淺埋暗挖隧道引起的地表沉降原因分析及控制

宋首魁

（中鐵十五路集團(tuán)第五工程有限公司，河南 洛陽(yáng) 471002）

在隧道工程的施工建設(shè)中，現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)措施的完善對(duì)于推進(jìn)施工工作開(kāi)展，提高建設(shè)安全起到了重要的作用，隧道工程本身的危險(xiǎn)系數(shù)較高，應(yīng)當(dāng)采取專(zhuān)業(yè)性的建設(shè)方案，提高隧道工程建設(shè)的質(zhì)量。淺埋暗挖隧道的過(guò)程中，容易出現(xiàn)地表沉降的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在當(dāng)前的施工建設(shè)中經(jīng)常出現(xiàn)，成為管理人員和施工人員所關(guān)注的重點(diǎn)。在項(xiàng)目施工的過(guò)程中，需要結(jié)合周?chē)沫h(huán)境特征和土質(zhì)情況，做好完善的施工建設(shè)方案，設(shè)置相應(yīng)的安全防護(hù)措施，提高項(xiàng)目施工本身的質(zhì)量，保障安全性的同時(shí)，解決地表沉降的問(wèn)題。

1 淺埋暗挖隧道引起的地表沉降原因分析

1.1 地下水問(wèn)題

在隧道工程的施工建設(shè)中，由于施工建設(shè)項(xiàng)目屬于地下工程，地下水問(wèn)題成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，淺埋暗挖隧道需要挖掘至地下層，地下水對(duì)于地下建筑產(chǎn)生了直接的影響，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，需要對(duì)地下水問(wèn)題進(jìn)行解決，保障施工建設(shè)的質(zhì)量。若在當(dāng)前的施工中，地下水問(wèn)題并未及時(shí)得到解決，地下水直接滲透至建筑物內(nèi)部，對(duì)于建筑物出現(xiàn)了腐蝕的問(wèn)題，嚴(yán)重影響到了項(xiàng)目建設(shè)的開(kāi)展。另外，在地下水問(wèn)題的處理上，必然需要注重地表問(wèn)題的出現(xiàn)，一旦地下水滲透至建筑物內(nèi)部或者是周?chē)耐寥朗艿搅擞绊懀乇沓霈F(xiàn)沉降，就無(wú)法在此基礎(chǔ)上進(jìn)行項(xiàng)目的施工建設(shè)[1]。地下施工需要保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和完整性，隧道工程主要是為了滿(mǎn)足人們的通行需求，一旦出現(xiàn)有地表沉降的問(wèn)題，將會(huì)直接影響到人們的出行，甚至?xí)斐奢^大的人身威脅。地下水問(wèn)題是目前施工管理中的核心問(wèn)題，必然需要引起高度關(guān)注，將地下水排除在建筑物之外，這樣才能夠讓施工工作順利進(jìn)行，提高項(xiàng)目建設(shè)的安全性。

1.2 施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)問(wèn)題

在項(xiàng)目施工建設(shè)的過(guò)程中，所處的環(huán)境不同，面對(duì)的地質(zhì)問(wèn)題存在差異性，隧道工程的施工建設(shè)主要是推進(jìn)城市內(nèi)部交通體系的完善，由于隧道工程屬于地下工程，在進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要更加關(guān)注當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，以實(shí)際的地質(zhì)問(wèn)題展開(kāi)深入研究，設(shè)計(jì)完善的施工建設(shè)方案，這樣可以使得隧道工程施工建設(shè)更加順利地開(kāi)展，保障了工程主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。從目前的隧道施工建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了解，發(fā)現(xiàn)淺埋暗挖隧道容易出現(xiàn)地表沉降的問(wèn)題，針對(duì)這一現(xiàn)象展開(kāi)研究，可以發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)問(wèn)題對(duì)于造成地表沉降有著直接的關(guān)聯(lián)。部分施工人員由于自身經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)問(wèn)題并未有充分的認(rèn)識(shí)和了解，直接在此基礎(chǔ)上進(jìn)行施工建設(shè)，造成了一定的影響[2]。不同的地質(zhì)環(huán)境需要采取不同的施工建設(shè)方案，對(duì)于軟土地層而言，應(yīng)當(dāng)更加注重防護(hù)體系的構(gòu)建，提高整體的穩(wěn)定性，保障施工建設(shè)的安全性，有效規(guī)避地表沉降問(wèn)題的出現(xiàn)。

