盾構隧道與明挖基坑施工相互影響與處理措施解析

李 靖

（江西有色建設集團有限公司，江西 南昌 330000）

現代社會建設發展的當下，我國公路交通運輸網絡日漸完善，公路交通呈現出四通八達的發展態勢。公路隧道作為我國公路交通重要的建設內容之一，公路隧道施工技術的成熟，展現著我國公路工程施工水平的進步。盾構技術手段在公路隧道建設當中運用較為成熟，并且已經成為我國公路隧道最為常用的一種施工手段。

1 盾構隧道與明挖基坑施工內涵概述

1.1 盾構隧道內涵

盾構隧道作為一種隧道施工手段，上世紀末融入到了我國隧道工程施工當中。隨著盾構技術日漸成熟，我國盾構隧道施工技術從矩形隧道施工領域慢慢延伸到了任意截面隧道施工與多元化的盾構施工開發應用當中。盾構隧道施工法是一種機械化施工手段，通過暗挖施工的形式，將盾構機械設備在隧道施工面中推進[1]。在實際開展盾構隧道施工時，會利用盾構外殼和管片來支撐隧道四周巖壁，以便于避免隧道施工過程中出現坍塌問題。在掘進開挖隧道時，通過切削裝置來對土體、山體掘進，利用挖土機將山體、土體送出，利用千斤頂在后部進行加壓，并且拼裝預制混凝土管片，從而實現隧道施工。盾構隧道施工手段非常適合軟土地基、山體施工，對公路隧道施工帶來了強大技術手段。因為盾構隧道施工技術的機械化水平較強，不僅可以提升施工效率，而且還可以確保隧道工程科學完整性，解決了隧道施工當中軟土、軟的施工難題。

1.2 明挖基坑施工內涵

明挖基坑施工手段是基坑施工當中最為常用的技術手段，適用于地形有利、地質條件較好的隧道工程。在實際開展明挖基坑施工時，會先開展基坑挖掘或者塹壕,再開展邊墻后拱圈，并嚴格開展襯砌施工和防水施工，最后對洞頂進行回填。在施工條件允許的情況下，若邊坡暫時穩定便可以利用帶邊坡的基坑塹壕[2]。明挖基坑施工手段在開展施工時具備優勢和缺點，針對優勢來說，其施工技術相對簡單，施工便捷、安全，是隧道工程施工的首選。針對缺點來說，明挖基坑施工手段對周圍影響相對較大，很容易對盾構隧道工程造成安全質量威脅。

2 盾構隧道與明挖基坑施工相互影響

2.1 水位變動影響隧道形變

在開展明挖基坑施工時，會對周圍水位造成影響，在周邊水位變動之下，很容易改變隧道外壁受力狀態，在水位變化和受力狀態變化的作用下，會造成隧道形變。在實際開展施工是，可以通過增量法以及全量法，對明挖基坑施工導致的水位變化進行分析，探尋出對盾構隧道的形變影響。針對增量法分析時，應該分析把控盾構隧道周邊水域水位變化對隧道外壁造成的壓力，注重水位變化之后的造成的影響。針對全量法來說，若已經掌握了盾構隧道周圍水分地質情況、明確底層分布的基礎上，可以運用全量法分析手段，對地下水位變動對盾構隧道造成諸多影響進行科學分析預測[3]。例如，針對某公路隧道工程來說，水位下降2m，對隧道外壁造成最大彎矩影響為71kN·m、最大軸力影響為610kN；水位下降4m，對隧道外壁造成最大彎矩影響為87kN·m、最大軸力影響為708kN。在明挖基坑施工時，因為需要對深層次的挖掘施工進行分析，必然造成水位變動。那么在分析水位時，可以結合具體水位變化，通過滲流分析得出實際水位變動結構，并且明確不同水位對的隧道外壁最大影響。

