淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析與控制

曾英軍

摘 要：當(dāng)前我國城市交通壓力越來越大，出行人口也越來越密集，尤其是城市上班交通上下高峰擁堵期更是司空見慣，為緩解交通壓力，減輕人們出行負(fù)擔(dān)，城市在進(jìn)行各種天橋架設(shè)工程的同時，還會采取淺埋暗挖隧道施工來擴(kuò)大交通通行潛力，然而后者在施工過程中容易引起地表塌陷，從而給城市交通建設(shè)造成惡劣的影響和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此該文主要對引起地表塌陷的工程施工地表沉降地質(zhì)狀況進(jìn)行分析，然后提出了有效預(yù)防控制地表塌陷的施工技術(shù)和措施。

關(guān)鍵詞：淺埋暗挖 隧道施工 地表塌陷 分析 控制方法

中圖分類號：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（b）-0072-01

在我國城市地下施工工程中，目前較為普遍和廣泛的就是工程暗挖施工，里面包括盾構(gòu)法和淺埋暗挖法，后者適用于含水松散層底層狀況下，依照新奧法原理來實施。淺埋暗挖隧道施工貯備量測多、支護(hù)強(qiáng)、管超前；開挖短、注漿嚴(yán)、封閉快等特點(diǎn)，其中超前支護(hù)能夠預(yù)防圍巖松弛坍塌，從而確保其掌子面穩(wěn)定，而導(dǎo)管超前支護(hù)后進(jìn)村壓住砂漿，填充到會周圍巖石空隙并形成強(qiáng)度高的殼體，能夠增加隧道圍巖自我穩(wěn)定性。為降低其地下圍巖松弛性，必須要多次開挖、一次注漿，其淺埋松軟層施工時要具備牢固的、剛度強(qiáng)的支護(hù)，預(yù)防開挖初期變形現(xiàn)象。采用臺階法施工方法，臺階過長會易導(dǎo)致變形，因此就要對其圍巖采取臨時仰拱封閉措施，開一環(huán)、閉一環(huán)，有利于掌握隧道施工動態(tài)，確保施工支護(hù)承載性滿足要求?？梢哉f淺埋暗挖隧道施工必須要經(jīng)常量測其圍巖和底層數(shù)據(jù)，及時掌控工程地質(zhì)概況，并嚴(yán)格做好所有預(yù)防控制措施，這樣才是確保該工程順利開展完工的前提和關(guān)鍵。

1 淺埋暗挖隧道施工地表沉降分析

一般城市地下淺埋暗挖隧道施工會因其埋深淺，施工導(dǎo)致地層位移并使得地表沉降，這也會導(dǎo)致其工程圍巖產(chǎn)生變形，這種現(xiàn)象主要就是因為隧道施工過程中影響了其圍巖的穩(wěn)定性，地層結(jié)構(gòu)也會受到破壞損失，然后剪切破壞過大巖土體再自行固結(jié)就會導(dǎo)致地表塌陷和沉降。除此之外，部分工程地層含水量多，施工就會引起孔隙水壓力過大，導(dǎo)致其周圍土地變形，地層排水固結(jié)引起地表沉降，當(dāng)然地層發(fā)生位移變化也會引起地表結(jié)構(gòu)沉降。因此淺埋暗挖隧道施工過程中不管采取何種施工工藝和操作方法都難能避免地表沉降、移動和變形。雖然影響地表變形和沉降因素眾多，然而其沉降變形大小卻與施工方法、支護(hù)結(jié)構(gòu)、埋深以及斷面范圍尺寸密切相關(guān)，同時也與自身水文地質(zhì)狀況有關(guān)。因此，在相關(guān)工程施工過程中就要妥善采取科學(xué)的開挖、支護(hù)、注漿、襯砌、排水施工，結(jié)合施工實際狀況采取有效施工技術(shù)措施，這樣才能夠有效控制預(yù)防地表塌陷事故。

2 預(yù)防地表塌陷有效技術(shù)措施和方法

結(jié)合淺埋暗挖隧道施工技術(shù)環(huán)節(jié)和容易引起地表塌陷的關(guān)鍵點(diǎn)，就要從細(xì)節(jié)做好所有預(yù)防施工，做好以下幾個施工內(nèi)容：

第一，科學(xué)截排工程地表水。一般淺埋暗挖隧道施工工程地勢都較低，尤其是隧道淺埋段地表更是匯水集中地，再加上圍巖破碎地表水滲透的加劇，工程施工期間就會淤積大量水，因此就要填充夯實其工程地表縫隙，并做好方向?qū)ν獾呐潘潞蜏锨?，這樣就能夠有效使得地表水排出去，能夠防止地表水影響隧道施工，還能夠避免地表水滲入影響并軟化隧道圍巖。