1.3 地層上覆體特性的影響

在隧道工程施工建設(shè)中，由于各方因素的影響，從而造成了地表成像的問(wèn)題，其中，地層上覆體特性對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工的影響較大，這主要是因?yàn)榱W(xué)特征造成的沉降，包括土如枯土、粉質(zhì)枯土等，這些土質(zhì)的承載能力較差，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行隧道工程的建設(shè)，容易出現(xiàn)塌方或者沉降的問(wèn)題，不利于現(xiàn)場(chǎng)工作的開(kāi)展。我國(guó)在隧道工程方面的發(fā)展，已經(jīng)積累了不少的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際的施工中，需要提高建設(shè)的專(zhuān)業(yè)性，前期開(kāi)展充足的準(zhǔn)備工作，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的情況有著全面的了解，設(shè)計(jì)高效化的施工建設(shè)方案，這樣才能夠真正解決現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題。在土質(zhì)質(zhì)量的檢測(cè)上，對(duì)于土質(zhì)較硬的地層而言，無(wú)法形成自然拱，成拱的質(zhì)量無(wú)法得到保障，這也對(duì)于地表出現(xiàn)沉降產(chǎn)生了相應(yīng)的影響[3]。在施工建設(shè)的過(guò)程中，需要針對(duì)地層上覆體的特性進(jìn)行深入研究，不斷調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)施工建設(shè)的方案，使得隧道工程施工建設(shè)更加順利，保障了施工建設(shè)過(guò)程中的安全性。

1.4 施工建設(shè)的問(wèn)題

在淺埋暗挖隧道工程的施工建設(shè)過(guò)程中，地表沉降問(wèn)題成了施工建設(shè)的核心問(wèn)題之一，由于地表沉降所帶來(lái)的影響較大，危及現(xiàn)場(chǎng)人員的安全。在當(dāng)前的施工過(guò)程中，需要針對(duì)地表沉降問(wèn)題進(jìn)行深入的研究，了解具體的情況，采取針對(duì)性的措施進(jìn)行完善，全面保障隧道工程施工建設(shè)的順利性和安全性。從目前的施工現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，部分施工人員或者是管理人員在建設(shè)的過(guò)程中，由于自身專(zhuān)業(yè)水平不足，所采取的施工技術(shù)和工藝存在有較大的問(wèn)題，導(dǎo)致隧道工程施工留下了較多的安全隱患，一旦投入使用，地表沉降的問(wèn)題將會(huì)直接危及隧道工程的使用情況，提高了整體的風(fēng)險(xiǎn)性[4]。在當(dāng)下的發(fā)展過(guò)程中，必然需要注重施工建設(shè)中存在的問(wèn)題，構(gòu)建完善的管理機(jī)制，落實(shí)相關(guān)責(zé)任，注重施工人員的專(zhuān)業(yè)水平培養(yǎng)，這樣才能夠在日常施工過(guò)程中，按照規(guī)范完成隧道工程的施工，避免地表沉降問(wèn)題的出現(xiàn)。在技術(shù)及工藝的使用過(guò)程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，調(diào)整好應(yīng)用的方案，針對(duì)性地解決問(wèn)題以及施工建設(shè)的其他問(wèn)題，保障了現(xiàn)場(chǎng)施工建設(shè)的質(zhì)量。

1.5 地層應(yīng)力的影響

在不同地區(qū)開(kāi)展項(xiàng)目施工，需要對(duì)于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況有著充分的了解，由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等各方面的原因，導(dǎo)致地殼物質(zhì)發(fā)生內(nèi)應(yīng)力效應(yīng)，包括地?zé)帷⒅亓?、地球自轉(zhuǎn)速度變化等因素所產(chǎn)生的應(yīng)力，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工工作的開(kāi)展產(chǎn)生了直接的影響。在隧道工程的施工建設(shè)過(guò)程中，地表沉降的問(wèn)題與地層應(yīng)力有著直接的關(guān)聯(lián)，隧道工程建設(shè)過(guò)程中，涉及的工作內(nèi)容較多，具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性，前期工作的開(kāi)展需要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡貙忧闆r、相關(guān)數(shù)據(jù)等進(jìn)行全方位的檢測(cè)，利用科學(xué)儀器獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)相互的探討，研究制定完善的施工建設(shè)方案，這樣可以有效規(guī)避施工建設(shè)過(guò)程中所帶來(lái)的影響，更好地保障隧道施工工作的開(kāi)展。但由于目前人們?cè)谒淼篱_(kāi)挖的過(guò)程中忽略了地層應(yīng)力帶來(lái)的影響，導(dǎo)致地表出現(xiàn)沉降的情況，嚴(yán)重影響工作的開(kāi)展[5]。

