超淺埋隧道下穿高速公路施工沉降及控制研究

王陽 唐媛媛

摘 要：超淺埋隧道高速公路施工沉降控制作為鐵路施工中的主要難題。施工實(shí)踐當(dāng)中，受不同因素影響，淺埋隧道工程沉降控制存在很多問題。基于此，文章就沉降施工影響因素，與控制措施展開詳細(xì)分析，希望能促進(jìn)高速公路施工沉降控制工作開展。

關(guān)鍵詞：超淺埋隧道;下穿高速公路;沉降;控制

0 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)交通事業(yè)迅速發(fā)展，相應(yīng)的人們對(duì)交通事業(yè)提出越來越多要求，在交通支持下，城市間聯(lián)系日益增多，這對(duì)促進(jìn)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)十分有益。軌道交通建設(shè)期間，鐵路建設(shè)地位十分重要，身為國內(nèi)不同區(qū)域連接主要方式，該項(xiàng)運(yùn)輸能力在國內(nèi)交通發(fā)展中優(yōu)勢(shì)明顯。

1 超淺埋鐵路隧道施工沉降控制意義

很多鐵路施工環(huán)境較差，一些復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域，常常會(huì)遇到很多施工問題，為了有效解決上述問題，合理控制施工安全與成本，有必要合理應(yīng)用施工方法。隧道修建身為負(fù)高空操作，施工操作開展十分困難，加上工程建設(shè)對(duì)質(zhì)量要求較高，為了工程建設(shè)在地表建筑中產(chǎn)生的影響，鐵路隧道施工人員應(yīng)妥善采取各項(xiàng)措施。針對(duì)超淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工來說，施工重點(diǎn)為在確保工程建設(shè)有序開展期間，合理控制隧道建設(shè)在高速公路中產(chǎn)生的影響，合理防控高速公路沉降問題，便于確保高速公路車輛順利開展。

超淺埋鐵路隧道施工期間，應(yīng)合理應(yīng)用防沉降技術(shù)，特別在地表建筑物當(dāng)中，為了妥善保護(hù)地表建筑物安全，有必要合理控制地表沉降問題。淺埋鐵路施工期間，埋深較淺位置，對(duì)比傳統(tǒng)隧道結(jié)構(gòu)，上端結(jié)構(gòu)支撐力與穩(wěn)定性相對(duì)較弱，施工期間，出現(xiàn)沉降的可能性很大，隧道施工中沉降問題的產(chǎn)生，很容易對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生影響，最終威脅地面建筑物，情況嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致很大經(jīng)濟(jì)損失。淺埋隧道下穿高速公路其間，施工沉降問題的產(chǎn)生，很容易損壞高速公路路基，最終導(dǎo)致公路病害相繼產(chǎn)生，影響公路整體壽命。所以，超淺埋鐵路隧道施工期間，有必要加強(qiáng)地表沉降防治處理，具體施工期間，應(yīng)全面了解周遭環(huán)境因素，合理控制對(duì)沉降施工產(chǎn)生的影響，便于促進(jìn)隧道施工有序開展。

2 超淺埋鐵路隧道施工沉降主要因素

2.1 隧道開挖面積

超淺埋鐵路隧道施工當(dāng)中，隧道開挖面積、支護(hù)參數(shù)和強(qiáng)度關(guān)系密切。隨著隧道開外面積的增加，很容易對(duì)上端結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此有必要增加實(shí)際支護(hù)強(qiáng)度。在隧道橫斷面不斷擴(kuò)大的當(dāng)下，有必要提高隧道頂端結(jié)構(gòu)質(zhì)量，但隧道由土體與巖體組成，自身強(qiáng)度難以滿足實(shí)際支撐要求，所以應(yīng)積極采取措施，加強(qiáng)上端結(jié)構(gòu)支撐。這里，拿黃土地帶施工而言，本區(qū)域隧道施工跨度超過8 m，若不采取相應(yīng)解決措施，上端結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很難維持，且隧道上端高速公路會(huì)對(duì)地表產(chǎn)生荷載，土體維持自穩(wěn)臨界值會(huì)不斷降低，這時(shí)應(yīng)合理應(yīng)用防沉降技術(shù)。

2.2 施工區(qū)域地層巖性

隧道施工區(qū)域不同，地質(zhì)條件也存在很大差異，土體巖性和強(qiáng)度、穩(wěn)定性之間關(guān)系密切，若施工區(qū)域地層強(qiáng)度較高，巖體較為穩(wěn)定，此時(shí)隧道上端結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)支護(hù)產(chǎn)生較高要求，若隧道施工位置地質(zhì)情況較差，比如，軟土或黃土，此時(shí)勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致施工難度不斷升高。另外，地層對(duì)外抵御能力和地層覆蓋厚度及整體性密切相關(guān)，就上端地層來說，若整體性和厚度不佳，在這一區(qū)域施工，很容易釋放地層潛在應(yīng)力，最終使得圍巖穩(wěn)定性逐漸喪失，進(jìn)而引起坍塌事故產(chǎn)生，威脅隧道施工和地表建筑物安全。