2.2 側向土壓力影響隧道形變

明挖基坑施工過程中會導致周邊圖層的側向位移，很容易對周邊盾構隧道的外壁土層壓力帶來影響。針對此種問題來說，一般都是通過現場勘測的手段，對側向土壓力變化進行分析，采用現場測量或者數值計算明確側向土壓力對盾構隧道產生的影響。當水位下降2m時，就應該對不同側向土壓力狀態之下的隧道外部受力影響進行計算。一般情況下，側向土壓力值對于隧道結構的彎矩值將會產生較大影響[4]。盾構隧道外壁所收到的側向土壓力由靜止狀態轉變為主動狀態時，那么其彎矩值也會隨之增加，增加率高達143%。若隧道外壁的側方土壓力開始進入到主動狀態之后，其結構彎矩力約為170kN·m，除去所受到的永久荷載分項系數影響，則相應的彎矩值為126kN·m、彈性彎矩數值為125kN·m，則會造成盾構隧道管片出現崩裂問題，直接影響盾構隧道的安全效率和安全水平。

2.3 超載負荷影響隧道形變

明挖基坑施工時，因為土體承載力變化，很容易導致隧道上方建筑物承載力出現超負荷現象，這一部分的復合承載力會傳送到下方圖層，造成隧道外壁承載力受到一定程度影響。例如，某公路盾構隧道附近上方為高層建筑，隨著時間推遲，超載負荷通過筏板傳遞到下方土層，受到筏板、樁基等作用的影響，導致整個隧道結構出現嚴重形變。所以在明挖基坑施工的過程中，也容易土體荷載能力帶來影響，從而盾構隧道外部的側向土壓力釋放會對隧道內部結構受力帶來直接影響。

3 盾構隧道與明挖基坑施工相互影響的處理措施

3.1 嚴格做好地質監測與信息反饋

在實際開展明挖基坑施工的過程中，針對土體加固以及連續墻施工作業的過程中，因為會對土體產生一定的影響，所以應該考慮到盾構隧道外壁形變位移等問題。針對此種問題來說，必須要在明挖基坑施工開展之前，對施工情況、地質情況、水文情況等各項內容開展詳細分析，實施監測隧道變形以及內部結構受力情況。在開展明挖基坑施工時，應該嚴格按照明挖基坑施工規范，嚴格對相關施工作業操作規范進行嚴格把控。嚴格按照施工規則、施工規范，及時勘測盾構隧道形變情況，最大程度上展現出明挖基坑施工的優勢，將明挖基坑隧道的缺陷將至最低。

3.2 強化隧道養護、防治水平

明挖基坑施工最大的缺陷便是對周圍環境的影響相對較大，即使將明挖基坑施工缺陷降至最小，但是對周圍環境仍然存在一定程度的影響。那么為了確保盾構隧道的實際安全和應用質量，除了優化明挖基坑施工水平之外，還應該關注盾構隧道形變產生危害之后的影響。我國對于盾構形變后產生的影響關注度相對較低，相關研究報告也相對較少[5]。那么我國相關領域工作人員，應該加大對隧道加固施工、滲水防治等工作的研究分析，并且提出行之有效的控制辦法，以便于對明挖基坑施工人員開展施工計劃打下良好基礎保障。

3.3 提升明挖基坑施工加固技術質量

加固施工環節是明挖基坑施工當中不可或缺的重要環節，直接決定了對盾構隧道影響水平。在開展施工加固環節，應該積極開展技術創新，優化施工方案?？紤]到施工地質環境、水文條件，避免大范圍開挖造成的沉降?？梢酝ㄟ^地下連續墻法施工，確?；邮┕ろ樌_展。此外，還應該做好坑壁支護、施工防排水。通過木支撐支護配合錨桿支護，結合實際情況選擇鋼板樁，若基坑規模較大，那么則可以開展土層錨桿支護。針對施工防排水來說，在基坑開挖之前，應該攔截地表水，結合水文地質條件選用集水泵、井點降水、鋼板樁圍堰、壓漿堵水等手段，科學開展防排水工作。通過高質量的明挖基坑施工手段，全面降低對盾構隧道不良影響。

4 結語

總而言之，明挖基坑施工工程數量也的不斷增多，很容易對周邊盾構隧道產生較大影響，并且使其出現形變，直接影響公路隧道日后使用安全性。為了保障盾構隧道安全性與質量，就應該結合明挖基坑施工的實際情況，嚴格做好地質監測與信息反饋。強化隧道養護、防治水平并提升明挖基坑施工加固技術質量，展現出我國隧道施工的發展水平，促進我國隧道施工科學發展。