浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及控制措施

浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及控制措施

汤孝阳

身份证号： 41132619900205****

摘要：公路建设是我国基础建设的重要组成部分，其中隧道施工更是重中之重。伴随着工程建设技术与工艺的不断进步，隧道的施工技术也在不断进步，浅埋暗挖隧道施工技术中，最主要的就是控制地表塌陷和控制，地表塌陷会导致海水倒灌，造成严重后果。本文主要通过分析地表塌陷的原因，并找出控制和预防塌陷的措施，以便于浅埋暗挖隧道施工作业的顺利进行。

关键词：浅埋暗挖隧道；施工；地表塌陷；控制措施

引言

快速发展的城市建设、人口扩展，给我国地面带来越来越重的空间压力，当今我国社会发展过程中，城市交通、贸易、停车位、通水、通电等项目的占地问题已经成为了国家发展中的特点问题，城市隧道的开发、地下空间的利用程度也愈来愈高，但是大面积的隧道施工，地底层物质抛到地面，会逐渐改变地质结构，使得洞室临空面向着土体更深处范围进行扩展，并逐渐改变着土地的应力场，从宏观的视角看，我们能够明显的发现，随着底层大量物质的移出，隧道施工引起了大面积的地层变位，并波及到了地表建筑物，造成了大面积的地面塌陷，威胁城市交通安全。随着地面的沉降，形成了施工沉降槽，若是沉降面积、地层变位过大，会直接威胁到城市其他建筑物的安全，和交通系统的正常使用，进而对隧道的整体施工产生影响。因而，针对具体的隧道施工，可以采取类比、计算、对比综合考察的方式，将实际施工情况进行统计、分析，找到相对应的基准值，通过有效的理论分析进行工程过程的检测，并以实时的监测数据为依据，对隧道施工中的暗埋方法进行动态的监督与处理，提升隧道施工的整体效果，达到控制地标塌陷的目的。此外，隧道施工还会影响到岩土体，使得土地结构变形，若是这种变形累积到相应的程度，就会严重威胁隧道施工人员的生命安全，地面塌陷事故的发生造成的危害极大，因而要通过合理的问题分析提出有效的控制方法。

1.浅埋暗挖法在隧道施工中造成的影响

浅埋暗挖法在隧道施工中造成的影响主要体现在掌子面开挖时对前方土体的影响，主要经历以下几个阶段：（1）在掌子面设置距离测点-2-1D（D为开挖跨度、直径），在该范围内，测电针对掌子面的开发产生一定的反应，沉降的深度变化在10%-15%之间，分析产生该种变化的原因，是隧道开挖面的施工，引起了稍微的水土流失，但是现象并不严重，深度变量大约在3.5mm-5.25mm之间；（2）若直径的范围在-1-3D，隧道施工的整体的地表变化就会呈现相对平缓的态势，沉降的变化范围在60%-70%之间，分析其原因是开挖工程的卸荷效应造成，变量值在21mm-24.5mm之间；（3）若设置在3D距离，地表的变化还是比较平缓的，变量范围在10%-15%之间，探索产生这种现象的原因是，结构封闭后，初期支护、二次支护都起到了重要的作用，变化数值也在3.5mm-3.25mm之间；（4）若设置在5D距离，隧道施工过程中的地面沉降的增长速率降低，并逐渐达到沉稳的态势，并以5%的速度变化进行变化，探索产生这种变化的重要原因是隧道开挖对土地、岩体的影响使得隧道环向区域内的岩体应力结构需要重新分配，在岩体、土体结构处于稳定沉降的阶段，变量值大约为1.75mm。但是在隧道的施工现场要根据不同的施工方法、施工环境的不同进行相应的变化测量，从而整体掌握浅埋暗挖法在隧道施工过程中造成的影响。

2.地表塌陷内涵及出现原因分析

2.1地表塌陷现象出现的原因分析

首先，地址信息采集不全，忽视施工预案的作用。浅埋暗挖隧道施工过程中，出现地表塌陷的原因有很多，例如施工人员操作失误、施工环节步骤错误甚至是监督检测的缺失以及环境考察不到位等原因。通常来说，在浅埋暗挖隧道施工开始之前，勘探队要对施工地质信息进行全面而有效的分析，再结合施工的实际情况提前进行预报工作，也就是要在挖掘工程洞内进行注浆工作，提升其整体边界稳定，加强隧道工程的稳固。但是在实际工作中，由于地质信息采集不全面，施工预案做得不到位导致边界稳定性不高，成为后期地表塌陷的诱因。

