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，減輕人們出行負擔，城市在進行各種天橋架設工程的同時，還會采取淺埋暗挖隧道施工來擴大交通通行潛力，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造成惡劣的影響和嚴重的經濟損失。因此該文主要對引起地表塌陷的工程施工地表沉降地質狀況進行分析，然后提出了有效預防控制地表塌陷的施工技術和措施。

關鍵詞：淺埋暗挖 隧道施工 地表塌陷 分析 控制方法

中圖分類號：U45 文獻標識碼：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、支護強、管超前；開挖短、注漿嚴、封閉快等特點，其中超前支護能夠預防圍巖松弛坍塌，從而確保其掌子面穩定，而導管超前支護后進村壓住砂漿，填充到會周圍巖石空隙并形成強度高的殼體，能夠增加隧道圍巖自我穩定性。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、剛度強的支護，預防開挖初期變形現象。采用臺階法施工方法，臺階過長會易導致變形，因此就要對其圍巖采取臨時仰拱封閉措施，開一環、閉一環，有利于掌握隧道施工動態，確保施工支護承載性滿足要求。可以說淺埋暗挖隧道施工必須要經常量測其圍巖和底層數據，及時掌控工程地質概況，并嚴格做好所有預防控制措施，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，施工導致地層位移并使得地表沉降，這也會導致其工程圍巖產生變形，這種現象主要就是因為隧道施工過程中影響了其圍巖的穩定性，地層結構也會受到破壞損失，然后剪切破壞過大巖土體再自行固結就會導致地表塌陷和沉降。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，導致其周圍土地變形，地層排水固結引起地表沉降，當然地層發生位移變化也會引起地表結構沉降。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、支護結構、埋深以及斷面范圍尺寸密切相關，同時也與自身水文地質狀況有關。因此，在相關工程施工過程中就要妥善采取科學的開挖、支護、注漿、襯砌、排水施工，結合施工實際狀況采取有效施工技術措施，這樣才能夠有效控制預防地表塌陷事故。

2 預防地表塌陷有效技術措施和方法

結合淺埋暗挖隧道施工技術環節和容易引起地表塌陷的關鍵點，就要從細節做好所有預防施工，做好以下幾個施工內容：

第一，科學截排工程地表水。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，并做好方向對外的排水坡和溝渠，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管，將水泥漿液注入到其導管中，隧道內土體就能夠在高壓力漿液擠壓下，與其土體壓裂區不斷相互滲透融合，最后形成漿脈網絡，最后凝固后就會硬塑黏土，能夠約束土體，使得其周圍嗣巖結構更穩定，強度更高，更抗滲。

第三，設置格柵鋼架支撐結構，采用核心土進行掏槽開挖。一般可采用短臺階隧道開挖方法，并做好其超前支護結構，然后就可以借助小型挖掘機沿著規定臺階來開挖輪廓線，預留核心土實施掏槽開挖施工。該施工環節必須要嚴控臺階高度，并對欠挖部分進行人工修整，完畢后立即噴砼封閉，要死的其噴砼厚度符合設計標準和要求。掏槽開挖好后就可以科學架設格柵鋼架支撐，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管尾部，為提高格柵鋼架強支撐性和穩定性，還要在其拱腳部位增設鎖腳錨桿和噴砼，綜合提高其穩定性和可靠性。

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，然后兩側跳槽馬口開挖。開挖中槽時要預先流出兩側空間平臺，避免掉拱，兩側馬口開挖時，要做好掛網噴砼初期支護、格柵鋼架架接支護，錨桿布設梅花型。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，減少地表沉降，改善隧道圍拱穩定性，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，可以采取垂直鉆進注漿方法，先鉆注漿孔并放置注漿管，然后借此進行圍巖注漿，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結構的穩定性。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。襯砌施工也要科學根據其與開挖面范圍距離盡早閉合襯砌使其呈環狀，有利于整體分散受力，確保其結構穩定。

第六，測量監控。在淺埋暗挖隧道施工過程中，要隨時注意地表環境、圍巖狀況、地層地質信息、施工質量和支護結構變化等狀況，這些都離不開測量監控，只有隨時掌握這些動態信息數據，才能夠根據反饋信息優化支護結構和施工工藝，也有利于及早發覺施工隱患，確保施工質量和施工安全。

3 結語

總而言之，淺埋暗挖隧道施工雖然會不可避免出現地表沉降和地層移位等現象，再加上地表周圍建筑物和眾多地下管道影響限制，隧道施工就更要嚴謹，施工工藝和施工要求也就更嚴格，因此合理依據地表地質狀況和其沉降規律進行研究預測就頗為重要。雖然當前城市隧道淺埋暗挖都不深，但是也要小心注意各項技術標準和支護架設要求，只有結合預測信息，確保各項施工質量和支護結構達標，才能夠有效防止地表塌陷狀況，確保施工隊伍和相關人民生命安全。

參考文獻

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