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摘要：在我国城市地下管线施工工程中，浅埋暗挖法是普遍的用法，由于其适用于含水量大且地质松散的地表，并且依照新奥法的原理来施工，大大减少了地下施工的多种不便，所以此方法广受欢迎，但是由于其施工过程中会降低地下岩石的坚硬性，有时甚至会造成多次开挖的情况，更甚若处理不当就会造成地表塌陷状况，毁坏周围建筑和危及周围民众的生命安全。
关键词：浅埋暗挖；隧道施工；地表塌陷；控制策略
当前，浅埋暗挖施工在我国热力管道建设施工中应用较多，如浅埋暗挖法、盾构法等。对浅埋暗挖隧道施工而言，有着贮备量测多、支护强、管超前、开挖短、注浆严以及封闭快等特点。为解决地下围岩松弛问题，需增加开挖次数，在浅埋松软层施工过程中支护刚度要强，并且牢固，避免开挖初期出现变形问题。因此，在浅埋暗挖隧道施工中要将围岩与底层数据准确测量出来，了解工程地质情况，将各种防范措施做到位，这样才能为工程的正常进行提供有力保障。
1 工程概况
某热力隧道位于市区内，隧道覆盖层较薄，自稳能力差，易形成地表下沉塌陷。该隧道为马蹄形隧道。长宽为3.6mX2.5m;设计荷载:公路－II级。隧道预支护采用大管棚、小导管注浆、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土、钢格栅拱架作为初期支护，二次衬砌采用模筑混凝土。隧道开挖采用环形开挖预留核心土法施工，有利于及时施作拱部初期支护以加强开挖工作面稳定性，核心土以及下部开挖在初期支护的保护下进行，环形开挖进尺不宜太长，一般环形开挖进尺为1.5～1.0m左右，不宜过长。隧道浅埋段开挖主要经过粘土层与风化层，拱部上方的1.1m，为风化层，围岩表现为上软下硬状态，围岩透水性很强。隧道施工过程中，在开挖到20m时，出现了地表塌陷现象。
2 地表塌陷产生原因
2.1地层条件
(1)处在粘土层下方的淤泥粉土分布十分广泛，厚度在0～4.6m范围内，局部还夹有粗质砾砂与细质砂。该层的土层属于欠固结土，灵敏度为中等水平，工程稳定性相对较差。(2)淤泥层和粘土层的下方存在风化层，有较好的渗透性，且工程所在区域的地下水埋深很浅，如果施工中未进行针对性处理，将产生流砂或管涌等问题。(3)隧道洞身处在风化基岩当中，洞顶上的局部风化岩在水的作用下稳定性降低，砂层在渗流方向上容易产生运移现象。(4)工程内地层的物理性质检测结果为:地层实际含水量偏大，砂石含量大，且大多表现为松散的形态。此外，地层中还分布大量细砂砾，地层整体表现为散粒体，施工中排水会对粉细砂砾造成严重冲刷，促进地层发生变形，对工程施工造成影响。(5)工程地层的微结构扫描结构显示:粉砂颗粒的构成不够均匀，粒径为0.05～0.5mm不等，状态松散，几乎不存在胶结物，横断面上存在大空洞，在产生渗流现象后，细小的颗粒容易被水流带走填补孔洞，使得地层产生较大位移;砾砂颗粒的粒径以0.6mm为主，存在一部分较大的颗粒，纵断面结构有少数空隙。
2.2施工条件
(1)施工过程中地质的超前预报不够深入，对有几率产生的问题未能给予足够的认识，塌陷事故产生在浅埋段注浆加固区，如果在注浆加固区中预留充足的保护空间，并切实做好地质预报，完全能有效防止塌陷产生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)隧道内注浆加固范围较小，注浆孔的间距过大，使得浆液在扩散以后无法形成连续的止水环，不能发挥止水作用;此外，隧道设计选用超前小导管注浆，但由于区域内的地下水较为丰富，实际渗漏现象严重，小导管作用有限，导致施工面产生管涌。(3)隧道洞身上方地面沉降监测不到位，没有对深层次的地层沉降进行监测，由于洞口上方地面同属工程结构，具备一定刚度与强度，如果地表以下的地层产生较大变形，必然会对地面稳定性造成影响，所以单对地面状态进行监测是远远不够的，导致在产生沉降后未能采取有效措施进行处理，错过了最佳的塌陷事故防控时间。