第二，超前支護(hù)施工。一般地下工程在其淺埋暗挖地段普遍采用雙層超前小導(dǎo)管，將水泥漿液注入到其導(dǎo)管中，隧道內(nèi)土體就能夠在高壓力漿液擠壓下，與其土體壓裂區(qū)不斷相互滲透融合，最后形成漿脈網(wǎng)絡(luò)，最后凝固后就會硬塑黏土，能夠約束土體，使得其周圍嗣巖結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，強(qiáng)度更高，更抗?jié)B。

第三，設(shè)置格柵鋼架支撐結(jié)構(gòu)，采用核心土進(jìn)行掏槽開挖。一般可采用短臺階隧道開挖方法，并做好其超前支護(hù)結(jié)構(gòu)，然后就可以借助小型挖掘機(jī)沿著規(guī)定臺階來開挖輪廓線，預(yù)留核心土實施掏槽開挖施工。該施工環(huán)節(jié)必須要嚴(yán)控臺階高度，并對欠挖部分進(jìn)行人工修整，完畢后立即噴砼封閉，要死的其噴砼厚度符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和要求。掏槽開挖好后就可以科學(xué)架設(shè)格柵鋼架支撐，確定格柵間距并借助角鋼、槽鋼、螺栓等零部件連接使得其形成整體，最后焊接其格柵與小導(dǎo)管尾部，為提高格柵鋼架強(qiáng)支撐性和穩(wěn)定性，還要在其拱腳部位增設(shè)鎖腳錨桿和噴砼，綜合提高其穩(wěn)定性和可靠性。

第四，下臺階開挖施工。隧道開挖到一定程度就要采取下臺階開挖方法，先拉中槽，然后兩側(cè)跳槽馬口開挖。開挖中槽時要預(yù)先流出兩側(cè)空間平臺，避免掉拱，兩側(cè)馬口開挖時，要做好掛網(wǎng)噴砼初期支護(hù)、格柵鋼架架接支護(hù)，錨桿布設(shè)梅花型。在隧道穿越民房地段，其地表也要借助水泥、水玻璃液漿注漿使得其周圍松散圍巖能夠膠結(jié)，減少地表沉降，改善隧道圍拱穩(wěn)定性，確保地面房屋和隧道工程安全。為了減少注漿對周圍圍巖的影響，可以采取垂直鉆進(jìn)注漿方法，先鉆注漿孔并放置注漿管，然后借此進(jìn)行圍巖注漿，如果垂直方向有房屋障礙物，可以鉆斜注漿孔和注漿管來施工。

第五，仰拱、襯砌施工。實施仰拱和襯砌混凝土施工也是為了確保開挖面和其支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。仰拱施工要注意每次灌注量和灌注施工后仰拱和開挖面的范圍距離，施工過程中其運(yùn)輸要采用棧橋，這樣能夠減少施工對地面的影響。襯砌施工也要科學(xué)根據(jù)其與開挖面范圍距離盡早閉合襯砌使其呈環(huán)狀，有利于整體分散受力，確保其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

第六，測量監(jiān)控。在淺埋暗挖隧道施工過程中，要隨時注意地表環(huán)境、圍巖狀況、地層地質(zhì)信息、施工質(zhì)量和支護(hù)結(jié)構(gòu)變化等狀況，這些都離不開測量監(jiān)控，只有隨時掌握這些動態(tài)信息數(shù)據(jù)，才能夠根據(jù)反饋信息優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工工藝，也有利于及早發(fā)覺施工隱患，確保施工質(zhì)量和施工安全。

3 結(jié)語

總而言之，淺埋暗挖隧道施工雖然會不可避免出現(xiàn)地表沉降和地層移位等現(xiàn)象，再加上地表周圍建筑物和眾多地下管道影響限制，隧道施工就更要嚴(yán)謹(jǐn)，施工工藝和施工要求也就更嚴(yán)格，因此合理依據(jù)地表地質(zhì)狀況和其沉降規(guī)律進(jìn)行研究預(yù)測就頗為重要。雖然當(dāng)前城市隧道淺埋暗挖都不深，但是也要小心注意各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和支護(hù)架設(shè)要求，只有結(jié)合預(yù)測信息，確保各項施工質(zhì)量和支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)標(biāo)，才能夠有效防止地表塌陷狀況，確保施工隊伍和相關(guān)人民生命安全。

參考文獻(xiàn)

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