浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

赵原野

中交隧道局第四工程有限公司

浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

赵原野

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在浅埋暗挖隧道施工中，地表常常会出现塌陷问题，对整体的施工质量和施工进度产生了严重影响。因此在浅埋暗挖隧道施工中需要加强对各种因素的控制，有效的避免出现地表塌陷问题。本文主要是对在浅埋暗挖隧道施工中导致地表出现塌陷的原因，以及加强浅埋暗挖隧道施工地表塌陷的控制措施两个方面做出了详细的分析和研究，这对在浅埋暗挖隧道施工中防止出现地表塌陷问题具有重要的参考价值，能够有效的提高其经济效益和环境效益。

浅埋暗挖；隧道施工；地表塌陷；原因分析；控制措施

在隧道施工中，会在一定程度上扰动周边的岩土体，降低其稳定性，导致地层出现变形问题，一旦地表出现塌陷问题的话，就必然会严重影响着地下管线正常使用和地面建筑物安全，会对人们的生命财产安全产生威胁，产生不良的社会影响。在近几年来，各个地区都逐渐加大隧道施工的数量和规模，导致地表塌陷事故频发，因此整个社会都需要加强重视。

一、在浅埋暗挖隧道施工中导致地表出现塌陷的原因

（一）地质方面的原因

在浅埋暗挖隧道施工中，常常会由于浅埋深度的原因造成地层发生位移，进而引发周边岩体土出现变形，形成地表塌陷。导致这一现象出现的原因主要是因为在施工过程中破坏了岩体土原有的稳定性，在后期剪切过程中岩土体结构收到破坏后就会自行结固，引发地表沉降。另外在施工过程中，地层位移、地层排水固结、孔隙水压力过大等因素，都会造成底层结构沉降，其原因主要是由于土层中含水量过高[1]。这也就表示，在隧道施工过程中地面出现塌陷具有一定的不可控性。在具体施工中，水文地质情况、断面范围尺寸、浅埋深度、支护结构、施工方法、沉降变形大小等情况，都会导致地表出现沉降、变形以及塌陷问题。

（二）施工方面的原因

除了地质方面的原因会造成地表塌陷，施工状况也会在一定程度上产生影响。在浅埋暗挖隧道施工过程中，如果出现地表塌陷问题的话，一般之前都会有一些征兆，因此建筑施工单位通过有效的超前预报，就能够很好的避免造成严重影响。比如在洞内深孔注浆加固区域、旋喷加固区域周边施工的时候，需要在边界位置采取相应的预报措施。但是在实际施工的过程中，建筑施工单位常常会忽视这一方面的工作，即使也采取了相应的预报措施，也仅仅只是表面工作。另外在洞内深孔注浆加固施工的过程中，有时候会由于深度不够、水压过大等问题形成压力拱破坏，导致地表出现塌陷。在发生地表沉降事故的时候，其内在和表面的现象之间是存在一定差异的，因此如果仅仅是单一的检测地表沉降情况的话，是很难全面的掌握整个塌陷情况，进而增加事故影响。

二、加强浅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学性

对于浅埋暗挖隧道施工来说，由于地势比较低，特别在隧道浅埋地段中，在隧道施工过程中由于围岩破碎，导致地表水向地势比较低的位置渗透，自然会聚集大量的地表水。因此，为了顺利的完成隧道施工，有效的排除地表水，避免地表水出现渗透现象。同时还需要对隧道围岩进行软化，将工程地表缝隙进行填充夯实，加强建设沟渠和排水坡。

（二）超前支护施工

在浅埋地段中，使用的主要是双层超前小导管，其工作原理是在导管中注入适量的水泥浆，这样在高压力浆液挤压的过程中，就能够使隧道内的土壤逐步的融合和渗透到土体压裂区，构成浆脉网络之后，最终凝结成硬塑黏土，对土体产生约束作用，提高围岩结构的稳固性和强度，有效的防止地表水渗透[2]。

（三）构建格栅钢架支撑结构

在浅埋暗挖隧道施工中使用短台阶隧道开挖方法的时候，一般常常会有效的结合拆迁支护结构，同时按照设计好的台阶用小型挖掘机挖出轮廓线，将核心土预留好之后进行掏槽开挖施工。另外在喷混凝土封闭施工中，一定要保证混凝土的厚度满足设计标准规范要求，加强对台阶高度的严格控制，如果在开挖施工中没有得到有效施工的话还需要再次进行人工修整。在完成掏槽施工环节之后，为了保证和提高整体结构的稳定性，还需要在适当位置设置格栅钢架支撑结构，利用螺栓、槽钢、角钢等零部件将格栅间距确定下来，并保证其能够构成一个整体，在有效焊接导管尾部和格栅结构之后，并将锁脚锚杆设置在尾部，连接喷混凝土，促进其稳固性进一步加强[3]。

（四）下台阶开挖施工

下台阶开挖施工是浅埋深挖隧道施工的重要环节，主要可以分为中槽开挖和两侧跳槽马口开挖两个步骤，其中中槽开挖的内容主要是将两侧的空间平台事前预先保留，并有效的防止发生掉拱现象；两侧跳槽马口开挖的条件主要是布设梅花型的锚杆、连接格栅结构与支护结构、做好早期支护工作，通过使用水玻璃液浆和水泥浆，来提高周边松散围岩结构进一步固结。在隧道施工中，最关键的就是对围岩的稳定性进行有效改善，并减少地表沉降。通过垂直钻进注浆法来进行围岩注浆，若在施工现场存在房屋等障碍物的话，可以有效的结合注浆管和钻斜注浆孔，最大限度的避免影响周边的围岩。

（五）仰拱和衬砌施工

为了提高支护结构和开挖面的稳定性，在浅埋暗挖隧道施工的过程中需要实施仰拱和衬砌施工。在仰拱施工中，需要加强选择运输方式、开挖面与仰拱之间的距离和范围，这是施工中的重难点。在开挖地面范围内，应该尽可能早的实施的闭合衬砌，并将其保持环状状态，这对整体结构稳定性和衬砌整体受力的提高都具有重要意义和作用[4]。

结语

综上所述，在浅埋暗挖隧道施工中为了避免出现地表塌陷问题，就需要积极的采取针对性的控制措施，来提高整体结构的稳定性。首先需要提高工程地表水截排的科学性，减少地表水对围岩造成侵蚀，进而导致其稳定性降低；其次是需要做好超前支护施工和构建格栅钢架支撑结构，通过支护结构来提高整体的稳定性；最后是在下台阶开挖、仰拱、衬砌施工中，需要加强对施工重难点的控制。

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

[2]陈军.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制研究[J].科技与创新,2016,07:116+118.

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

[4]赵富家.浅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.