分析淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷及控制

王巍

（甘肅路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 甘肅蘭州 730000）

在隧道工程的施工過程中，由于淺埋暗挖隧道施工技術(shù)適用范圍廣，受到了工程施工單位的廣泛關(guān)注和認(rèn)可。由于淺埋暗挖隧道工程施工經(jīng)常會(huì)受到地質(zhì)條件以及施工環(huán)境因素的干擾，造成了隧道工程出現(xiàn)地質(zhì)塌陷問題，嚴(yán)重的情況下會(huì)直接影響到公路隧道工程的整體施工質(zhì)量和施工安全性。對(duì)此工程施工單位展開了全面的分析和研究，在工程正式開始施工之前，對(duì)施工區(qū)域范圍內(nèi)的隧道施工地質(zhì)條件進(jìn)行了有效的勘查，并且對(duì)常見的隧道施工所造成的地表塌陷問題進(jìn)行了分析，同時(shí)采取了相對(duì)應(yīng)的解決控制策略來加以保障。

1 淺埋暗挖隧道施工引起地表塌陷的主要原因

1.1 隧道施工力學(xué)條件的變化

由于淺埋暗挖法是隧道工程施工當(dāng)中的重點(diǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)，也是操作技術(shù)比較復(fù)雜的環(huán)節(jié)。在實(shí)際的施工過程當(dāng)中會(huì)受到不同施工變量因素的影響，因此在隧道的仰拱初支施工完成之后，需要對(duì)工程施工的整體質(zhì)量進(jìn)行有效的檢查，如果出現(xiàn)質(zhì)量不符合施工規(guī)定的位置需要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，有效保證整個(gè)隧道結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。如果在施工過程當(dāng)中洞頂覆蓋土層厚度相對(duì)較薄，將會(huì)直接改變隧道施工的剪應(yīng)力的施工條件，針對(duì)隧道周邊的土壤結(jié)構(gòu)以及隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性形成不良的影響，土壤結(jié)構(gòu)受到影響會(huì)出現(xiàn)地基整體承載力不足，進(jìn)而造成了隧道工程施工出現(xiàn)地表坍塌等不良問題。

1.2 隧道開挖方式影響

在開展公路隧道工程施工過程中，隧道周邊圍巖壓力大小會(huì)隨著施工進(jìn)程的向前推進(jìn)而出現(xiàn)相應(yīng)的變化，主要表現(xiàn)為形成、破壞、恢復(fù)這一個(gè)循環(huán)重復(fù)出現(xiàn)。在實(shí)際的施工過程當(dāng)中，當(dāng)隧道預(yù)留核心土開挖達(dá)到特定值的條件下，對(duì)隧道工程進(jìn)行開挖會(huì)直接影響到隧道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的土體質(zhì)量，當(dāng)達(dá)到地基基礎(chǔ)極限承載力條件下，會(huì)造成地表坍塌等不良問題[1]。

1.3 深孔注漿加固程度不夠

在公路隧道施工過程中，如果隧道內(nèi)部的注漿孔注漿范圍較小，通過使用超前小導(dǎo)管預(yù)注漿或者超前管棚施工或者是水泥漿在擴(kuò)散之后無法有效止水等，會(huì)直接影響到隧道工程的整體加固施工。在針對(duì)隧道施工孔進(jìn)行注漿加固過程中，沒有做好加固工作和止水工作，造成了設(shè)計(jì)工作存在一定的誤差。比如，在針對(duì)超前導(dǎo)管進(jìn)行注漿施工過程中沒有有效調(diào)整注漿施工標(biāo)準(zhǔn)，主要表現(xiàn)現(xiàn)注漿施工的速率和材料消耗的總量沒有進(jìn)行嚴(yán)格的控制，造成了注漿效果無法達(dá)到預(yù)期的施工標(biāo)準(zhǔn)。

2 淺埋暗挖隧道施工地表塌陷問題的控制對(duì)策

2.1 加強(qiáng)隧道工程地表水的科學(xué)截排

在淺埋暗挖隧道工程施工過程中，很容易會(huì)造成地表出現(xiàn)不良的坍塌事故，分析這一問題的主要原因是因?yàn)樗淼拦こ淌┕ぃ径荚谝恍┑貏?shì)相對(duì)較緩的區(qū)域來加以開展。比如地表區(qū)域或者是地下水含量相對(duì)較高的區(qū)域來進(jìn)行施工，如果隧道周圍的土體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了大量的空隙，會(huì)直接造成地表水快速的滲透到周圍的土壤內(nèi)部，直接造成了隧道工程出現(xiàn)一定的滲透問題，在公路隧道工程進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，需要對(duì)隧道工程地表水節(jié)排系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，需要有效結(jié)合周圍的實(shí)際施工條件以及環(huán)境條件來進(jìn)行規(guī)劃。通過設(shè)計(jì)出管超前排水系統(tǒng)，有效的引出地表水可以控制地表水的滲透量，降低地表水對(duì)隧道工程施工所產(chǎn)生的不良影響，提高了淺埋暗挖隧道工程施工的安全性和穩(wěn)定性。

2.2 加強(qiáng)隧道施工的超前支護(hù)

