李國強

（樂山公路橋梁工程有限公司，四川 樂山 614000）

0 引言

由于淺埋暗挖隧道施工技術(shù)具備施工簡便、經(jīng)濟性高的特點，在現(xiàn)階段的公路隧道工程中得到了廣泛應(yīng)用，但因為其在施工過程中會受地質(zhì)條件、施工環(huán)境等多種因素的影響，導(dǎo)致地表塌陷的問題頻頻發(fā)生，嚴(yán)重影響到公路隧道工程的施工質(zhì)量，損害施工單位的經(jīng)濟效益。為此，加強對淺埋暗挖隧道施工地表塌陷問題的原因分析，采取相應(yīng)的控制對策是至關(guān)重要的，這對保障公路隧道工程的質(zhì)量安全有著重要的意義。

1 淺埋暗挖法概述

由于淺埋暗挖法具備經(jīng)濟性高、施工簡便靈活等優(yōu)勢，其在公路隧道施工中得到了廣泛應(yīng)用。淺埋暗挖法主要是通過人工施工，雖然其機械化程度較低，但靈活性較高、且適應(yīng)性極強，在地質(zhì)條件較差的環(huán)境中也能適用。在隧道工程的施工過程中土體很容易被擾動，使用淺埋暗挖法非常容易造成地表塌陷事故，而許多公路隧道工程都會經(jīng)過繁華地區(qū)和高層建筑，使用這種方法時，必須嚴(yán)格控制地表沉降，以保證現(xiàn)有建筑物和管道設(shè)施的安全。淺埋暗挖法廣泛應(yīng)用于隧道施工中，但對淺埋暗挖隧道施工引發(fā)的地表塌陷控制對策的研究尚不完善，時常發(fā)生地表塌陷和建筑物開裂等事故，嚴(yán)重的話還會出現(xiàn)塌方事故，造成人員傷亡。所以必須對淺埋暗挖隧道施工引起地表塌陷的原因和控制對策進(jìn)行詳細(xì)探究，采取相應(yīng)的措施來控制地表塌陷問題，降低其對周邊環(huán)境的不利影響，保證隧道工程的質(zhì)量安全。

2 淺埋暗挖隧道施工引起地表塌陷的主要原因

2.1 隧道施工力學(xué)條件的變化

在公路隧道工程進(jìn)行施工時，工程監(jiān)理人員需要重點關(guān)注淺埋暗挖法在施工過程中的應(yīng)用，尤其是淺埋暗挖法是隧道施工中技術(shù)難度較大的施工方法，由于使用淺埋暗挖法會產(chǎn)生較多的變量因素，所以在隧道地層施工完成之后，必須嚴(yán)格監(jiān)控施工支護(hù)設(shè)備，若沒有支護(hù)設(shè)備，將會嚴(yán)重影響到隧道圍巖的穩(wěn)定性，如果覆蓋在隧道上的底層較薄，將會改變隧道的力學(xué)條件，對隧道周邊的土體結(jié)構(gòu)以及隧道結(jié)構(gòu)造成破壞，從而導(dǎo)致隧道工程出現(xiàn)地表坍塌的情況。

2.2 隧道施工壓力過大

在進(jìn)行公路隧道施工時，通過相應(yīng)的計算可知，隧道的施工壓力并不是不會變化的，施工壓力會隨著施工進(jìn)程而發(fā)生變化，從而形成“形成、破壞、恢復(fù)”的循環(huán)，不斷加大隧道施工的高度和寬度，在隧道的施工壓力達(dá)到了某一定值的情況下，對隧道進(jìn)行開挖，將會嚴(yán)重影響到隧道土體的質(zhì)量，并通過施工壓力沖擊到地標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致隧道施工中出現(xiàn)地表坍塌問題。

