摘要：随着对城市隧道建设对地标建筑物的影响研究越来越重视，我们进行了相关研究究。主要从两个方面进行分析，一是分析了城市隧道建设对地标建筑物的影响主要是由于隧道暗挖工程造成的，二是阐述了城市暗挖隧道工程对地标建筑物的具体影响，以期实现在城市隧道建设过程中对地标建筑物的合理保护。
关键词：城市隧道建设；地标建筑物；影响
一、城市隧道建设相关概述
城市隧道建设对地标建筑物的影响主要体现在城市暗挖隧道工程对地标建筑物的影响。城市暗挖隧道工程是在岩土体内部进行的，无论其埋深大小，开挖施工不可避免地将扰动地下岩土体，使其失去原有的平衡状态，而向新的平衡状态转化，隧道在开挖过程中由于地层物质的被挖出，自洞室临空面向地层深处一定范围内地层应力将发生调整，宏观表现为地层物质的移动与变形，这一范围波及到地表，形成施工沉降槽。施工沉降槽可能严重影响地面沉降和塌陷，从而导致道路路面破损、地下已有管道破坏以及建筑物、构筑物的损坏，这些问题严重影响人民生命财产安全及工程的建设，并造成严重的经济损失和社会影响，因此，城市中进行隧道施工时，采取有效措施来减小变形，以使地表房屋、道路、管线等不至造成损害，生态环境不至恶化。这就必须要研究隧道施工所引起的地表沉降，并对隧道施工所引起的地表沉降提出较为可靠的控制方法。
二、城市暗挖隧道工程对地标建筑物的影响
隧道开挖是一个动态的过程，开挖过程中伴随着地层应力状态的改变，并造成地层的损失，而周围土体在弥补地层损失过程中又产生了地层和地表的位移与变形。隧道开挖引起的地表沉降及变形对周围建筑物的损害表现为：
2.1地表沉降损害
如下沉量较大，地下水位又较浅时，会造成地面积水，不但影响建筑物的使用，而且使地基土长期积水，强度减低。
2.2地表倾斜损害
地表倾斜对高度大而底面积小的高耸建筑物影响较大，它使得高耸建筑物的重心发生偏斜，引起附加应力重新分布，建筑物的均匀荷重将变成非均匀荷重，导致建筑物结构内应力发生变化而引起破坏。
2.3地表曲率损害
建筑物因地表弯曲而导致的损害是一种常见的开挖损害形式，这种损害与地基本身的力学性质有关，更主要的与开挖引起的地表变形有关。由于曲率使得地表形成曲面，严重时会出现屋架或梁的端部从墙体或柱内抽出，造成建筑物倒塌。
2.4地表水平变形损害
地表水平变形有拉伸与压缩两种，它对建筑物的破坏作用很大，尤其是拉伸变形的影响，建筑物抵抗拉伸变形的能力远小于抵抗压缩变形的能力，压缩变形使墙体产生水平裂缝，并使纵墙褶皱，屋顶鼓起。
2.5其他损害
实际上，隧道开挖对于建筑物的破坏作用，决不是只受单一种类的地表变形的影响，往往是几种变形同时作用的结果。隧道施工期间影响地表沉降的因素很多，地表移动和变形的大小不仅与隧道的埋深、断面尺寸和施工方法、支护方式有关，而且受地层条件的影响，由于人们环保意识的不断增强，对于在城市市区隧道施工引起的地表位移与变形及其对周围环境影响的正确预计便显得十分必要和重要。
三、城市隧道建设对地标建筑物的影响对策
3.1隧道洞内措施
1）全断面注浆配合30m长管棚注浆加固地层。
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2）开挖过程控制，严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、快封闭、勤量测、早成环、环套环”的施工原则；保持开挖错距，避免群洞效应造成地层沉降过大；上台阶/导洞施工时及时施做锁脚锚管并严格注浆，控制钢拱架的整体沉降；下台阶/导洞开挖时及时支护，减少上部结构的无支护时间，以控制总体沉降量；钢拱架和格栅拱架分段进行施工时，接头处采取隔离保护措施。
