东莞市轨道交通有限公司 广东东莞 523073
摘要：城市轨道交通矿山法区间隧道穿越中、微风化岩层多采用爆破的方式进行开挖施工，而隧道位于城市城区难以避免会在建构筑物下方进行穿越，岩层中本身存在的节理裂隙以及爆破施工造成岩层裂隙的发展，会导致基岩裂隙水通过连通至掌子面的渗流通道而流失，如这种地下水的流失造成了地下水位的下降，从而引发地表沉降，还会影响到上方建构筑物的安全。本文对相关工程实例进行了原因分析，并进一步提出预防预控的技术与管理措施。
关键词：风化岩层；矿山法；隧道；爆破；沉降
1工程概况
1.1周边环境概况
某城市轨道交通矿山法区间隧道主要下穿某工业区的大片厂房或商业用房。其中某电子有限公司生产车间位于高速公路的西侧、区间隧道的正上方，该建筑物为4层框架结构楼房，采用桩基础，而根据周边建筑物调查的资料，该楼房的桩长大于30m。
1.2区间隧道设计概况
本段隧道为复合式衬砌结构，采用环形台阶法施工。超前支护为拱部120°范围Ф42mm超前小导管注浆。初期支护采用边墙布置Ф32mm注浆锚管，格栅钢架间距为0.6m，厚度为0.3m网喷C20早强混凝土。二次衬砌为厚度为0.4m的C35、P12模筑钢筋混凝土。根据设计文件的要求，V级围岩隧道拱顶至拱腰范围隧道开挖外轮廓线外扩3m范围内的土层和全风化层进行注浆加固。
1.3工程地质与水文条件
隧道下穿某电子有限公司生产车间的区段，隧道穿越地层主要为<9-4>微风化花岗闪长岩，隧道洞顶以上的<9-4>微风化花岗闪长岩上方，存在<6-6>硬塑状砂质黏性土、<9-1>全风化花岗闪长岩形成的风化槽。隧道场区内地下水主要为第四系孔隙水、基岩裂隙水。第四系孔隙潜水主要赋存于冲洪积砂层（中砂<3-10>）中。基岩裂隙水主要赋存于岩石强风化带的下部及中等风化带<9-3>中，基岩裂隙水中径流途径主要在强风化岩裂隙间，径流途径较好。岩体的节理、裂隙发育地带，地下水相对富集，透水性相对较好。
2建筑物沉降变形状况
2.1险情经过
在矿山法隧道开挖至该电子有限公司生产车间前，施工单位已对该车间建筑物四周进行地表钻孔花管注浆加固。当隧道开挖至该建筑物下方时，隧道内掌子面岩体结构稳定，但局部存在岩体裂隙的掌子面位置和成型的隧道初支结构存在较大渗水现象。随着开挖施工的进展，生产车间发生明显的不均匀沉降变形，墙体出现较多裂缝，建筑物的倾斜变形还影响到生产车间精密加工机床的使用，其生产受阻造成了一定的经济损失。
2.2抢险应急措施
施工单位在隧道开挖至该电子有限公司生产车间前起，一直采取对建筑物四周地表注浆加固措施，在隧道开挖通过期间，采取了加强监测跟踪注浆措施，隧道内采取注浆止水措施，但对建筑物的沉降控制效果并不明显。
3建筑物沉降变形原因分析
（1）<6-6>硬塑状砂质黏性土、<9-1>全风化花岗闪长岩风化槽为地下水汇集区域，隧道爆破开挖过程中，爆破产生的震波对围岩造成扰动导致了岩层裂隙的进一步发展，地下水沿着裂隙通道下渗，造成隧道掌子面和初支结构出现渗漏现象。同时<6-6>硬塑状砂质黏性土、<9-1>全风化花岗闪长岩等地层失水造成地下水位下降，表现为地表沉降。
（2）采用地表注浆加固的方式，只能达到对建筑物局部基础位置的加固，而未能彻底解决地层失水而造成整体下沉的问题。
（3）对基岩裂隙水进行封堵比较困难，难以达到对地下水渗漏通道完全封堵的效果，故止水效果不佳。隧道开挖过程中地下水持续流失，造成建筑物呈现持续沉降，直至累计沉降量较大。
因此，地下水渗漏造成地层失水而施工现场未能采取有效的止水措施控制地下水流失是造成隧道上方建筑物发生较大沉降变形的主要原因。
4结论
在对本次建筑物沉降变形事件的原因进行探究、分析的基础上，总结出针对同类工程的几点措施建议，具体如下：
（1）在工程设计阶段，应根据工程地质与水文条件特性、矿山法隧道爆破开挖的特点等，制定如超前帷幕注浆等地下水处理措施。
（2）在隧道开挖期间应施作超前探孔，判断水流方向，确定岩体裂隙发育程度和发育位置，并可利用超前探孔进行注浆止水。
（3）对于封堵基岩裂隙水，在注浆止水的材料选择上，建议优先选择超细水泥+水玻璃作为注浆材料，尽量采用高浓度浆液配合比。
5预防预控措施
（1）施工期间应加强以安全风险控制为目标的现场巡视，重点关注对于矿山法隧道下穿、侧穿建构筑物或地下管线的现场有否实施预加固措施，如有应关注加固施工质量与效果。隧道开挖通过期间，应重点关注监测数据的变化情况、建构筑物是否存在开裂、倾斜等变形情况。
（2）对于采用爆破开挖的隧道，尚需要关注爆破震动对其周边建构筑物或地下管线造成的影响，应严格控制装药量、起爆时间差以及爆破震速等施工参数，降低震波对周边环境造成的影响。
（3）当建构筑物或地下管线沉降变形达到黄色预警值（数值达到或超过监控量测控制值的70%）时，应加强现场巡视频率（如至少每周需要巡视一次），对该建构筑物或地下管线的沉降变形状况进行密切关注。
（4）当建构筑物或地下管线沉降变形达到红色预警值（数值达到或超过监控量测控制值或实测变化率出现急剧增长）时，应重点关注该建构筑物或地下管线的沉降变形状况及其可能引发的安全风险，加强现场巡视频率（如每隔1～2天需要巡视一次）。
（5）当建构筑物或地下管线累积沉降变形超出红色预警值且结合工况考虑存在引发风险事情的可能性时，应立即通报相关风险信息，可由建设单位组织并督促相关参建单位实施对建构筑物或地下管线的应急保护或抢险措施，并对相关措施的落实情况及其有效性持续跟踪至险情解除。
参考文献
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[4]李丰果.深圳地铁暗挖区间隧道施工技术[M].北京：中国铁道出版社，2015.2
论文作者:刁圣明
论文发表刊物:《基层建设》2016年第34期
论文发表时间:2017/3/21
标签：隧道论文; 裂隙论文; 建筑物论文; 基岩论文; 地下水论文; 措施论文; 管线论文; 《基层建设》2016年第34期论文;