2.3 深孔注漿加固程度不夠

公路隧道在進(jìn)行施工時，如果隧道內(nèi)的深孔注漿范圍太小、或泥漿擴散后出現(xiàn)無法止水的問題，這將不利于對隧道工程進(jìn)行加固。在對隧道洞內(nèi)的深孔進(jìn)行注漿加固時，沒有對整個加固程度和止水加固的目標(biāo)參數(shù)設(shè)置一定的標(biāo)準(zhǔn)試驗，例如對超前導(dǎo)管進(jìn)行注漿時，沒有及時調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致無法達(dá)到預(yù)期的灌漿效果，進(jìn)而無法實現(xiàn)涌水涌砂的現(xiàn)象；再加上沒有無法及時分析地下水的壓力，導(dǎo)致壓力拱被破壞進(jìn)而造成地表坍塌的問題；引發(fā)地表塌陷問題的主要原因是，隧道洞內(nèi)的深孔注漿加固程度沒有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，而這也是引起淺埋暗挖隧道施工中發(fā)生地表塌陷問題的主要原因。

2.4 缺乏對地層沉降的有效監(jiān)測

隧道開挖前期的預(yù)報信息缺乏準(zhǔn)確性，或者預(yù)報工作不到位，都會導(dǎo)致隧道施工人員無法在工程監(jiān)測過程中采取及時有效的對策，來防控淺埋暗挖隧道施工造成的地表塌陷事故。在淺埋暗挖隧道施工中，缺乏對地層沉降的準(zhǔn)確監(jiān)測，也是導(dǎo)致地表出現(xiàn)塌陷的重要原因。地表塌陷會造成地面變形，不利于地面工程的正常施工，這種塌陷主要是由于地面沉降試驗無法檢測到下部地層，而且施工單位沒有在塌陷事故出現(xiàn)之前發(fā)生對地層的真實活動情況進(jìn)行有效檢測，這也是引起地表塌陷的原因之一。

3 淺埋暗挖隧道施工地表塌陷問題的控制對策

3.1 加強隧道工程地表水的科學(xué)截排

淺埋暗挖隧道施工非常容易引發(fā)地表坍塌事故，主要原因在于隧道工程一般都是在地勢較低的區(qū)域進(jìn)行施工，例如地表區(qū)域和集水區(qū)等地勢條件較低的區(qū)域。假如隧道圍巖產(chǎn)生了縫隙，可能會使地面水、地表水的滲透速度加快，導(dǎo)致地表水迅速下滲至隧道工程中。如果在對公路隧道工程進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計時，能對科學(xué)隧道工程的地表水截排系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理地規(guī)劃，結(jié)合隧道工程周邊的地勢來規(guī)劃排水坡或水渠等系統(tǒng)，引出地表水，有效控制地表水滲透，減小地表水對隧道施工安全的不利影響，提高淺埋暗挖施工法在隧道施工中的穩(wěn)定性。

3.2 加強隧道施工的超前支護(hù)、鋼架支撐

運用淺埋暗挖法對隧道工程進(jìn)行開挖，主要是通過雙層的超前小導(dǎo)管來灌注水泥漿，利用水泥漿的高壓力來使被損傷的土體相互滲透、相互融合，從而生成一個系統(tǒng)的漿狀網(wǎng)絡(luò)。等漿狀網(wǎng)絡(luò)凝固后，便能對土體進(jìn)行加固，有效地約束土體，提高土體周圍結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、提高土體強度。在設(shè)計鋼架支撐時，特別是在設(shè)置格柵的鋼架結(jié)構(gòu)時，一般會使用核心土挖掘法來對隧道進(jìn)行開挖，施工人員需要在隧道施工過程中選擇合適的超前支護(hù)結(jié)構(gòu)，再選擇使用型號較小的挖掘機來挖掘輪廓線，預(yù)留核心土的部分，接著挖掘隧道的掏槽。在對臺階進(jìn)行開挖時，必須嚴(yán)格控制隧道臺階的高度，如果臺階挖掘施工出現(xiàn)了問題，施工人員要及時進(jìn)行修整。完成這一階段的施工作業(yè)后，接著進(jìn)行封閉性噴砼作業(yè)，并對厚度進(jìn)行合理控制，保證其符合安全施工標(biāo)準(zhǔn)。在對隧道掏槽完成挖掘施工后，需要對格柵的距離、角鋼與槽鋼的連接進(jìn)行設(shè)置，確保開槽工程成為一個整體的系統(tǒng)。最后，對格柵和超前小導(dǎo)管的尾部進(jìn)行焊接，以提高格柵鋼架結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性能，保障隧道工程的施工質(zhì)量和施工安全。

