盾构隧道与明挖基坑施工相互影响与处理措施解析

李 靖

（江西有色建设集团有限公司，江西 南昌 330000）

现代社会建设发展的当下，我国公路交通运输网络日渐完善，公路交通呈现出四通八达的发展态势。公路隧道作为我国公路交通重要的建设内容之一，公路隧道施工技术的成熟，展现着我国公路工程施工水平的进步。盾构技术手段在公路隧道建设当中运用较为成熟，并且已经成为我国公路隧道最为常用的一种施工手段。

1 盾构隧道与明挖基坑施工内涵概述

1.1 盾构隧道内涵

盾构隧道作为一种隧道施工手段，上世纪末融入到了我国隧道工程施工当中。随着盾构技术日渐成熟，我国盾构隧道施工技术从矩形隧道施工领域慢慢延伸到了任意截面隧道施工与多元化的盾构施工开发应用当中。盾构隧道施工法是一种机械化施工手段，通过暗挖施工的形式，将盾构机械设备在隧道施工面中推进[1]。在实际开展盾构隧道施工时，会利用盾构外壳和管片来支撑隧道四周岩壁，以便于避免隧道施工过程中出现坍塌问题。在掘进开挖隧道时，通过切削装置来对土体、山体掘进，利用挖土机将山体、土体送出，利用千斤顶在后部进行加压，并且拼装预制混凝土管片，从而实现隧道施工。盾构隧道施工手段非常适合软土地基、山体施工，对公路隧道施工带来了强大技术手段。因为盾构隧道施工技术的机械化水平较强，不仅可以提升施工效率，而且还可以确保隧道工程科学完整性，解决了隧道施工当中软土、软的施工难题。

1.2 明挖基坑施工内涵

明挖基坑施工手段是基坑施工当中最为常用的技术手段，适用于地形有利、地质条件较好的隧道工程。在实际开展明挖基坑施工时，会先开展基坑挖掘或者堑壕,再开展边墙后拱圈，并严格开展衬砌施工和防水施工，最后对洞顶进行回填。在施工条件允许的情况下，若边坡暂时稳定便可以利用带边坡的基坑堑壕[2]。明挖基坑施工手段在开展施工时具备优势和缺点，针对优势来说，其施工技术相对简单，施工便捷、安全，是隧道工程施工的首选。针对缺点来说，明挖基坑施工手段对周围影响相对较大，很容易对盾构隧道工程造成安全质量威胁。

2 盾构隧道与明挖基坑施工相互影响

2.1 水位变动影响隧道形变

在开展明挖基坑施工时，会对周围水位造成影响，在周边水位变动之下，很容易改变隧道外壁受力状态，在水位变化和受力状态变化的作用下，会造成隧道形变。在实际开展施工是，可以通过增量法以及全量法，对明挖基坑施工导致的水位变化进行分析，探寻出对盾构隧道的形变影响。针对增量法分析时，应该分析把控盾构隧道周边水域水位变化对隧道外壁造成的压力，注重水位变化之后的造成的影响。针对全量法来说，若已经掌握了盾构隧道周围水分地质情况、明确底层分布的基础上，可以运用全量法分析手段，对地下水位变动对盾构隧道造成诸多影响进行科学分析预测[3]。例如，针对某公路隧道工程来说，水位下降2m，对隧道外壁造成最大弯矩影响为71kN·m、最大轴力影响为610kN；水位下降4m，对隧道外壁造成最大弯矩影响为87kN·m、最大轴力影响为708kN。在明挖基坑施工时，因为需要对深层次的挖掘施工进行分析，必然造成水位变动。那么在分析水位时，可以结合具体水位变化，通过渗流分析得出实际水位变动结构，并且明确不同水位对的隧道外壁最大影响。