在運(yùn)用淺埋暗挖法對(duì)隧道工程進(jìn)行短開挖施工，施工過程中主要是通過導(dǎo)管來進(jìn)行泥漿灌注施工，要運(yùn)用水泥漿的施工壓力來促進(jìn)土體相互之間的滲透和融合作用，以此來形成一個(gè)完整的網(wǎng)狀防護(hù)結(jié)構(gòu)。在整個(gè)注漿網(wǎng)完全凝固之后，在土壤層的表面形成了強(qiáng)度較高的加固層，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤進(jìn)行有效的加固處理，保證土壤周圍結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)提高了土壤的整體支撐強(qiáng)度。在進(jìn)行鋼拱架的施工過程中需要設(shè)置出格柵鋼架結(jié)構(gòu)，通常情況下漁獵核心土開挖法，對(duì)隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行土體的開挖處理，相關(guān)施工人員需要針對(duì)隧道工程施工當(dāng)中的超前支護(hù)結(jié)構(gòu)加以明確，選擇針對(duì)性的挖掘機(jī)設(shè)備來挖出相應(yīng)的輪廓線，并且對(duì)核心區(qū)域環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)留，為后續(xù)的工程施工打下良好的基礎(chǔ)。在針對(duì)臺(tái)階開挖施工當(dāng)中，必須要嚴(yán)格控制隧道臺(tái)階的實(shí)際施工高度，減小施工作業(yè)面臨空高度。如果在這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)施工問題，施工人員必須要馬上停止施工進(jìn)行修復(fù)，完成這一環(huán)節(jié)施工之后才可以進(jìn)行后續(xù)的封閉性混凝土噴射作業(yè)，保證工程的施工質(zhì)量符合工程的實(shí)際施工標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2.3 加強(qiáng)隧道下臺(tái)階短開挖管理

當(dāng)隧道下臺(tái)階開挖施工進(jìn)入到后續(xù)的施工環(huán)節(jié)之后，需要重新選擇更加恰當(dāng)?shù)耐诰蚴┕し椒▉砑右员Ｕ稀Ｊ紫龋枰淼阑A(chǔ)結(jié)構(gòu)來進(jìn)行短挖掘處理，然后再針對(duì)隧道兩側(cè)邊槽來進(jìn)行短開挖施工，相關(guān)施工人員需要在隧道的中心點(diǎn)設(shè)置出一個(gè)預(yù)留平臺(tái)，防止隧道工程出現(xiàn)不良的挑空問題，有效提高隧道工程的支撐安全性。通過采取全斷面法、臺(tái)階法以及環(huán)形開挖預(yù)留核心土的開挖方式，不斷提高開挖工作的整體效率和質(zhì)量。如果具體工程施工過程中需要經(jīng)過房屋建筑地帶，需要對(duì)施工地表進(jìn)行相應(yīng)的灌注加施工。通常情況下需要選擇水泥材料來進(jìn)行使用，對(duì)施工區(qū)域范圍內(nèi)巖石條件進(jìn)行有效的加固處理，有效降低隧道工程地表塌陷的概率，同時(shí)也保證了施工區(qū)域范圍內(nèi)周圍居民的居住環(huán)境安全。在實(shí)際的施工過程中，相關(guān)施工單位通常情況下會(huì)直接選用垂直注漿施工的方法，對(duì)隧道重點(diǎn)區(qū)域來進(jìn)行灌漿處理，如果在注漿施工當(dāng)中垂直方向存在不良的障礙，可以使用斜向注漿的操作方式來對(duì)隧道進(jìn)行注漿施工，有效保證注漿施工的整體效率和施工質(zhì)量。

2.4 改善土體特性

在隧道工程的實(shí)際施工中，為了有效保證隧道工程地表結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，需要采取有效的加固措施來加以保障，防止隧道工程地表出現(xiàn)不良的塌陷問題。比如，可以通過向土壤當(dāng)中加入固化劑或者其他添加劑的方式，改善隧道技術(shù)結(jié)構(gòu)的土壤特性，對(duì)地基土壤進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，從而對(duì)土壤容易出現(xiàn)塌陷的位置來進(jìn)行有效的加固處理，通過這種施工方法主要的優(yōu)勢(shì)在于隧道挖掘施工當(dāng)中，會(huì)保證隧道形成一個(gè)天然的拱形結(jié)構(gòu)，可以對(duì)整個(gè)隧道工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性起到良好的改良作用，并且還可以提高基礎(chǔ)土壤層的穩(wěn)定性。除此之外，在針對(duì)地表土壤的改善工作中，可以通過注漿施工的方法來有效改善土壤的內(nèi)部構(gòu)成條件，可以依照實(shí)際的環(huán)境施工狀況，從中選擇出相對(duì)應(yīng)的注漿方法以及注漿材料來加以使用。比如，可以通過注入各種外部添加劑等材料，有效提高地表土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而對(duì)整個(gè)工程施工打下了良好的安全保障。

3 結(jié)束語

綜上所述，在隧道工程施工過程當(dāng)中，淺埋暗挖隧道工程施工法必須要對(duì)地表塌陷問題進(jìn)行有效的控制，工程施工單位針對(duì)不同的施工地質(zhì)條件和環(huán)境條件，提出相應(yīng)的地表塌陷控制措施，有效保證后續(xù)行車的安全性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)工程施工單位良好的工程效益。