3 塌陷控制方法及应用
3.1进行超前支护施工
在施工的时候采用地层加固措施对隧道进行及时的支护非常重要，同时也是防治地表塌陷的核心。应该要尽量增加支护的覆盖范围，对于一些重点地带要做好针对性的支护工作，提前预防塌陷的发生。一般情况下，工程注入水泥浆的时候大都会使用双层超前小导管，隧道内的土体在水泥浆注入导管中的时候就会随着高压力浆液的挤压作用与其土体压裂区的缝隙不断相互渗透融合，最后凝固成硬塑粘土。
3.2采取仰拱、衬砌的施工方法
为了有效确保开挖面和其支护结构的稳定性，在进行施工的时候可以通过采取仰拱和衬砌混凝土的施工方法来达到目的。在每次施工的时候都要严格控制并保持灌注量和仰拱与开挖面的安全距离，科学根据仰拱与开挖面的距离来尽早的闭合衬砌，使其呈环状，这样能够有利于分散整体受到的重力，使受力更加均匀，从而达到整体结构更加稳定的效果。与此同时，其周围围岩结构也能够保证更加稳定，强度也会更高，更能够抵抗水的渗透。施工的时候使用栈桥运输的方法能够有效减少施工对地面产生的不利影响。
3.3采用格栅钢架支撑结构和下台阶开挖施工方法
无论是核心土还是短台阶隧道的开挖方法，都要提前做好超前支护工作。对于任何一条隧道来说，在开挖到一定程度的时候就要采用下台阶开挖的方法，也就是先挖中槽，再挖两侧跳槽。在挖中槽的时候要为两侧预留空间，以保证压力拱不受破坏;在开洞口马头门的时候，要做好格栅钢架和挂网喷混凝土双重支护。做好科学的架设格栅钢架支撑，然后再将格栅固定在导管上，以提高相应的支撑性和稳定性，与此同时还要在其拱脚部位增设一些锁定设施，这都能够有效提高稳定度。另外为了减少注浆对岩石周围的影响，可以使用垂直注浆的方法。总之就是尽量减小对周围围岩造成的压力。
3.4严格进行测量监控
施工过程中往往会忽视地质超前预报工作，或者预报不准确，这样无法对地表结构的状况和变化进行精准的判断，往往一开工就会造成地表的剧烈变化。不能准确掌握地质情况，就会导致深孔注浆的时候加固范围不够，出现死角，那么在浆液扩散之后也就不能达到止水和加固地层的目的，所以在浅埋暗挖隧道施工过程中，要随时对洞内和地表进行检查观测，时刻注意地表环境和周围岩石状况。减少检测的时间间隔，增加检测的次数，随时掌握地层变形和支护结构变化、地表地质等信息的具体变化的详细情况，对这些动态信息数据实时详细的掌握，才可以根据其反馈的信息来加强支护结构，可以及时发现施工过程中的安全隐患并立刻采取有效地处理措施，大大避免和减少了地表塌陷的发生。
4 结论
总之，在浅埋暗挖隧道施工过程中，必然会引起地表沉降、底层移位等问题，加之受到地表周围建筑物、地下管道等影响，要求施工更加严谨，并对施工工艺提出更严格的要求。对此，施工前要掌握地表地质情况，认真研究并预测其沉降规律。虽然现阶段高速公路隧道浅埋暗挖均不深，但是也要严格遵守相关技术标准与支护架设要求，保证施工质量与支护结构符合标准。这样才能真正避免引起地表塌陷，提升工程施工质量，减少经济损失。
参考文献
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[2]李将来.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制[J].四川建材，2016，（03）：190-191.
[3]曾英军.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析与控制[J].科技创新导报，2015，（05）：72.
论文作者:李涌
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/8
标签：隧道论文; 地表论文; 地层论文; 围岩论文; 结构论文; 工程论文; 导管论文; 《防护工程》2017年第14期论文;