2.2 侧向土压力影响隧道形变

明挖基坑施工过程中会导致周边图层的侧向位移，很容易对周边盾构隧道的外壁土层压力带来影响。针对此种问题来说，一般都是通过现场勘测的手段，对侧向土压力变化进行分析，采用现场测量或者数值计算明确侧向土压力对盾构隧道产生的影响。当水位下降2m时，就应该对不同侧向土压力状态之下的隧道外部受力影响进行计算。一般情况下，侧向土压力值对于隧道结构的弯矩值将会产生较大影响[4]。盾构隧道外壁所收到的侧向土压力由静止状态转变为主动状态时，那么其弯矩值也会随之增加，增加率高达143%。若隧道外壁的侧方土压力开始进入到主动状态之后，其结构弯矩力约为170kN·m，除去所受到的永久荷载分项系数影响，则相应的弯矩值为126kN·m、弹性弯矩数值为125kN·m，则会造成盾构隧道管片出现崩裂问题，直接影响盾构隧道的安全效率和安全水平。

2.3 超载负荷影响隧道形变

明挖基坑施工时，因为土体承载力变化，很容易导致隧道上方建筑物承载力出现超负荷现象，这一部分的复合承载力会传送到下方图层，造成隧道外壁承载力受到一定程度影响。例如，某公路盾构隧道附近上方为高层建筑，随着时间推迟，超载负荷通过筏板传递到下方土层，受到筏板、桩基等作用的影响，导致整个隧道结构出现严重形变。所以在明挖基坑施工的过程中，也容易土体荷载能力带来影响，从而盾构隧道外部的侧向土压力释放会对隧道内部结构受力带来直接影响。

3 盾构隧道与明挖基坑施工相互影响的处理措施

3.1 严格做好地质监测与信息反馈

在实际开展明挖基坑施工的过程中，针对土体加固以及连续墙施工作业的过程中，因为会对土体产生一定的影响，所以应该考虑到盾构隧道外壁形变位移等问题。针对此种问题来说，必须要在明挖基坑施工开展之前，对施工情况、地质情况、水文情况等各项内容开展详细分析，实施监测隧道变形以及内部结构受力情况。在开展明挖基坑施工时，应该严格按照明挖基坑施工规范，严格对相关施工作业操作规范进行严格把控。严格按照施工规则、施工规范，及时勘测盾构隧道形变情况，最大程度上展现出明挖基坑施工的优势，将明挖基坑隧道的缺陷将至最低。

3.2 强化隧道养护、防治水平

明挖基坑施工最大的缺陷便是对周围环境的影响相对较大，即使将明挖基坑施工缺陷降至最小，但是对周围环境仍然存在一定程度的影响。那么为了确保盾构隧道的实际安全和应用质量，除了优化明挖基坑施工水平之外，还应该关注盾构隧道形变产生危害之后的影响。我国对于盾构形变后产生的影响关注度相对较低，相关研究报告也相对较少[5]。那么我国相关领域工作人员，应该加大对隧道加固施工、渗水防治等工作的研究分析，并且提出行之有效的控制办法，以便于对明挖基坑施工人员开展施工计划打下良好基础保障。

3.3 提升明挖基坑施工加固技术质量

加固施工环节是明挖基坑施工当中不可或缺的重要环节，直接决定了对盾构隧道影响水平。在开展施工加固环节，应该积极开展技术创新，优化施工方案。考虑到施工地质环境、水文条件，避免大范围开挖造成的沉降。可以通过地下连续墙法施工，确保基坑施工顺利开展。此外，还应该做好坑壁支护、施工防排水。通过木支撑支护配合锚杆支护，结合实际情况选择钢板桩，若基坑规模较大，那么则可以开展土层锚杆支护。针对施工防排水来说，在基坑开挖之前，应该拦截地表水，结合水文地质条件选用集水泵、井点降水、钢板桩围堰、压浆堵水等手段，科学开展防排水工作。通过高质量的明挖基坑施工手段，全面降低对盾构隧道不良影响。

4 结语

总而言之，明挖基坑施工工程数量也的不断增多，很容易对周边盾构隧道产生较大影响，并且使其出现形变，直接影响公路隧道日后使用安全性。为了保障盾构隧道安全性与质量，就应该结合明挖基坑施工的实际情况，严格做好地质监测与信息反馈。强化隧道养护、防治水平并提升明挖基坑施工加固技术质量，展现出我国隧道施工的发展水平，促进我国隧道施工科学发展。