的主要是雙層超前小導(dǎo)管，其工作原理是在導(dǎo)管中注入適量的水泥漿，這樣在高壓力漿液擠壓的過程中，就能夠使隧道內(nèi)的土壤逐步的融合和滲透到土體壓裂區(qū)，構(gòu)成漿脈網(wǎng)絡(luò)之后，最終凝結(jié)成硬塑黏土，對土體產(chǎn)生約束作用，提高圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和強(qiáng)度，有效的防止地表水滲透[2]。

（三）構(gòu)建格柵鋼架支撐結(jié)構(gòu)

在淺埋暗挖隧道施工中使用短臺階隧道開挖方法的時候，一般常常會有效的結(jié)合拆遷支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時按照設(shè)計好的臺階用小型挖掘機(jī)挖出輪廓線，將核心土預(yù)留好之后進(jìn)行掏槽開挖施工。另外在噴混凝土封閉施工中，一定要保證混凝土的厚度滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，加強(qiáng)對臺階高度的嚴(yán)格控制，如果在開挖施工中沒有得到有效施工的話還需要再次進(jìn)行人工修整。在完成掏槽施工環(huán)節(jié)之后，為了保證和提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還需要在適當(dāng)位置設(shè)置格柵鋼架支撐結(jié)構(gòu)，利用螺栓、槽鋼、角鋼等零部件將格柵間距確定下來，并保證其能夠構(gòu)成一個整體，在有效焊接導(dǎo)管尾部和格柵結(jié)構(gòu)之后，并將鎖腳錨桿設(shè)置在尾部，連接噴混凝土，促進(jìn)其穩(wěn)固性進(jìn)一步加強(qiáng)[3]。

（四）下臺階開挖施工

下臺階開挖施工是淺埋深挖隧道施工的重要環(huán)節(jié)，主要可以分為中槽開挖和兩側(cè)跳槽馬口開挖兩個步驟，其中中槽開挖的內(nèi)容主要是將兩側(cè)的空間平臺事前預(yù)先保留，并有效的防止發(fā)生掉拱現(xiàn)象；兩側(cè)跳槽馬口開挖的條件主要是布設(shè)梅花型的錨桿、連接格柵結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)、做好早期支護(hù)工作，通過使用水玻璃液漿和水泥漿，來提高周邊松散圍巖結(jié)構(gòu)進(jìn)一步固結(jié)。在隧道施工中，最關(guān)鍵的就是對圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行有效改善，并減少地表沉降。通過垂直鉆進(jìn)注漿法來進(jìn)行圍巖注漿，若在施工現(xiàn)場存在房屋等障礙物的話，可以有效的結(jié)合注漿管和鉆斜注漿孔，最大限度的避免影響周邊的圍巖。

（五）仰拱和襯砌施工

為了提高支護(hù)結(jié)構(gòu)和開挖面的穩(wěn)定性，在淺埋暗挖隧道施工的過程中需要實(shí)施仰拱和襯砌施工。在仰拱施工中，需要加強(qiáng)選擇運(yùn)輸方式、開挖面與仰拱之間的距離和范圍，這是施工中的重難點(diǎn)。在開挖地面范圍內(nèi)，應(yīng)該盡可能早的實(shí)施的閉合襯砌，并將其保持環(huán)狀狀態(tài)，這對整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和襯砌整體受力的提高都具有重要意義和作用[4]。

結(jié)語

綜上所述，在淺埋暗挖隧道施工中為了避免出現(xiàn)地表塌陷問題，就需要積極的采取針對性的控制措施，來提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。首先需要提高工程地表水截排的科學(xué)性，減少地表水對圍巖造成侵蝕，進(jìn)而導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低；其次是需要做好超前支護(hù)施工和構(gòu)建格柵鋼架支撐結(jié)構(gòu)，通過支護(hù)結(jié)構(gòu)來提高整體的穩(wěn)定性；最后是在下臺階開挖、仰拱、襯砌施工中，需要加強(qiáng)對施工重難點(diǎn)的控制。

[1]張興.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制研究[J].門窗,2013,05:366.

[2]陳軍.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制研究[J].科技與創(chuàng)新,2016,07:116+118.

[3]王偉.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷及控制策略研究[J].建筑知識,2016,10:239.

[4]趙富家.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制[J].山西交通科技,2014,06:55-56+76.