浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析与控制

曾英军

摘 要：当前我国城市交通压力越来越大，出行人口也越来越密集，尤其是城市上班交通上下高峰拥堵期更是司空见惯，为缓解交通压力，减轻人们出行负担，城市在进行各种天桥架设工程的同时，还会采取浅埋暗挖隧道施工来扩大交通通行潜力，然而后者在施工过程中容易引起地表塌陷，从而给城市交通建设造成恶劣的影响和严重的经济损失。因此该文主要对引起地表塌陷的工程施工地表沉降地质状况进行分析，然后提出了有效预防控制地表塌陷的施工技术和措施。

关键词：浅埋暗挖 隧道施工 地表塌陷 分析 控制方法

中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（b）-0072-01

在我国城市地下施工工程中，目前较为普遍和广泛的就是工程暗挖施工，里面包括盾构法和浅埋暗挖法，后者适用于含水松散层底层状况下，依照新奥法原理来实施。浅埋暗挖隧道施工贮备量测多、支护强、管超前；开挖短、注浆严、封闭快等特点，其中超前支护能够预防围岩松弛坍塌，从而确保其掌子面稳定，而导管超前支护后进村压住砂浆，填充到会周围岩石空隙并形成强度高的壳体，能够增加隧道围岩自我稳定性。为降低其地下围岩松弛性，必须要多次开挖、一次注浆，其浅埋松软层施工时要具备牢固的、刚度强的支护，预防开挖初期变形现象。采用台阶法施工方法，台阶过长会易导致变形，因此就要对其围岩采取临时仰拱封闭措施，开一环、闭一环，有利于掌握隧道施工动态，确保施工支护承载性满足要求。可以说浅埋暗挖隧道施工必须要经常量测其围岩和底层数据，及时掌控工程地质概况，并严格做好所有预防控制措施，这样才是确保该工程顺利开展完工的前提和关键。

1 浅埋暗挖隧道施工地表沉降分析

一般城市地下浅埋暗挖隧道施工会因其埋深浅，施工导致地层位移并使得地表沉降，这也会导致其工程围岩产生变形，这种现象主要就是因为隧道施工过程中影响了其围岩的稳定性，地层结构也会受到破坏损失，然后剪切破坏过大岩土体再自行固结就会导致地表塌陷和沉降。除此之外，部分工程地层含水量多，施工就会引起孔隙水压力过大，导致其周围土地变形，地层排水固结引起地表沉降，当然地层发生位移变化也会引起地表结构沉降。因此浅埋暗挖隧道施工过程中不管采取何种施工工艺和操作方法都难能避免地表沉降、移动和变形。虽然影响地表变形和沉降因素众多，然而其沉降变形大小却与施工方法、支护结构、埋深以及断面范围尺寸密切相关，同时也与自身水文地质状况有关。因此，在相关工程施工过程中就要妥善采取科学的开挖、支护、注浆、衬砌、排水施工，结合施工实际状况采取有效施工技术措施，这样才能够有效控制预防地表塌陷事故。

2 预防地表塌陷有效技术措施和方法

结合浅埋暗挖隧道施工技术环节和容易引起地表塌陷的关键点，就要从细节做好所有预防施工，做好以下几个施工内容：

第一，科学截排工程地表水。一般浅埋暗挖隧道施工工程地势都较低，尤其是隧道浅埋段地表更是汇水集中地，再加上围岩破碎地表水渗透的加剧，工程施工期间就会淤积大量水，因此就要填充夯实其工程地表缝隙，并做好方向对外的排水坡和沟渠，这样就能够有效使得地表水排出去，能够防止地表水影响隧道施工，还能够避免地表水渗入影响并软化隧道围岩。

第二，超前支护施工。一般地下工程在其浅埋暗挖地段普遍采用双层超前小导管，将水泥浆液注入到其导管中，隧道内土体就能够在高压力浆液挤压下，与其土体压裂区不断相互渗透融合，最后形成浆脉网络，最后凝固后就会硬塑黏土，能够约束土体，使得其周围嗣岩结构更稳定，强度更高，更抗渗。

第三，设置格栅钢架支撑结构，采用核心土进行掏槽开挖。一般可采用短台阶隧道开挖方法，并做好其超前支护结构，然后就可以借助小型挖掘机沿着规定台阶来开挖轮廓线，预留核心土实施掏槽开挖施工。该施工环节必须要严控台阶高度，并对欠挖部分进行人工修整，完毕后立即喷砼封闭，要死的其喷砼厚度符合设计标准和要求。掏槽开挖好后就可以科学架设格栅钢架支撑，确定格栅间距并借助角钢、槽钢、螺栓等零部件连接使得其形成整体，最后焊接其格栅与小导管尾部，为提高格栅钢架强支撑性和稳定性，还要在其拱脚部位增设锁脚锚杆和喷砼，综合提高其稳定性和可靠性。

第四，下台阶开挖施工。隧道开挖到一定程度就要采取下台阶开挖方法，先拉中槽，然后两侧跳槽马口开挖。开挖中槽时要预先流出两侧空间平台，避免掉拱，两侧马口开挖时，要做好挂网喷砼初期支护、格栅钢架架接支护，锚杆布设梅花型。在隧道穿越民房地段，其地表也要借助水泥、水玻璃液浆注浆使得其周围松散围岩能够胶结，减少地表沉降，改善隧道围拱稳定性，确保地面房屋和隧道工程安全。为了减少注浆对周围围岩的影响，可以采取垂直钻进注浆方法，先钻注浆孔并放置注浆管，然后借此进行围岩注浆，如果垂直方向有房屋障碍物，可以钻斜注浆孔和注浆管来施工。

第五，仰拱、衬砌施工。实施仰拱和衬砌混凝土施工也是为了确保开挖面和其支护结构的稳定性。仰拱施工要注意每次灌注量和灌注施工后仰拱和开挖面的范围距离，施工过程中其运输要采用栈桥，这样能够减少施工对地面的影响。衬砌施工也要科学根据其与开挖面范围距离尽早闭合衬砌使其呈环状，有利于整体分散受力，确保其结构稳定。

第六，测量监控。在浅埋暗挖隧道施工过程中，要随时注意地表环境、围岩状况、地层地质信息、施工质量和支护结构变化等状况，这些都离不开测量监控，只有随时掌握这些动态信息数据，才能够根据反馈信息优化支护结构和施工工艺，也有利于及早发觉施工隐患，确保施工质量和施工安全。

3 结语

总而言之，浅埋暗挖隧道施工虽然会不可避免出现地表沉降和地层移位等现象，再加上地表周围建筑物和众多地下管道影响限制，隧道施工就更要严谨，施工工艺和施工要求也就更严格，因此合理依据地表地质状况和其沉降规律进行研究预测就颇为重要。虽然当前城市隧道浅埋暗挖都不深，但是也要小心注意各项技术标准和支护架设要求，只有结合预测信息，确保各项施工质量和支护结构达标，才能够有效防止地表塌陷状况，确保施工队伍和相关人民生命安全。

参考文献

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