3）双层初期支护，在隧道穿越试验楼施工阶段，洞内支护增设一层分块浇筑二次衬砌以控制地层变形，监测发现，由于该层二次衬砌无法及时浇筑，地层变形并没有得到很好的控制，后来改为双层初期支护，即在第一层型钢拱架喷混凝土施做后，在继续开挖的同时再施做一层格栅钢架喷混凝土，并加强初支背后回填注浆，地层变形控制效果显著。
4）注浆控沉技术措施：①隧道初支背后回填灌浆；②围岩裂隙注浆堵水；③仰拱底部注浆加固：在施作仰拱时，预留φ42mm注浆小导管，在仰拱强度达到设计强度时及时进行底部加固注浆。
3.2地表注浆加固
地表注浆加固能够提高房屋基础下地层的承载力，将建筑物条形基础转变成类阀板基础，地表注浆均采用袖阀管施工工艺以保证注浆效果。地表注浆加固的施工过程分为以下4个阶段。
1）竖向止浆帷幕，房屋小里程一侧采用2排旋喷咬合桩作为止浆帷幕。房屋大里程一侧采用4排竖直注浆孔作为止浆帷幕，梅花型布置。房屋左侧设置两排竖直注浆孔为止浆帷幕。房屋左侧止浆墙与房屋前后止浆墙相连形成封闭区。
2）房屋基底注浆预加固，在房屋前后两侧和左侧施作三排注浆孔对房屋基底进行注浆加固。为了使房屋基底地层得到充分加固，三排注浆孔分别采取不同的角度和深度。
3）动态跟踪注浆，动态跟踪注浆是在隧道开挖过程中，根据开挖施工引起建筑物沉降量的大小，进行实时注浆，填补地层中的孔隙，以控制沉降并为抬升注浆提供条件。动态跟踪注浆顺序按“从沉降最大处开始，至较小处结束；沉降量大的地方多注浆，沉降量小的地方少注浆；多次反复进行，控制流量、压力和抬升速度；采用多台设备对称施工”的原则进行，并根据监测情况适时进行，当房屋沉降速率达到0.7mm/d或累计沉降量超过20mm时，应对房屋进行补偿注浆及时抵消房屋的沉降量，使房屋的沉降量和差异沉降始终在可控范围内，同时单次最大抬升值控制在3mm以内。
d）工后房屋抬升，隧道开挖施工通过后，可通过跟踪注浆孔进行抬升注浆，控制房屋的沉降量和差异沉降。地面抬升注浆和洞内注浆相结合，以房屋沉降监测值为控制标准，使其围绕稳定值小幅度波动，同时单次最大抬升量达到2～3mm即应停止注浆。
3.3其他措施
1)优化结构单元，建立土体和隧道的实体模型，更加接近实际受力情况。
2)考虑不同的建筑物:①开展隧道施工对砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构及筒体结构的影响;②开展隧道施工对高层及超高层建筑物的影响;③开展隧道施工对单个建筑物和建筑群的影响;
3)考虑不同的隧道:①开展单线隧道、双线隧道对上覆建筑物的影响;②开展不同角度隧道对上覆建筑物的影响;③开展不同施工方式的隧道队上覆建筑物的影响。
总结
近些年来，我国城市隧道建设发展迅猛，隧道下穿建筑物情况越来越多，开展隧道施工对建筑物影响的研究具有重要的现实意义。希望今后能够加强现场监测、室内模型试验，建立成熟的隧道施工对建筑物影响的安全性评价标准，从而对施工起到指导作用。
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论文作者:王正宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/9
标签：隧道论文; 建筑物论文; 地表论文; 注浆论文; 地层论文; 房屋论文; 地标论文; 《基层建设》2019年第16期论文;