浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及其控制

李万麟

摘要：由浅埋地下隧道的施工引起的地表塌陷是隧道中非常严重的问题。表面塌陷后，结果是灾难性的。在建造浅埋隧道时，地质条件和施工工艺是影响工程质量的重要因素。在分析和控制浅埋隧道施工引起的地面沉降时，将从事故机理入手，并加入相关因素和对策，对事故进行详细分析。针对地面沉降，我们将简要解释地面沉降的机理，并根据项目现状和地面沉降的原因，建立适当的控制机制。

关键词：浅埋暗挖；隧道施工；地表塌陷

引言

在我国，山区占总面积的三分之二以上。随着公路和铁路的建设，隧道的建设已成为当务之急。在隧道施工过程中，开挖土壤后，邻近洞穴周围的土壤应力会发生变化，这可能会导致地面沉降。过多的沉降会影响地面和地下结构的正常使用，并对结构的安全性产生重大影响。因此，有必要在施工过程中控制占用率。1、浅埋暗挖的概念

浅埋隧道法是中国工程师根据新奥地利隧道法开发的，并结合了中国的国家要求。它的特点是分析了新的奥地利方法的原理，施工期间测量数据的反馈以及使用高级支撑和层增强，水泥浆增强和其他支撑技术来完成隧道的设计和施工。

2. 浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷的原因

在掘进过程中，采用掘进方法通常会对岩石和土壤质量产生一定的干扰和影响，进而导致土壤变形，甚至塌陷。如果发生塌陷，后果可能更加严重。这会破坏地表结构，阻碍隧道工程的正常进行，并对人员和财产安全构成严重威胁。因此，在浅埋隧道施工过程中采取具体措施加强地面控制，对于保证隧道周围区域的稳定性和保护生命财产至关重要。

2.1、地层位移

浅埋暗挖隧道工程中，因埋深较浅，地层自身承载能力较弱，开挖过程中会扰动周边地层，从而产生围岩变形和地表沉降，严重者发生地表塌陷。

2.2、加固措施不到位

加固措施不足是增加表面坍塌事故可能性的主要因素。在采取加固措施时，施工人员没有根据地块的特性或季节的不同而采取统一的加固措施，这增加了该区域内发生事故的可能性，因此选用合适的加固方式是重中之重。

2.3、施工中资料收集不全

在建设地下隧道时，必须仔细研究地质勘察的资料，收集当地气候资料，根据先进的地质预报进行充分的分析，从而选择合适的监测与施工方法。通常，在进行隧道施工时，如果地质原因不明或周围的岩石突然变质，很可能发生塌方事故。同时，在开挖过程中渗水以形成储水腔的情况并不少见。

2.4、地层沉降监测不到位

监控测量是控制隧道施工的重要方法。未能监测隧道内部和外部的变形和沉积物很容易导致地面塌陷。一般而言，倒塌事故会显示出某些迹象和发展过程。 如果对异常畸形进行及时分析和处理，可以大大降低坍塌事故的可能性。

3、解决方法

3.1、提高支护质量和及时性

如果围岩较差，则隧道的初始支护结构必须更加稳定。如果支撑结构的变形超过标准，应及时添加临时逆变器以抵抗变形。对复合式衬砌结构，一般二次衬砌在施工期间不承担结构荷载但根据现场实际施工经验及相关监测结果表明，周围基岩立柱的初始施工完成后，需要很长时间才能稳定下来，因此有必要提高次衬的施工速度，以确保浅埋隧道施工的安全性。另外，有必要确保在开挖之后各工序的紧密衔接，防止围岩长时间暴露以及松动和碎裂。

3.2、完善截排水工程建设

施工现场必须采取预防措施，改善截排水工程的建设，以确保地表水可以通过截排水系统排出。在改善截水排水工程的建设阶段，首先有必要对场地进行系统的研究，收集有关地质环境方面的信息以及流域的发展趋势。并预测施工区域地表水的分布。进行测量时，施工人员必须有效地使用模拟软件来模拟和分析，与手动调查的结果相比，软件分析的结果更加准确。然后，根据计算的结果，施工现场应建立适当的截流和排水系统，并在低洼地区建立排水通道和排水坡道，以确保地表水流入低处时可以被排干。另外，施工人员应定期清理排水通道，避免造成淤积。

3.3、改善土体的特性

在建造浅埋隧道时，需要预先加固土壤，以更好地控制土壤沉降。这样做的好处是在未来的隧道开挖过程中，土壤具有一定的自稳定能力，可以改善土壤的性质，提高土壤结构的强度，满足隧道施工的要求。在施工中，通常通过灌浆和压实等方法对土壤进行优化，但有必要根据现场情况加强具体方法。在某些特殊的地质条件下，也可以使用二流体灌浆强化。

3.4、超前支护

超前注浆小导管是浅埋暗挖隧道施工的重要手段之一，小导管的骨架作用加上注浆浆液的加固作用，能促使土体发生受力变化，可以约束开挖后的隧道轮廓，还能有效提升围岩支护结构的稳定性和抗渗性能，起到堵水加固的作用。

3.5、选择合适的开挖工法

隧道开挖多采用上下台阶法施工，但此种方法对限制地表沉降的作用较低，地质较差、覆盖层较薄并对沉降有严格限制的浅埋暗挖隧道开挖施工时应采用更加保守的CD法或CRD法进行开挖作业，这两种方法采用增加中隔壁和临时横撑来加强初期支护强度，有效限制施工期间土体沉降。

3.6、注意台阶法开挖中下台阶的开挖施工

在建造隧道时，使用分步钻孔方法时，必须特别注意下层钻孔的过程，即在中央凹槽的钻孔和在两个钻孔上的两层孔的钻孔双方。在原始的上台阶支撑系统中，抛丸子支撑，钢支撑和排水锚杆最适合下台阶两侧钻孔所需的条件。同时，可以使用水泥砂浆和水玻璃来加固隧道周围的松散岩石，从而提高了工程的安全性和可靠性。减少地面沉降和增加围岩的稳定性是隧道建设的特殊要求和维护。在垂直钻井和注入技术中，将注入管放置在注入口的后面，并用于密封周围的岩石。如果在此过程中遇到障碍，可以使用定向注入井和注入管开挖方法来减少注入到围岩中的影响。

3.7、加强控制拱及衬砌混凝土施工质量

在建造浅埋隧道时，主要的加固措施之一是在隧道初期支护内壁上浇筑衬砌混凝土以产生加固的效果。为了达到更好的加固效果，有必要合理控制浇筑混凝土的质量，并在适当的位置进行加强。在施工仰拱及衬砌混凝土时一方面，我们必须注意混凝土的质量，管理人员应留意混凝土是否具有合理的工作性能以及混凝土内是否含有大量污染物。另一方面，施工人员应严格控制浇筑过程中衬砌结构的浇筑厚度及高差，并有效控制混凝土的厚度，避免出现厚度不足或者厚度过大。

结束语

根据隧道的性质，可以采取有针对性的加固措施，以有效减少地面塌陷事故的可能性。施工人员要注意根据勘察工作对勘察工作进行质量控制。为了考虑调查结果，有必要使用最新的地质设备作为施工现场调查辅助工作的一部分。根据分析结果，我们将对施工区域的地质结构进行综合分析，并严格控制支撑结构之间的距离，以使支撑结构的位置准确，受力均匀。浇筑混凝土时，必须遵循所浇筑混凝土的厚度和施工计划。施工完成后，应进行系统的测量并记录结果。通过注意施工过程的管理，可以进一步保证隧道施工的安全性。

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