2.3 地下水

一些區(qū)域含有很多地下水，對(duì)比正常區(qū)域，上述區(qū)域土體當(dāng)中水分含量較高，土質(zhì)濕陷性與軟化程度相對(duì)較高。在地下水浸泡與溶解其間，土體間結(jié)合力不斷減弱，自穩(wěn)性不斷下降，繼而導(dǎo)致塌落情況產(chǎn)生。施工期間，即便排水地層內(nèi)部水分，也容易因水分喪失，改變土體應(yīng)力，最終導(dǎo)致土體干裂收縮，影響上端結(jié)構(gòu)。另外，隧道沉降期間，地基承載力會(huì)對(duì)其產(chǎn)生重要影響。很多區(qū)域含水量較高，地基沉降均勻性較差，這也會(huì)導(dǎo)致施工沉降不斷增加。

2.4 高速公路行車影響

超淺埋鐵路隧道施工下穿高速公路施工期間，公路自重和行車會(huì)對(duì)施工沉降產(chǎn)生較大影響。在此基礎(chǔ)上，公路下端圍巖壓力不斷增加，若超出圍巖承載極限，圍巖沉降將不斷下降。再者，高速公路路面行車身為圍巖承受壓力主要部分，這一問題在大型車輛行駛期間，問題尤為明顯，這時(shí)圍巖會(huì)在短期內(nèi)而承載較大壓力，若該壓力超過承載極限，很容易導(dǎo)致施工沉降問題產(chǎn)生。所以，在超淺埋鐵路隧道下穿公路施工期間，公路自身和車輛行駛會(huì)對(duì)施工沉降產(chǎn)生較大影響。

2.5 施工因素影響

超淺埋鐵路施工期間，為了對(duì)施工沉降問題進(jìn)行合理控制，有必要提高施工支護(hù)質(zhì)量，尤其在施工期間，更要關(guān)注這一問題。加強(qiáng)隧道支護(hù)，能有效防止沉降問題產(chǎn)生，隧道支護(hù)內(nèi)容繁雜，施工期間，應(yīng)充分考量支護(hù)類型，分析支護(hù)材料與結(jié)構(gòu)，研究支護(hù)時(shí)間、支護(hù)手段。另外，超淺埋鐵路隧道施工期間，為了全面降低隧道沉降問題，有必要采用最佳施工技術(shù)和方法，若施工設(shè)計(jì)方案不合理，很可能會(huì)對(duì)施工帶來不利影響。

3 超淺埋鐵路隧道下穿公路施工沉降控制措施

3.1 施工前沉降預(yù)防

為了合理控制超淺埋隧道施工沉降問題，有必要加強(qiáng)全過程施工質(zhì)量管理和控制。施工期間，妥善采取各項(xiàng)技術(shù)與措施，施工前期及時(shí)采取防沉降措施。為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，施工前應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘察，不斷提升勘察質(zhì)量。這樣方能讓施工單位制定施工計(jì)劃和方案期間，具備充足理論與數(shù)據(jù)，深入了解施工區(qū)域地質(zhì)、地下水與巖層分布情況，然后在施工前，及時(shí)采取沉降問題改進(jìn)措施，確保沉降問題得到合理化控制，便于促進(jìn)超淺埋隧道沉降施工開展。所以，淺埋鐵路隧道施工前，應(yīng)認(rèn)真勘察工程區(qū)域地質(zhì)情況，全面了解隧道施工不同區(qū)域情況，特別要關(guān)注公路和隧道交叉位置，比如，邊坡土質(zhì)、公路路基、路面沉降等情況，然后結(jié)合勘察數(shù)據(jù)，合理采取應(yīng)對(duì)方法，這樣方能制定完善的施工方案，同時(shí)在理論和數(shù)據(jù)層面支持后續(xù)沉降施工進(jìn)展。

3.2 施工沉降控制

超淺埋隧道下穿高速公路建設(shè)期間，施工沉降控制十分重要。因鐵路隧道施工位置地下水較多，地質(zhì)情況不理想，圍巖承載力較差，所以上述區(qū)域經(jīng)常存在施工問題。因此，開挖支護(hù)施工期間，應(yīng)先對(duì)高含量地下水施工位置進(jìn)行處理，認(rèn)真控制地下水量，避免其引發(fā)沉降問題，如有必要應(yīng)及時(shí)排除施工位置地下水，接著合理設(shè)置排水溝，確保施工現(xiàn)場(chǎng)地下水有序排出，從而有效防止地下水圍巖軟化問題。

超淺埋隧道施工期間，應(yīng)使用超前支護(hù)方法，便于提升隧道周遭穩(wěn)固性，防止沉降問題產(chǎn)生。這一方法缺少自穩(wěn)能力區(qū)域施工適用性較強(qiáng)，施工期間，若超前支護(hù)不合理，很容易引起隧道支撐較弱，沉降問題發(fā)生概率不斷增加，最終影響工程建設(shè)有序開展。隧道地層中選用導(dǎo)管支護(hù)，然后開展注漿加固操作，該方法能有效提升巖體穩(wěn)定性，不斷提升開挖面強(qiáng)度與圍巖穩(wěn)定性。注漿期間，應(yīng)積極使用大管棚超前支護(hù)法，借助二者融合，不斷提升隧道圍巖穩(wěn)定性，減少隧道沉降問題產(chǎn)生。

4 結(jié)語

綜上所述，超淺埋鐵路隧道下穿高速公路施工中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際規(guī)范要求，妥善采取防控措施，合理控制施工沉降，如此方能不斷提升施工質(zhì)量，為鐵路與高速公路應(yīng)用提供充分保障。

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