2 淺埋暗挖隧道引起的地表沉降解決措施研究

2.1 合理截排地下水

在淺埋暗挖隧道工程的施工建設(shè)過(guò)程中，地下水問(wèn)題對(duì)于隧道施工工作的開(kāi)展產(chǎn)生了直接的影響，這是地下工程所經(jīng)常面臨的問(wèn)題之一。地下水的全面滲透對(duì)內(nèi)部建筑物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了腐蝕作用，破壞了主體結(jié)構(gòu)，不利于隧道工程后續(xù)的運(yùn)行使用。在當(dāng)下的發(fā)展過(guò)程中，需要更加注重地下水問(wèn)題的處理，截排地下水，將其隔絕在建筑物之外，或者是將其排除在指定的位置，這樣可以使得隧道工程的施工建設(shè)開(kāi)展更加順利，保障了隧道工程使用的安全性。例如，在地下水截排的過(guò)程中，可以利用相關(guān)的技術(shù)儀器，對(duì)于地下水的分布情況進(jìn)行充分的了解，結(jié)合隧道工程施工建設(shè)的基本要求，挖掘一條地下水排水管道工程，將地下水引入指定的位置，避免影響到隧道工程施工工作的開(kāi)展，通過(guò)合理的截排，使得隧道工程施工建設(shè)質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，解決了地表沉降問(wèn)題，讓隧道工程的開(kāi)展達(dá)到預(yù)期的要求，提高了整體的安全性[6]。

2.2 利用超前支護(hù)與設(shè)置格柵鋼架支撐

在淺埋暗挖隧道工程的施工建設(shè)中，地表出現(xiàn)沉降的問(wèn)題造成了隧道工程存在較多的安全隱患問(wèn)題，直接危及工程的后續(xù)使用。為了能夠有效解決地表沉降的問(wèn)題，必然需要注重地層核心支撐力的提升，多數(shù)地表沉降的問(wèn)題主要是因?yàn)榈貙拥某休d力不足，容易出現(xiàn)沉降的情況，危及隧道工程建設(shè)的開(kāi)展。在當(dāng)下的發(fā)展中，需要利用超前支護(hù)與設(shè)置格柵鋼架支撐構(gòu)建穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行隧道工程的建設(shè)，達(dá)到預(yù)期的效果，促進(jìn)隧道工程的發(fā)展。在超前支護(hù)工作的開(kāi)展中，主要是通過(guò)雙層的超前小導(dǎo)管將水泥漿液注入基層，提高整體的支撐力。在面對(duì)受損的土地時(shí)，同樣也可以通過(guò)超前支護(hù)的方式，將水泥滲透至受損的根部，構(gòu)建漿脈網(wǎng)絡(luò)，等待水泥凝固之后，能夠?qū)崿F(xiàn)完整的基層結(jié)構(gòu)，將受力變得更加均衡，有效規(guī)避了地表沉降問(wèn)題的出現(xiàn)[7]。另外，在現(xiàn)場(chǎng)施工的過(guò)程中，還可以通過(guò)設(shè)置格柵鋼架支撐，讓內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加的完整，增強(qiáng)了承壓能力，促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)施工工作的開(kāi)展。地表沉降的核心原因在于，地層的承載力不夠，施工人員在施工的過(guò)程中，并未采取專(zhuān)業(yè)性的措施進(jìn)行改善，導(dǎo)致沉降問(wèn)題的出現(xiàn)。而在當(dāng)下的施工中，利用超前支護(hù)與設(shè)置格柵鋼架支撐，針對(duì)性地解決地表的沉降問(wèn)題，促進(jìn)了隧道工作施工建設(shè)的開(kāi)展。

2.3 改善土體特性

在隧道開(kāi)挖的過(guò)程中，需要對(duì)周邊的土體進(jìn)行科學(xué)化的檢測(cè)，了解土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及所含成分，檢驗(yàn)出基本性能，然后不斷優(yōu)化隧道工程施工建設(shè)方案，這樣可以使得工作的開(kāi)展更加順利，保障了隧道工程建設(shè)的質(zhì)量。在當(dāng)前的施工建設(shè)中，改善土體的特性，對(duì)于解決隧道開(kāi)挖過(guò)程中地表沉降問(wèn)題起到了重要的作用。首先是對(duì)周?chē)耐馏w進(jìn)行局部加固，能夠促進(jìn)隧道開(kāi)挖后自然拱的形成；其次，還能夠?qū)χ車(chē)耐馏w結(jié)構(gòu)進(jìn)行良性轉(zhuǎn)化，為后續(xù)的施工工作開(kāi)展奠定一定的基礎(chǔ)。在改善土體特性的過(guò)程中，可以通過(guò)深層注漿或者超前注漿的方式，加固土體的穩(wěn)定性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行隧道工程的施工建設(shè)，能夠承擔(dān)住過(guò)大的壓力，使得隧道工程的運(yùn)行變得更加安全[8]。在土體性質(zhì)的改變上，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采取針對(duì)性的措施，這樣才能達(dá)到改善的最佳效果，解決地表沉降問(wèn)題。