3.3 加強隧道下臺階開挖管理

當(dāng)隧道下臺階開挖施工進(jìn)入到一定程度之后，需要重新選擇恰當(dāng)?shù)耐诰蚍椒ǎ葘χ胁圻M(jìn)行挖掘，再對隧道兩側(cè)的跳槽進(jìn)行挖掘，同時施工人員應(yīng)在跳槽中設(shè)立一個留置平臺，以免發(fā)生掉拱的現(xiàn)象，加強對隧道工程的安全支護(hù)工作。如果隧道工程需要經(jīng)過房屋建筑地帶，要先對地表進(jìn)行注漿工作，一般會選用水泥或水玻璃液等材料；對施工點周圍的巖石進(jìn)行加固，減少隧道地表發(fā)生塌陷的幾率，以免隧道施工對居民的居住環(huán)境造成不良影響。通常會選用垂直注漿法對隧道進(jìn)行注漿時，在已經(jīng)選定的位置對圍巖進(jìn)行注漿，如果在注漿施工的垂直方向上有障礙物存在，則需要采用鉆斜注漿口的施工技術(shù)來對隧道進(jìn)行注漿，確保注漿效果。

3.4 改善土體特性

在隧道工程的施工過程中，為了保證地表的穩(wěn)定性，需要采取一些措施來控制隧道施工引起的地表塌陷，比如改善土體特性，對土體進(jìn)行加固處理，從而對土壤的塌陷進(jìn)行穩(wěn)定。這種方法的主要優(yōu)點是在隧道挖掘的過程中會使隧道形成一個天然的拱形結(jié)構(gòu)，從而對土體的特性進(jìn)行改良，提高土體層的牢固性。另外，在改善土體的過程中，還可以通過注漿等施工技術(shù)來改善土體的結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)施工現(xiàn)場的具體情況來選擇合適的注漿方式與注漿材料，比如注入純水泥漿、化學(xué)漿液以及雙液漿等等。

3.5 加強地質(zhì)測控預(yù)報工作

在淺埋暗挖隧道施工中，地質(zhì)超前預(yù)報工作不到位或預(yù)報缺乏準(zhǔn)確性都是常見的問題，如果沒有在施工前準(zhǔn)確預(yù)測地表的結(jié)構(gòu)與變化，那么很有可能在施工過程中引起地表的劇烈變化，造成地表塌陷。未能對地質(zhì)條件進(jìn)行準(zhǔn)確把握，可能會造成深孔注漿的加固范圍達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)死角，則漿液擴散之后也無法實現(xiàn)加固地層和止水的作用。因此，在進(jìn)行淺埋暗挖隧道施工時，必須對隧道洞內(nèi)以及地表的狀況進(jìn)行實時監(jiān)測，重點關(guān)注地表環(huán)境及其圍巖的狀況。縮短檢測時間的間隔，增多檢測次數(shù)，對支護(hù)結(jié)構(gòu)、地表變化、地層變形以及地質(zhì)狀況等具體情況進(jìn)行實時監(jiān)測，實時掌握相關(guān)的動態(tài)信息，并根據(jù)這些實時監(jiān)測的信息來對超前支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，這樣才能及時找出引起隧道施工地表塌陷的隱患問題并及時采取措施進(jìn)行處理，盡可能地控制地表塌陷事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語

綜上所述，淺埋暗挖法在隧道施工中是一項較為復(fù)雜的施工技術(shù)，在其施工過程中十分容易造成地表塌陷問題，本文重點分析了隧道施工地表塌陷的主要原因，并從截排地表水、超前支護(hù)、鋼架支撐、隧道下臺階管理、土體特性等角度出發(fā)，提出了解決隧道施工地表塌陷問題的措施，進(jìn)一步保障隧道工程的施工質(zhì)量和安全。