浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

2019-02-20 07:33:49
关键词:围岩注浆导管

罗 勇

铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司 湖北 武汉 430063

引言:浅埋暗挖施工在城市隧道施工中较为常见,由于地质条件、施工条件的复杂性,容易出现地表塌陷的问题。地表塌陷事故的危害性较大,因此需要加强对城市浅埋暗挖隧道施工的有效控制,分析其引起地表塌陷的原因,以提高工程施工的安全性。

1 浅埋暗挖隧道施工造成地表塌陷的主要原因

1.1 工程施工中引起地表塌陷的地质等原因

地表塌陷主要是指浅埋隧道在开挖的过程中对围岩造成扰动,围岩变形后沉降反射至地表而引起的地表塌陷,坍塌严重时会出现冒顶事故。城市浅埋暗挖隧道通常在掌子面及拱顶以上围岩软弱且富水,围岩自稳能力差,开挖后围岩原有平衡状态即被打破,若支护不及时,便表现为下沉、开裂和地表坍塌现象。

1.2 工程施工中引起地表塌陷的施工原因

1.2.1 施工中资料收集不全

城市浅埋暗挖隧道施工过程中,要做好周边管线、建筑物及地质、水文资料的收集整理工作,做好环境调查、超前地质预报。通常在开挖施工中,易在地质不明或者围岩突然变差时出现坍塌事故,同时开挖过程中引起城市老旧地下管线渗水形成储水空腔造成路面塌陷的情况也屡见不鲜。可见,在资料收集不全面的情况下盲目施工,极容易出现地表塌陷问题。

1.2.2 超前支护缺少技术措施和检测标准

常规的超前小导管注浆施工效果实际上并不理想,在不设计止浆墙的情况下进行逐个单孔的小导管注浆,很难达到对松软土体的加固效果。其次对加固程度和止水目标等需要设置一定的参数标准,在参数标准缺乏的基础上,必然会影响注浆加固质量。分析以上造成地表塌陷的原因为超前注浆缺少技术措施和检测标准,难以满足设计的要求[1]。

1.2.3 地层沉降监测不到位

监控量测是指导隧道施工的重要手段,在洞内外变形沉降监测不到位的情况下,极易导致地表塌陷。一般塌陷事故都有一定的征兆和发展过程,若对异常变形进行及时分析处置,可以从很大程度上减小坍塌事故发生的概率。

2 浅埋暗挖隧道施工中预防地表塌陷的有效措施

2.1 支护质量和及时性

围岩较差时,对隧道初支结构稳定性要求较大,支护结构由工字钢、钢筋网、纵向连接筋、锁脚锚杆和喷射砼组成,形成整体受力[2],施工过程中要对钢架连接、落底及锚杆等加强质量控制,避免支护不合格造成支护出现大变形甚至失效,当支护结构变形量超标时,应及时加设临时仰拱抵抗变形,台阶法施工可提前在上台阶钢架上预留临时CRD接口,必要时接上临时竖撑。另外一定要确保开挖后支护的及时性,防止围岩长时间暴露而发生松弛剥落现象。

2.2 双层超前支护

前文已提到的超前小导管在实际施工过程中的注浆加固效果并不理想,但在(超)浅埋地段超前小导管的棚护作用是比较显著的。施工中经常使用到双层超前小导管施工技术,对比长管棚而言,其施工方便,效果明显,可在确保安全的前提下加快施工进度。

2.3 减小地下水的影响

地下水是隧道施工最大的敌人,浅埋隧道受雨季影响尤其明显,浅埋富水围岩开挖施工时坍塌风险极高,通常解决水的影响有以下几个方面:一是在隧道掌子面前方两侧沿线设置井点降水,降水井点深度一般要超过隧道仰拱;二是采用局部帷幕注浆技术,封闭掌子面后沿隧道开挖轮廓线进行注浆,形成2~3m厚的止水加固圈。

2.4 进行地表加固

隧道在超浅埋地段或重要建(构)筑物时,有条件的情况下可在地表进行注浆作业,地表注浆后可以提高隧道上方围岩的稳定性,减少沉降和防止塌陷事故。该环节需要注意的问题是确保注浆参数和方式符合要求,严禁出现因为注浆参数和方式不合理造成性能不达标的情况出现[3]。

2.5 做好环境调查、超前地质预报和监测量测

施工前要对隧道前方地质、水文和周边环境调查清楚,施工过程中实时关注浅埋暗挖隧道施工工程进展情况,对其动态性的数据进行全面的监测。通过地质预报和监控量测,可以及时发现工程施工中存在的安全隐患,防止出现地表塌陷问题。另外,由于隧道监控量测的工作量十分繁重,这就要求施工单位配置足数有责任心和的测量人员。目前很多重难点项目都引进了第三方监测单位,对超前地质预报和监控量测开展独立工作,这非常有利于形成各方数据的印证对比,确保超前地质预报和日常施工监控量测的真实性和准确性。

3 结语

综上所述,隧道交通在城市化不断发展的过程中,隧道开挖工程施工也越来越多。隧道开挖工程在施工过程中,面临着各种各样的施工风险问题。比如,浅埋暗挖隧道施工中最容易出现的地表塌陷问题,会影响隧道施工的整体进度,威胁人们的生命财产安全。因此需要加强对浅埋暗挖隧道施工造成地表塌陷问题的原因分析,根据存在的问题制定针对性的应对措施,从此提高工程施工的安全性。希望通过本文的总结对浅埋暗挖隧道施工有一定的参考性作用。

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