关键词:浅埋暗挖;隧道施工;地表塌陷;控制
1 浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷情况分析
1.1 地层移动造成的地表塌陷
两车道(断面小)隧道洞口段为V级围岩及断层破碎带,岩体裂隙发育,岩石抗压强度低,结合本隧道按设计采用开挖方式三台阶开挖法进行,因洞口段岩土体覆盖层薄并受地表植被、自然风化、地层岩性等影响,稳定性差,隧道开挖施工时往往对于地表的影响较大,一旦出现地表塌陷的情况就会造成较为严重的后果,导致隧道施工的安全性和围岩稳定性降低,同时也会对周边建筑物和车辆通行的安全造成一定的影响。在浅埋暗挖隧道的施工过程中,对围岩造成扰动,尤其是在进行隧道周边的岩土体施工时,会因为岩土体本身存在的支撑力小使地层出现移动的情况,导致土体产生较大的塌陷现象,这也就是底层移动造成的地表塌陷情况,也是在进行浅埋暗挖施工之中必须进行重点分析的地表塌陷类型。另外,在地下水水位较浅或者进行含水层的施工作业时,隧道施工往往会对地下水水位造成较大的影响,使含水层之中的水分产生扰乱并重新分配的情况,对岩土体承载能力进行改变,也会导致较为严重的地表塌陷情况。也就是说,在浅埋暗挖隧道施工之中,采用的施工方法和技术手段,都会对地下岩土体造成严重的影响,产生地层的位移,而如果在作业过程之中,选用的技术手段和施工方法不够科学和严谨,就会加剧地层位移的情况,最终出现较为严重的地表塌陷现象。如果施工地点的岩土体自承力不足,或者施工地点的岩土体支护方法不够合理,就会造成较为严重的地层位移情况,进而引发地表塌陷的问题。
1.2 地下水的控制手段不够合理
在进行浅埋暗挖隧道施工时,往往会由于地下水水位处理手段不够合理而引发地表塌陷的现象。浅埋暗挖法应用在隧道施工作业中,必须对于地下水的分布情况和实际信息进行深入的调研和分析,并根据地下水的埋藏情况制定合理的防护手段和控制措施。然而在实际施工过程中,往往对于地下水水位的判断不够科学和精准,缺乏行之有效的控制手段,从而造成严重施工问题的发生。如果地下水的控制手段不合理,很容易导致流沙以及管涌等多种施工问题。另外,浅埋暗挖隧道施工引发的地表塌陷问题,往往也与施工建设地点的岩土体有着较为密切的关联性,尤其在一些南方地区,其地下岩土体中杂质含量较高,淤泥性质土含量较为丰富,其渗透性较好,然而固结能力却存在着一定的不足,如果在施工过程之中没有对这些土质进行有效的处理,就会导致淤泥质土层失去有效的保护措施,造成淤泥土的塌陷情况,最终引起地表塌陷情况的产生。
2 浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷控制措施
2.1 施工方案设计合理
(1)在隧道主体结构进行设计时,需要考虑到使用年限和耐久性问题,使隧道的强度和稳定性得到保障,对隧道使用情况进行全面的分析,并制定出相应的维护管理方案,使得隧道的设计更加完善。
(2)在选择隧道施工的材料和技术时,需要考虑到浅埋暗挖的特点,在保证环境、安全的基础上,结合隧道使用的技术性和经济性,管控好施工成本,降低隧道施工过程中由于技术和材料问题而导致地表出现塌陷的风险。
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(3)隧道安全施工的前提就是需要保证施工方案的合理性,在对隧道进行设计时,需要考虑到施工现场的实际情况,遵循尽量少占地、避开不良地段原则,从而实现对隧道的整体规划。在设计施工方案时,还需要将细节和支护参数结合起来,协调优化好不同地质情况的支护方法,更好的体现施工安全性和经济性。此外,还需要收集、整理好隧道施工的数据信息,不断对设计方案进行优化,使得隧道施工更加完善。
2.2 开展台阶开挖施工
在进行隧道施工时,需要使用台阶开挖方式进行施工,将中槽拉伸后,开挖跳槽马口。在进行中槽开挖时,需要留出一定空间,如果出现掉拱现象可以及时进行处理。在对两侧马口进行开挖时,需要检查锚杆布设、挂网喷射混凝土支护等情况,保证质量结构稳定后方可进行后面的相关工作。隧道穿越软弱地层时,需要对地表进行注浆加固,从而将地表沉降导致地表塌陷的可能性降至最低,确保隧道的安全。
2.3 注重支撑结构设置
施工人员需要做好超前支护工作,并与地质信息结合做好隧道边界支护工作。在开挖核心土时,可采用短台阶开发方式进行超前支护设置。施工中需要对台阶进行控制,控制好欠挖区域,设置好喷射混凝土的厚度,再使用钢架格栅进行支撑;将小导管和格栅进行连接,保证格栅结构的稳定性,使隧道安全得到保障。
2.4 改善土体特性
在隧道施工过程中,施工人员会采用一些预防措施对土体进行加固,保证地表的稳定性。这种方式的好处在于对隧道进行开挖中会自然形成拱形结构,将土体特性进行改变,使得土体层的牢固性得到加强。除此之外,还可以使用注浆的方式改善土体结构,注浆的方式较多,如化学注浆、双浆液和纯水泥注浆。施工人员可根据隧道的实际施工情况选择合适的方法。
2.5 及时施工仰拱和衬砌
隧道衬砌和仰拱的施工不能耽误,需要及时进行。为了使隧道支撑和开挖面的稳定性得到保证,在施工中往往使用衬砌和仰拱混凝土技术。施工时需要控制好衬砌砼的灌注量以及开挖面和仰拱之间的距离,并根据开挖面和仰拱的距离进行闭合衬砌。衬砌最好呈环形,可以很好的分散整体重力,保证受力的均匀性,使整体结构更加稳定。以此,使用衬砌和仰拱混凝土技术可以加强周围岩石结构的稳定性,降低水的渗漏。
2.6 进行监控测量
在隧道施工中使用浅埋暗挖技术不可避免会出现地表沉降,由于隧道施工区域可能存在很多建筑物和地下管道,因此,对隧道施工有着严格的要求,需要更加注重地表沉降监测工作,虽然隧道施工中浅埋暗挖技术国内外也有很多相关研究,但使用次数不多,这就需要严格按照浅埋暗挖技术的要求进行施工,保证施工人员的人身安全。
3 结论
简而言之,在我国当前的轨道交通建设施工中,较多地应用了工程暗挖施工,但在进行暗挖隧道施工的过程中,既有可能出现地表塌陷的问题,还有可能被地下管道及周围的建筑物所影响,从而加大隧道施工的难度。故施工企业须对施工工艺严格要求,并以地质状况和沉降的规律为依据进行科学地预测,从而在施工前进行超前预报工作,使暗挖隧道施工时施工质量及人民的生命财产安全得到保证[2]。
参考文献:
[1]李建设.某城市地铁暗挖隧道地表塌陷原因分析及处理技术[J].隧道建设,2017,(4).
作者简介:王哲众,身份证号码:1504301991****0759。
论文作者:王哲众
论文发表刊物:《城镇建设》2019年 24期
论文发表时间:2020/3/4
标签:隧道论文; 地表论文; 情况论文; 岩土论文; 地层论文; 地下水论文; 稳定性论文; 《城镇建设》2019年 24期论文;