浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷及控制对策

发表时间:2020/6/16   来源:《城镇建设》2020年07期   作者: 李亚虎
[导读] 加强对浅埋暗挖隧道施工地表塌陷问题的原因分析,采取相应的控制对策是至关重要的,这对保障公路隧道工程的质量安全有着重要的意义。
        摘要:由于浅埋暗挖隧道施工技术具备施工简便、经济性高的特点,在现阶段的公路隧道工程中得到了广泛应用,但因为其在施工过程中会受地质条件、施工环境等多种因素的影响,导致地表塌陷的问题频频发生,严重影响到公路隧道工程的施工质量,损害施工单位的经济效益。为此,加强对浅埋暗挖隧道施工地表塌陷问题的原因分析,采取相应的控制对策是至关重要的,这对保障公路隧道工程的质量安全有着重要的意义。
        关键词:浅埋暗挖;隧道施工;地表塌陷;控制对策
        引言
        因而,针对具体的隧道施工,可以采取类比、计算、对比综合考察的方式,将实际施工情况进行统计、分析,找到相对应的基准值,通过有效的理论分析进行工程过程的检测,并以实时的监测数据为依据,对隧道施工中的暗埋方法进行动态的监督与处理,提升隧道施工的整体效果,达到控制地标塌陷的目的。此外,隧道施工还会影响到岩土体,使得土地结构变形,若是这种变形累积到相应的程度,就会严重威胁隧道施工人员的生命安全,地面塌陷事故的发生造成的危害极大,因而要通过合理的问题分析提出有效的控制方法。
        1浅埋暗挖法概述
        由于浅埋暗挖法具备经济性高、施工简便灵活等优势,其在公路隧道施工中得到了广泛应用。浅埋暗挖法主要是通过人工施工,虽然其机械化程度较低,但灵活性较高、且适应性极强,在地质条件较差的环境中也能适用。在隧道工程的施工过程中土体很容易被扰动,使用浅埋暗挖法非常容易造成地表塌陷事故,而许多公路隧道工程都会经过繁华地区和高层建筑,使用这种方法时,必须严格控制地表沉降,以保证现有建筑物和管道设施的安全。浅埋暗挖法广泛应用于隧道施工中,但对浅埋暗挖隧道施工引发的地表塌陷控制对策的研究尚不完善,时常发生地表塌陷和建筑物开裂等事故,严重的话还会出现塌方事故,造成人员伤亡。所以必须对浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷的原因和控制对策进行详细探究,采取相应的措施来控制地表塌陷问题,降低其对周边环境的不利影响,保证隧道工程的质量安全。
        2浅埋暗挖隧道施工引起地表塌陷的主要原因
        2.1隧道施工力学条件的变化
        在公路隧道工程进行施工时,工程监理人员需要重点关注浅埋暗挖法在施工过程中的应用,尤其是浅埋暗挖法是隧道施工中技术难度较大的施工方法,由于使用浅埋暗挖法会产生较多的变量因素,所以在隧道地层施工完成之后,必须严格监控施工支护设备,若没有支护设备,将会严重影响到隧道围岩的稳定性,如果覆盖在隧道上的底层较薄,将会改变隧道的力学条件,对隧道周边的土体结构以及隧道结构造成破坏,从而导致隧道工程出现地表坍塌的情况。
        2.2隧道施工压力过大
        在进行公路隧道施工时,通过相应的计算可知,隧道的施工压力并不是不会变化的,施工压力会随着施工进程而发生变化,从而形成“形成、破坏、恢复”的循环,不断加大隧道施工的高度和宽度,在隧道的施工压力达到了某一定值的情况下,对隧道进行开挖,将会严重影响到隧道土体的质量,并通过施工压力冲击到地标,进而导致隧道施工中出现地表坍塌问题。
        2.3深孔注浆加固程度不够
        公路隧道在进行施工时,如果隧道内的深孔注浆范围太小、或浆液扩散后出现无法止水的问题,这将不利于对隧道工程进行加固。在对隧道洞内的深孔进行注浆加固时,没有对整个加固程度和止水加固的目标参数设置一定的标准试验,例如对超前导管进行注浆时,没有及时调整标准,导致无法达到预期的灌浆效果,进而无法实现涌水涌砂的现象;再加上没有及时分析地下水的压力,导致压力拱被破坏进而造成地表坍塌的问题;引发地表塌陷问题的主要原因是,隧道洞内的深孔注浆加固程度没有达到规定标准,而这也是引起浅埋暗挖隧道施工中发生地表塌陷问题的主要原因。


