淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

趙原野

中交隧道局第四工程有限公司

淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

趙原野

中交隧道局第四工程有限公司

在淺埋暗挖隧道施工中，地表常常會出現塌陷問題，對整體的施工質量和施工進度產生了嚴重影響。因此在淺埋暗挖隧道施工中需要加強對各種因素的控制，有效的避免出現地表塌陷問題。本文主要是對在淺埋暗挖隧道施工中導致地表出現塌陷的原因，以及加強淺埋暗挖隧道施工地表塌陷的控制措施兩個方面做出了詳細的分析和研究，這對在淺埋暗挖隧道施工中防止出現地表塌陷問題具有重要的參考價值，能夠有效的提高其經濟效益和環境效益。

淺埋暗挖；隧道施工；地表塌陷；原因分析；控制措施

在隧道施工中，會在一定程度上擾動周邊的巖土體，降低其穩定性，導致地層出現變形問題，一旦地表出現塌陷問題的話，就必然會嚴重影響著地下管線正常使用和地面建筑物安全，會對人們的生命財產安全產生威脅，產生不良的社會影響。在近幾年來，各個地區都逐漸加大隧道施工的數量和規模，導致地表塌陷事故頻發，因此整個社會都需要加強重視。

一、在淺埋暗挖隧道施工中導致地表出現塌陷的原因

（一）地質方面的原因

在淺埋暗挖隧道施工中，常常會由于淺埋深度的原因造成地層發生位移，進而引發周邊巖體土出現變形，形成地表塌陷。導致這一現象出現的原因主要是因為在施工過程中破壞了巖體土原有的穩定性，在后期剪切過程中巖土體結構收到破壞后就會自行結固，引發地表沉降。另外在施工過程中，地層位移、地層排水固結、孔隙水壓力過大等因素，都會造成底層結構沉降，其原因主要是由于土層中含水量過高[1]。這也就表示，在隧道施工過程中地面出現塌陷具有一定的不可控性。在具體施工中，水文地質情況、斷面范圍尺寸、淺埋深度、支護結構、施工方法、沉降變形大小等情況，都會導致地表出現沉降、變形以及塌陷問題。

（二）施工方面的原因

除了地質方面的原因會造成地表塌陷，施工狀況也會在一定程度上產生影響。在淺埋暗挖隧道施工過程中，如果出現地表塌陷問題的話，一般之前都會有一些征兆，因此建筑施工單位通過有效的超前預報，就能夠很好的避免造成嚴重影響。比如在洞內深孔注漿加固區域、旋噴加固區域周邊施工的時候，需要在邊界位置采取相應的預報措施。但是在實際施工的過程中，建筑施工單位常常會忽視這一方面的工作，即使也采取了相應的預報措施，也僅僅只是表面工作。另外在洞內深孔注漿加固施工的過程中，有時候會由于深度不夠、水壓過大等問題形成壓力拱破壞，導致地表出現塌陷。在發生地表沉降事故的時候，其內在和表面的現象之間是存在一定差異的，因此如果僅僅是單一的檢測地表沉降情況的話，是很難全面的掌握整個塌陷情況，進而增加事故影響。

二、加強淺埋暗挖隧道施工地表塌陷的控制措施

（一）提高工程地表水截排的科學性

對于淺埋暗挖隧道施工來說，由于地勢比較低，特別在隧道淺埋地段中，在隧道施工過程中由于圍巖破碎，導致地表水向地勢比較低的位置滲透，自然會聚集大量的地表水。因此，為了順利的完成隧道施工，有效的排除地表水，避免地表水出現滲透現象。同時還需要對隧道圍巖進行軟化，將工程地表縫隙進行填充夯實，加強建設溝渠和排水坡。

（二）超前支護施工

在淺埋地段中，使用的主要是雙層超前小導管，其工作原理是在導管中注入適量的水泥漿，這樣在高壓力漿液擠壓的過程中，就能夠使隧道內的土壤逐步的融合和滲透到土體壓裂區，構成漿脈網絡之后，最終凝結成硬塑黏土，對土體產生約束作用，提高圍巖結構的穩固性和強度，有效的防止地表水滲透[2]。

（三）構建格柵鋼架支撐結構

在淺埋暗挖隧道施工中使用短臺階隧道開挖方法的時候，一般常常會有效的結合拆遷支護結構，同時按照設計好的臺階用小型挖掘機挖出輪廓線，將核心土預留好之后進行掏槽開挖施工。另外在噴混凝土封閉施工中，一定要保證混凝土的厚度滿足設計標準規范要求，加強對臺階高度的嚴格控制，如果在開挖施工中沒有得到有效施工的話還需要再次進行人工修整。在完成掏槽施工環節之后，為了保證和提高整體結構的穩定性，還需要在適當位置設置格柵鋼架支撐結構，利用螺栓、槽鋼、角鋼等零部件將格柵間距確定下來，并保證其能夠構成一個整體，在有效焊接導管尾部和格柵結構之后，并將鎖腳錨桿設置在尾部，連接噴混凝土，促進其穩固性進一步加強[3]。

（四）下臺階開挖施工

下臺階開挖施工是淺埋深挖隧道施工的重要環節，主要可以分為中槽開挖和兩側跳槽馬口開挖兩個步驟，其中中槽開挖的內容主要是將兩側的空間平臺事前預先保留，并有效的防止發生掉拱現象；兩側跳槽馬口開挖的條件主要是布設梅花型的錨桿、連接格柵結構與支護結構、做好早期支護工作，通過使用水玻璃液漿和水泥漿，來提高周邊松散圍巖結構進一步固結。在隧道施工中，最關鍵的就是對圍巖的穩定性進行有效改善，并減少地表沉降。通過垂直鉆進注漿法來進行圍巖注漿，若在施工現場存在房屋等障礙物的話，可以有效的結合注漿管和鉆斜注漿孔，最大限度的避免影響周邊的圍巖。

（五）仰拱和襯砌施工

為了提高支護結構和開挖面的穩定性，在淺埋暗挖隧道施工的過程中需要實施仰拱和襯砌施工。在仰拱施工中，需要加強選擇運輸方式、開挖面與仰拱之間的距離和范圍，這是施工中的重難點。在開挖地面范圍內，應該盡可能早的實施的閉合襯砌，并將其保持環狀狀態，這對整體結構穩定性和襯砌整體受力的提高都具有重要意義和作用[4]。

結語

綜上所述，在淺埋暗挖隧道施工中為了避免出現地表塌陷問題，就需要積極的采取針對性的控制措施，來提高整體結構的穩定性。首先需要提高工程地表水截排的科學性，減少地表水對圍巖造成侵蝕，進而導致其穩定性降低；其次是需要做好超前支護施工和構建格柵鋼架支撐結構，通過支護結構來提高整體的穩定性；最后是在下臺階開挖、仰拱、襯砌施工中，需要加強對施工重難點的控制。

[1]張興.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制研究[J].門窗,2013,05:366.

[2]陳軍.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制研究[J].科技與創新,2016,07:116+118.

[3]王偉.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷及控制策略研究[J].建筑知識,2016,10:239.

[4]趙富家.淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制[J].山西交通科技,2014,06:55-56+76.