淺埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

張騰蛟

（四川公路橋梁建設集團有限公司， 四川 成都 610200）

0 引言

淺埋暗挖法是依據新奧法（New Austrian Tunnelling Method）的基本原理，在施工中采用多種輔助施工措施加固圍巖，充分調動圍巖的自承能力，隧道開挖后及時支護、封閉成環，使其與圍巖共同作用形成聯合支護體系，有效地抑制圍巖過大變形的一種綜合配套施工技術。在實際施工期間，由于各種因素的影響，會誘發施工所處地段的地表出現塌陷事故，事故的發生除了會影響施工進度以外，還有可能造成人員傷亡，所以應當采取針對性加固措施，切實保障好施工區域的穩定性。

1 成因分析

1、勘測結果缺乏準確性

勘測結果不準確，是施工期間導致地表塌陷事故發生的主要原因之一。對淺埋暗挖隧道工程而言，所需要勘測的長度較長，而開展全面勘測工作所需要大量的時間，會對后期施工進度造成影響，所以在實際開展勘測作業的過程中，工作人員可能會對部分未勘測地段的地質信息進行預判，而根據預判結果設計出來的施工方案，在實施的過程中可能會產生誤差，導致加固效果受到影響，進而致使隧道的表層出現塌陷事故[1]。

2、加固措施不到位

加固措施不到位，是提高地表塌陷事故發生概率的主要因素。施工人員在采取加固措施的過程中，沒有根據地段的特性，，或者考慮到季節上的差異，而采取統一的加固措施，會提高施工地表塌陷事故發生的概率。就加固措施而言，誘發地表塌陷的原因有兩個：其一，是所澆筑混凝土的厚度過大，或者支護設施擺設的位置不合理，由于隧道內壁的受力不均，進而導致塌陷事故發生；其二，則是由于施工人員缺乏對季節性的認識，在雨季沒有搭建相應的截排水設施，導致雨水流入施工區域土體的縫隙當中，隨著施工區域的土體松動，造成地表塌陷事故的發生。

2 地表塌陷控制措施

采取有效的控制措施，才能夠切實降低地表塌陷對隧道施工的影響，對于施工團隊而言，要重視對細節的把控，有效降低施工期間地表塌陷事故發生的可能性。

2.1 完善截排水工程建設

淺埋暗挖隧道施工工程工期一般較長，而工程現場本身的地勢較低，在雨季來臨的時候，容易造成積水，而對大面積積水的清除作業無法在短時間內完成，會誘發地表塌陷事故。所以，需要從預防措施入手，通過完善截排水工程建設，保障地表水可以通過截排水系統被排出[2]。

在完善截排水工程建設期間，首先需要對施工現場進行系統的勘測作業，從地質環境、降水趨勢等方面，匯總信息，對施工區域地表水的分布情況進行預判。在勘測作業開展的過程中，施工人員要有效利用仿真模擬軟件，對施工區域進行模擬化分析。和人工勘測結果相比，軟件分析得出的結果更為準確。然后，施工人員要圍繞預判的結果，搭建相應的截排水工程，在低洼處搭建水渠和排水坡，確保地表水流經低洼處的時候可以被排出。此外，為了保障截排水系統正常運行，施工人員要定期檢查系統運行的情況，定期對排水渠進行清潔作業。

2.2 超前支護

設置超前支護結構，同樣是降低淺埋暗挖隧道施工期間地表塌陷的蛀牙措施之一，該措施也是目前常用的預防措施之一，可以實現良好的預防效果。

對于淺埋暗挖隧道施工工程而言，超前支護可以確保施工區域的土體保持在一個極高的強度，施工人員先要在挖掘出臺階輪廓線，并在預留核心土之后，開始挖掘凹槽。在挖成之后，施工人員要將混凝土澆筑至施工區域。為了切實提高超前支護的質量，一方面需要注意挖掘作業期間，對臺階高度的把控，施工人員要借助電子儀器實時監測臺階的高度，確保所挖凹槽的高度一致。另外一個方面，施工人員要精準把控所澆筑混凝土的厚度，如果厚度過大，會對隧道造成負擔，容易誘發地表塌陷事故的發生，而厚度過小的話，可能導致施工區域的土體無法達到一個良好的加固效果。對施工人員而言，在澆筑完工后，要確定所澆筑混凝土的高度是否在設計標準以內。在挖掘作業期間，為了保障隧道具有一個更好的加固效果，需要架設格柵鋼架，并將格柵的尾部和小導管的尾部焊接起來。而為了切實提高格柵鋼架的加固效果，施工人員要把控好兩個格柵之間的間距，確保兩個格柵之間位置的誤差在0.5cm 以內[3]。

2.3 優化下臺階開挖施工方案的確定

下臺階開挖施工方案的選擇，同樣誘導地表塌陷事故發生的因素之一，能夠根據施工區域的不同，制定合適的施工方案，能夠有效降低地表塌陷事故發生的概率。

在實際施工的過程中，需要對施工區域地表的環境進行系統的檢測工作，如部分工程會經過民房地段，針對該地段的施工方案，應當充分考慮隧道上地表的承載力，除了土層以外，還包括房屋的重量。所以在正式施工中，要預先進行支護，施工人員要在施工區域設置梅花形的錨桿，并借助格柵鋼架對施工區域周圍的土體進行加固。而在對施工區域進行注漿作業的過程中，同樣要對注漿的方式進行優化，如果在施工隧道的垂直方向當中存在障礙物的時候，應當選擇鉆斜注漿的方式來對隧道表面的土體進行加固。此外，在澆筑混凝土的配比上，也要根據淺埋暗挖隧道工程的實際特征，適當調整混凝土中各個原料的占比，確保隧道的強度得到保障。

對下臺階開挖施工方案的優化，可以最大限度的提升隧道工程的加固效果，切實降低地表塌陷事故發生的概率。不僅如此，通過優化施工方案，還可以提高淺埋暗挖隧道工程的施工效率。

2.4 合理把控澆筑混凝土的量

淺埋暗挖隧道施工期間，通過向隧道內壁澆筑混凝土起到固定效果是主要的加固措施之一。為了實現更好的加固效果，需要進一步合理控制所澆筑混凝土的量。一方面，要重視棧橋運輸的質量，施工人員要關注所運輸混凝土是否發生形變，以及混凝土中是否存在有較大的雜質。另外一個方面，施工人員要嚴格按照前期設計的澆筑厚度進行澆筑作業，需要切實把控好混凝土的厚度。

3 結束語

根據淺埋暗挖隧道工程的特征，采取具有針對性的加固措施，才能切實有效的降低地表塌陷事故發生的概率。對于施工人員來說，從實地勘測工作開始，就要重視對勘測工作質量的把控，出于對勘測效果的考慮，要借助現代化地質設備對施工區域進行勘測，而在支護作業中，要深入分析施工區域的地質結構，根據受力分析結果，嚴格把控支護設施之間的間距，確保支護設施所設置的位置準確，且受力均勻。而在澆筑混凝土的時候，要注意監測所澆筑混凈土的厚度和施工方案一致，在施工結束后要進行系統的測量工作，并記錄測量結果。