        2.4缺乏对地层沉降的有效监测
        隧道开挖前期的预报信息缺乏准确性,或者预报工作不到位,都会导致隧道施工人员无法在工程监测过程中采取及时有效的对策,来防控浅埋暗挖隧道施工造成的地表塌陷事故。在浅埋暗挖隧道施工中,缺乏对地层沉降的准确监测,也是导致地表出现塌陷的重要原因。地表塌陷会造成地面变形,不利于地面工程的正常施工,这种塌陷主要是由于地面沉降试验无法检测到下部地层,而且施工单位没有在塌陷事故出现之前,对地层的真实活动情况进行有效检测,这也是引起地表塌陷的原因之一。
        3隧道地表塌陷的控制措施探索
        3.1科学地引导隧道工程地表水的截排
        浅埋暗挖隧道施工易造成坍塌,主要因素为隧道施工都是处于地势较低的地方,对于隧道浅埋段地表汇水集中区域而言,受到围岩破碎地表汇水渗透加剧的影响,工程施工期间可能会积蓄较多的水,所以,要能够对施工期间出现的地表缝隙及时处理,并设置好相应的排水系统,从而顺利排出地表水,避免地表水对隧道施工造成影响,或者因为地表水的渗入而导致隧道围岩受到影响。
        3.2加强隧道施工的超前支护、钢架支撑
        在隧道施工的过程中,利用浅埋暗挖法进行开挖,该过程主要是利用小导管进行水泥浆的灌注,通过泥浆的高压力作用,让已经收到损伤的土体进行相互渗透,进而融合,形成系统的浆状网络。该网络凝固后,能够有效地加固土体,对其进行强有力的约束,使得土体周围的结构更加系统、稳定增加强度。在进行钢架支撑设计时,尤其是格栅钢架结构设置的过程中,隧道挖掘的方法主要采用核心土挖掘法,由工作人员在整体的施工过程中选用实用的超前支护结构,再利用机械进行轮廓线的挖掘,将核心土部分进行预留,并开始进行隧道开挖工作。在进行台阶挖掘施工的部分,对于隧道台阶的高度长度要严格进行控制,对于存在问题的部分,工作人员要及时进行修正。该施工阶段结束后,就要开始进行封闭性的喷砼,并控制厚度标准符合安全规范。在隧道开挖施工后,就要设置好格栅距离、及连接。最后再将格栅与超前小导管尾部焊接在一起,增加格栅钢架结构的稳定性,提升隧道工程施工的可靠性、安全性。
        3.3加强隧道下台阶的施工管理
        隧道下台阶的施工进入一定阶段后,就要另选合适的挖掘方法,先挖中槽,然后再从两侧的跳槽入手,隧道施工人员要在槽中建立好留置平台,防止出现掉拱的情况,进行工程安全的支护工作。隧道施工工程若是穿过房屋建筑地段,要进行地表的完善工作,利用水泥、水玻璃液等进行注浆,固定施工地点的围岩,降低隧道地标出现坍塌的概率,降低隧道工程对居民住房环境的整体影响。在进行隧道注浆的过程中,可以采用垂直方法,在特定的位置进行围岩注浆,若是施工垂直方向上存在障碍物,就要通过钻斜注浆口的方式进行隧道注浆。
        结语
        综上所述,浅埋暗挖隧道施工不仅会对地质底层造成一定的影响,同时还会对地面建筑和地下管道的正常使用产生影响。因此,在浅埋暗挖隧道施工过程中一定要采取严格的按照相关的标准和规范,采取科学的施工技术和施工工艺进行相关作业。
        参考文献:
        [1]李晓军.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制[J].山西建筑,2017,43(12):176-177.
        [2]浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制[J].岩石力学与工程学报,2007,26(S2):3601-3608.
        [3]陈军.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制研究[J].科技与创新,2016,(7):116-116.
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