2.4 下臺(tái)階開(kāi)挖施工

在解決地表沉降問(wèn)題的過(guò)程中，施工人員可以通過(guò)下臺(tái)階開(kāi)挖施工的方式，做好現(xiàn)場(chǎng)的支護(hù)措施，提高現(xiàn)場(chǎng)施工的質(zhì)量。淺埋暗挖隧道工程需要開(kāi)展地下作業(yè)，管理人員需要對(duì)地下挖掘的實(shí)際情況進(jìn)行充分了解，設(shè)計(jì)完善的施工方案，在隧道開(kāi)挖的過(guò)程中，容易波及周?chē)慕ㄖ?，需要采取注漿的方式，避免影響到周?chē)姆课莅踩?。在施工的現(xiàn)場(chǎng)，管理人員可以通過(guò)圍巖固定的方式，降低現(xiàn)場(chǎng)沉降問(wèn)題出現(xiàn)的概率，保障施工工作順利開(kāi)展。施工工作的開(kāi)展必然需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況展開(kāi)，由于面對(duì)的問(wèn)題存在差異性，應(yīng)當(dāng)以現(xiàn)場(chǎng)的施工情況作為基準(zhǔn)，調(diào)整好施工建設(shè)方案，加強(qiáng)基層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這樣才能夠在隧道使用的過(guò)程中規(guī)避沉降問(wèn)題。

2.5 地層預(yù)加固

針對(duì)隧道開(kāi)挖過(guò)程中的沉降問(wèn)題，施工人員可以通過(guò)地層預(yù)加固的方式來(lái)加強(qiáng)整體的承壓能力，避免出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。例如，在現(xiàn)場(chǎng)施工建設(shè)的過(guò)程中，可以通過(guò)超前管棚法的應(yīng)用，將小鋼管打入地層，構(gòu)建完善且穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)，檢查好主體的承壓能力，這對(duì)于推進(jìn)隧道挖掘工作的開(kāi)展起到了重要的作用。在支撐拱架的建設(shè)中，拱架之間相互連接，形成完整的支護(hù)體系，促使施工人員在現(xiàn)場(chǎng)施工的過(guò)程中能夠保護(hù)初期支護(hù)的安全。沉降問(wèn)題的出現(xiàn)，不僅會(huì)影響到隧道挖掘工作的開(kāi)展，同時(shí)還會(huì)危及施工人員的人身安全，只有做好全面的防護(hù)工作，加強(qiáng)主體的承載能力，在此基礎(chǔ)上完成隧道施工，才能達(dá)到預(yù)期的效果，提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的隧道工程施工建設(shè)中，淺埋暗挖隧道會(huì)引起地表沉降現(xiàn)象，直接影響到了現(xiàn)場(chǎng)工作的開(kāi)展。隧道工程屬于地下施工類(lèi)型，地表沉降的問(wèn)題是地下施工中常見(jiàn)的問(wèn)題之一，主要是由于地下水、施工技術(shù)應(yīng)用等多方面的原因所造成的問(wèn)題。為了能夠更好地解決地表沉降問(wèn)題，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐氖┕がF(xiàn)狀進(jìn)行充分了解，結(jié)合實(shí)際構(gòu)建完善的施工建設(shè)方案，這樣可以保障隧道施工建設(shè)的質(zhì)量，更好地促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)施工工作的開(kāi)展。針對(duì)地表沉降的問(wèn)題，總結(jié)出主要的幾個(gè)原因，分別為現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)問(wèn)題、地層上覆體特性的影響、施工技術(shù)及工藝應(yīng)用的問(wèn)題等，管理人員需要在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展針對(duì)性的研究工作，了解實(shí)際情況之后，對(duì)癥下藥地進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的處理，全面提高隧道工程施工建設(shè)質(zhì)量，降低地表沉降問(wèn)題的出現(xiàn)概率。