其次，整个施工过程缺乏有效的监督，而且对于洞内深孔注浆加固也缺乏相应的目标参数，导致达不到预期平衡压力的效果，最终导致地面塌陷现象的发生。最后，在浅埋暗挖隧道施工过程中出现地表塌陷，还有一个重要原因就是对于地层沉降的监测不到位，不能够及时地对地层的真实活动情况和状态进行反馈和汇报，最终导致地面出现变形，导致地表塌陷的发生，这对于工程本身来说也会造成非常恶劣的影响。

2.2地表塌陷内涵

地表塌陷，顾名思义就是受到某种外力所致，导致地表出现下陷、断裂的现象。在浅埋暗挖隧道施工过程中地表塌陷现象对于工程安全以及施工整体来说有非常大的危害，出现地表塌陷的主要原因就是在挖掘过程中压力传递造成的。在施工过程中，隧道高度、跨度以及压力拱高度都会影响整个工程的质量安全，如果缺乏有效的保护和支撑，那么整个隧道在施工过程中就无法达到平衡压力拱状的目的，最终导致地表塌陷现象的出现，不但对工程本身造成损失，甚至还有可能危害施工人员生命财产安全，增加隧道施工的资金成本和时间成本。

3.隧道地表塌陷的控制措施探索

3.1加强隧道施工的超前支护、钢架支撑

在隧道施工的过程中，利用浅埋暗挖法进行开挖，该过程主要是利用双层超前小导管进行水泥浆的灌注，通过泥浆的高压力作用，让已经收到损伤的土体进行相互渗透，进而融合，形成系统的浆状网络。该网络凝固后，能够有效地加固土体，对其进行强有力的约束，使得土体周围的结构更加系统、稳定增加强度。在进行钢架支撑设计时，尤其是格栅钢架结构设置的过程中，隧道挖掘的方法主要采用核心土挖掘法，由工作人员在整体的施工过程中选用实用的超前支护结构，再利用小型的挖掘机进行轮廓线的挖掘，将核心土部分进行预留，并开始进行隧道掏槽开挖工作。在进行台阶挖掘施工的部分，对于隧道台阶的高度要严格进行控制，对于存在问题的部分，工作人员要及时进行修正。该施工阶段结束后，就要开始进行封闭性的喷砼，并控制厚度标准符合安全规范。在隧道掏槽开挖施工后，就要设置好格栅距离、角钢和槽钢的连接，让整个开槽工程成为一个系统。最后再将格栅与超前小导管尾部焊接在一起，增加格栅钢架结构的稳定性，提升隧道工程施工的可靠性、安全性。

3.2科学地引导隧道工程地表水的截排

浅埋暗挖隧道施工易造成地标的坍塌，主要因素为隧道施工都是处于地势较低的地方，比如地表区域、集水区，在这种地势条件过低的状况下，如果隧道周围的岩石出现缝隙，就会加剧地面地表水的渗透速度，并逐渐渗透到隧道工程中。若是在进行隧道施工工程规划的过程中，能够科学地进行隧道工程地表水的截排，利用周围的地势包括排水坡、水渠等系统，将其引出，防止地表水的渗透对隧道施工造成安全性影响，提升浅埋暗挖法在隧道施工中的稳定性。

3.3加强隧道下台阶的施工管理

隧道下台阶的施工进入一定阶段后，就要另选合适的挖掘方法，先挖中槽，然后再从两侧的跳槽入手，隧道施工人员要在槽中建立好留置平台，防止出现掉拱的情况，进行工程安全的支护工作。隧道施工工程若是穿过房屋建筑地段，要进行地表的完善工作，利用水泥、水玻璃液等进行注浆，固定施工地点的围岩，降低隧道地标出现坍塌的概率，降低隧道工程对居民住房环境的整体影响。在进行隧道注浆的过程中，可以采用垂直方法，在特定的位置进行围岩注浆，若是施工垂直方向上存在障碍物，就要通过钻斜注浆口的方式进行隧道注浆。

结语

浅埋暗挖隧道施工方法是施工过程中不可缺少的重要方法之一，施工人员要根据该种方法引起的地表塌陷的问题采取适当的预防措施、施工管理措施，及时解决隧道施工过程中产生的系列问题，提升隧道施工工程的整体质量。

参考文献：

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[2]杨敏.浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制措施探讨[J].江西建材,2017(23):177+180.

[3]郑毅,张子新.浅埋暗挖隧道开挖方式对地层扰动优化分析[J].地下空间与工程学报,2014,10(06):1372-1379.