刘荣贵 姚新华 曾宪群
长沙市公路桥梁建设有限责任公司 410007
摘要：随着经济发展，通过暗挖隧道的方式进行地下交通等建设也成为交通事业中必不可少的一部分。基于此，本文针对暗挖隧道施工在地层沉降、爆破施工对路桥的影响以及底层变形与桥桩位移的相互影响这三个层面，阐释暗挖隧道施工与路桥构筑物之间的影响关系，并为其建设中降低不良影响提出了参考意见。
关键词：地下交通；暗挖隧道；路桥；地表沉降
引言：
在我国很多城市，地下隧道已经成为缓解交通压力的重要手段，地铁也成为一种具有一定普及度的交通方式。暗挖隧道施工时建设这些交通设施的重要手段，同时也会对周边的路桥环境造成一定的影响，只有了解影响的原因，从设计到施工都注意到建设风险的存在，才能够有效保证整体的施工活动能够控制在安全的范围之内。
1.暗挖隧道施工桥桩沉降机理分析
1.1地层沉降机理
一般来说底层沉降分为三种情况，首先是正常情况下在可以控制的范围之内发生的底地层沉降，这种情况是由于在考察过程当中地质条件或者是施工的具体参数都受到了一定误差值影响，但是这种影响并不会对施工工作或者是周边的已有建筑物造成较大的影响。其次是非正常的地层损失，这种损失是由于施工错误的操作所产生的，进而会引发地表沉降局部特性。最后是灾害性的地层损失，这种损失对于桥桩所造成的危害是最大的，如果在施工过程当中遇到了紧急状况，比如地层水压过大，就会发生事故造成严重损失。有关于暗挖隧道过程中可以利用一下的公式，运用高斯分布函数还有PECK预测公式对暗挖隧道所产生的地表沉降现象进行预测活动：
其中：S（x）指的是在隧道中心线以外在x处所测量出的地表沉降量数值，而Smax指的则是在隧道的中心线位置附近，地层因为损失而产生沉降的最大量，x指的是隧道中心线到测量位置之间的距离，i指的是沉降槽宽度系数，最后Vi指的是整体隧道在每个单位长度下，地层损失的具体数值。
1.2爆破施工对路桥的影响
爆破工作是在隧道施工中不可避免的一项工作，而爆破工作中产生的对于构筑物的影响来源于两个方面，一是构筑物自身所带有的一定动力特性，二是由于爆破工作进行时所产生的爆破地震波，所以针对爆破施工影响路桥构筑物稳定的研究必须首先要针对爆破地震波的自身性质开展。所谓爆破地震波的影响就是在爆破过程中由于体波和面波两种波通过介质的传播，并且作用到了构筑物之上。爆破地震波主要分为以下形式，如图1所示。
图1 爆破地震波分类
岩石受到了爆破的作用，就会在内部发生结构的破坏与改变，这样能够有助于接下来的建设工作，并且破坏的掩体也能够作为工程中所需要进行材料。但是在爆破的同时，由于爆破波的影响也使得地表的桥桩构筑物等受到了极大的反应。爆破活动对于路桥构筑物的负面影响主要分为三个方面：一是直接引起了路桥构筑物的体系破损，一般来说这种情况都是由于在设计方案中或者是爆破工作实际操作过程中缺乏有关的数据推算而导至，爆破工作中如果在数值或者是原理方面出现了偏差，那么可能就会对桥桩构筑物体系造成直接的影响，甚至会影响到周围群众的生命财产安全[1]。二是在进行爆破工作中，起到了对于桥桩构筑物破坏的加速作用，这种现象产生的前提条件是桥桩构筑物本身已经具有一定的裂缝或者是损坏，质量并不能够达到上佳，爆破工作也加剧了其损坏的速度，甚至催化了其质量安全问题的产生。三是在路桥构筑物的地基上，由于受到了爆破波的影响，从而产生了不同程度的损坏，这样是一种间接引起构筑物破损的情况。以上三种情况都是在实践当中可能存在的，并且由于地震波在不同的环境之下所产生的威力具有差别，因此需要通过爆破波模拟分析研究工作对其进行精确化的测量与预测工作。
1.3地层变形与桥桩位移的相互影响
底层变形还会和桥桩的位移产生互相作用的效果，在暗挖隧道施工过程当中会因为土地的数量以及位置变动而产生一系列的土层活动，这些活动都会对施工工作以及周边居民生活、基础设施稳定造成影响，并且在这种情况之下，桥桩路基与土层是直接接触的，因而也会产生必然的关联。在这种情况之下，桥桩与周边的土地所产生了脱离状况，也就使得本有的侧摩擦阻力消失不见，桩基不再受到了周边土层侧摩擦力的支撑，同时也就将全部的重量都集中在了桩端这一点上。如果桩端所受到的压力变得极大，那么就会产生比较大的剪力以及弯矩。如果在隧道轴线下方恰好的路桥构筑物的桩端，那么也就表明隧道内的土体变化也受到了桩端的影响，这时会有桩体沉降变形作为土层变化的主要形式。所以在进行隧道开挖工作的过程当中必须要根据土体自身的变坏情况，关注相关的桥桩位移，如果位移较大立即停止施工并进行矫正，防止出现后续的各种恶劣后果，例如桩身变形、土地变形等。
2.降低暗挖隧道施工对路桥构筑物的影响手段
针对以上所提出的在暗挖隧道过程中，周边的路桥构筑物所受到的不良影响，有效地降低手段就是从施工前以及施工中各项工作的规范性入手。首先在施工之前，就需要针对这项施工工程制定相关的施工风险管理体系，将路桥构筑物可能会受到的威胁纳入其中，并根据每一种威胁的性质归纳出解决措施，例如爆破工作等[2]。其次是在施工之前针对该地的地质情况以及基础设施分布进行对应的风险预测，设想出可能发生的状况做出准备，这样也能够在很大程度上有效降低相关的风险产生可能性。针对风险进行预测也是施工准备工作中必不可少的一环，防止在风险发生时没有有效应对措施。最后是在施工中掌握好开挖以及衬砌工作，开挖是整体隧道建设的重中之重，严格遵守设计方案防止超挖现象，并且保证衬砌工作的质量水平。
结论：
总的来说，在进行地铁建设或是其他种类的隧道暗挖工作的过程当中，了解施工活动对路桥构筑物的影响十分重要，从不同的层面看，暗挖隧道施工对于路桥构筑物的影响也是不同的，涵盖了地层的沉降以及变形等多个方面，以及爆破活动等，都会对路上造成一定的影响，只有了解具体的影响才能够有效在施工中进行风险的管理。
参考文献：
[1]李泓桥. 隧道暗挖施工对临近桥梁桩基础的影响及加固措施探讨[D].广州大学，2016.
[2]张涛. 暗挖隧道施工对路桥构筑物的影响效应分析[D].大连海事大学，2016.
论文作者:刘荣贵,姚新华,曾宪群
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/26
标签：构筑物论文; 隧道论文; 桥桩论文; 地层论文; 工作论文; 地震波论文; 是在论文; 《防护工程》2018年第10期论文;