浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

张腾蛟

（四川公路桥梁建设集团有限公司， 四川 成都 610200）

0 引言

浅埋暗挖法是依据新奥法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，隧道开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合配套施工技术。在实际施工期间，由于各种因素的影响，会诱发施工所处地段的地表出现塌陷事故，事故的发生除了会影响施工进度以外，还有可能造成人员伤亡，所以应当采取针对性加固措施，切实保障好施工区域的稳定性。

1 成因分析

1、勘测结果缺乏准确性

勘测结果不准确，是施工期间导致地表塌陷事故发生的主要原因之一。对浅埋暗挖隧道工程而言，所需要勘测的长度较长，而开展全面勘测工作所需要大量的时间，会对后期施工进度造成影响，所以在实际开展勘测作业的过程中，工作人员可能会对部分未勘测地段的地质信息进行预判，而根据预判结果设计出来的施工方案，在实施的过程中可能会产生误差，导致加固效果受到影响，进而致使隧道的表层出现塌陷事故[1]。

2、加固措施不到位

加固措施不到位，是提高地表塌陷事故发生概率的主要因素。施工人员在采取加固措施的过程中，没有根据地段的特性，，或者考虑到季节上的差异，而采取统一的加固措施，会提高施工地表塌陷事故发生的概率。就加固措施而言，诱发地表塌陷的原因有两个：其一，是所浇筑混凝土的厚度过大，或者支护设施摆设的位置不合理，由于隧道内壁的受力不均，进而导致塌陷事故发生；其二，则是由于施工人员缺乏对季节性的认识，在雨季没有搭建相应的截排水设施，导致雨水流入施工区域土体的缝隙当中，随着施工区域的土体松动，造成地表塌陷事故的发生。

2 地表塌陷控制措施

采取有效的控制措施，才能够切实降低地表塌陷对隧道施工的影响，对于施工团队而言，要重视对细节的把控，有效降低施工期间地表塌陷事故发生的可能性。

2.1 完善截排水工程建设

浅埋暗挖隧道施工工程工期一般较长，而工程现场本身的地势较低，在雨季来临的时候，容易造成积水，而对大面积积水的清除作业无法在短时间内完成，会诱发地表塌陷事故。所以，需要从预防措施入手，通过完善截排水工程建设，保障地表水可以通过截排水系统被排出[2]。

在完善截排水工程建设期间，首先需要对施工现场进行系统的勘测作业，从地质环境、降水趋势等方面，汇总信息，对施工区域地表水的分布情况进行预判。在勘测作业开展的过程中，施工人员要有效利用仿真模拟软件，对施工区域进行模拟化分析。和人工勘测结果相比，软件分析得出的结果更为准确。然后，施工人员要围绕预判的结果，搭建相应的截排水工程，在低洼处搭建水渠和排水坡，确保地表水流经低洼处的时候可以被排出。此外，为了保障截排水系统正常运行，施工人员要定期检查系统运行的情况，定期对排水渠进行清洁作业。

2.2 超前支护

设置超前支护结构，同样是降低浅埋暗挖隧道施工期间地表塌陷的蛀牙措施之一，该措施也是目前常用的预防措施之一，可以实现良好的预防效果。

对于浅埋暗挖隧道施工工程而言，超前支护可以确保施工区域的土体保持在一个极高的强度，施工人员先要在挖掘出台阶轮廓线，并在预留核心土之后，开始挖掘凹槽。在挖成之后，施工人员要将混凝土浇筑至施工区域。为了切实提高超前支护的质量，一方面需要注意挖掘作业期间，对台阶高度的把控，施工人员要借助电子仪器实时监测台阶的高度，确保所挖凹槽的高度一致。另外一个方面，施工人员要精准把控所浇筑混凝土的厚度，如果厚度过大，会对隧道造成负担，容易诱发地表塌陷事故的发生，而厚度过小的话，可能导致施工区域的土体无法达到一个良好的加固效果。对施工人员而言，在浇筑完工后，要确定所浇筑混凝土的高度是否在设计标准以内。在挖掘作业期间，为了保障隧道具有一个更好的加固效果，需要架设格栅钢架，并将格栅的尾部和小导管的尾部焊接起来。而为了切实提高格栅钢架的加固效果，施工人员要把控好两个格栅之间的间距，确保两个格栅之间位置的误差在0.5cm 以内[3]。

2.3 优化下台阶开挖施工方案的确定

下台阶开挖施工方案的选择，同样诱导地表塌陷事故发生的因素之一，能够根据施工区域的不同，制定合适的施工方案，能够有效降低地表塌陷事故发生的概率。

在实际施工的过程中，需要对施工区域地表的环境进行系统的检测工作，如部分工程会经过民房地段，针对该地段的施工方案，应当充分考虑隧道上地表的承载力，除了土层以外，还包括房屋的重量。所以在正式施工中，要预先进行支护，施工人员要在施工区域设置梅花形的锚杆，并借助格栅钢架对施工区域周围的土体进行加固。而在对施工区域进行注浆作业的过程中，同样要对注浆的方式进行优化，如果在施工隧道的垂直方向当中存在障碍物的时候，应当选择钻斜注浆的方式来对隧道表面的土体进行加固。此外，在浇筑混凝土的配比上，也要根据浅埋暗挖隧道工程的实际特征，适当调整混凝土中各个原料的占比，确保隧道的强度得到保障。

对下台阶开挖施工方案的优化，可以最大限度的提升隧道工程的加固效果，切实降低地表塌陷事故发生的概率。不仅如此，通过优化施工方案，还可以提高浅埋暗挖隧道工程的施工效率。

2.4 合理把控浇筑混凝土的量

浅埋暗挖隧道施工期间，通过向隧道内壁浇筑混凝土起到固定效果是主要的加固措施之一。为了实现更好的加固效果，需要进一步合理控制所浇筑混凝土的量。一方面，要重视栈桥运输的质量，施工人员要关注所运输混凝土是否发生形变，以及混凝土中是否存在有较大的杂质。另外一个方面，施工人员要严格按照前期设计的浇筑厚度进行浇筑作业，需要切实把控好混凝土的厚度。

3 结束语

根据浅埋暗挖隧道工程的特征，采取具有针对性的加固措施，才能切实有效的降低地表塌陷事故发生的概率。对于施工人员来说，从实地勘测工作开始，就要重视对勘测工作质量的把控，出于对勘测效果的考虑，要借助现代化地质设备对施工区域进行勘测，而在支护作业中，要深入分析施工区域的地质结构，根据受力分析结果，严格把控支护设施之间的间距，确保支护设施所设置的位置准确，且受力均匀。而在浇筑混凝土的时候，要注意监测所浇筑混净土的厚度和施工方案一致，在施工结束后要进行系统的测量工作，并记录测量结果。