城市地铁隧道浅埋暗挖施工地表沉降控制分析

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1、城市地铁隧道浅埋暗挖施工地表沉降控制分析　　摘要：随着城市的高速发展，城市人口急剧膨胀，城市交通越来越拥挤，地下轨道交通工程建设逐渐增多。但是在地下开挖土体进行隧道工程不可避免的会扰动地下的岩土体，引起地表变形和沉降，当土体变形发展到一定程度时会严重危害地表建筑、道路、地下管线的安全，造成十分严重的经济损失和社会影响，因此在地铁隧道施工中要特别注意控制地表沉降和变形，做好防护措施，保证工程质量，保证隧道周边既有建筑的安全。　　关键词：地铁隧道；浅埋暗挖；地表；沉降　　前言5　　随着我国经济、科技的飞速发展，地铁隧道工程建设增多，相应的地下岩土工程也出现了一些技术问题，在岩土体内部开展

2、隧道施工，会不可避免的破坏岩土的稳定性，引起地层的损失进而导致地层变形，当变形发展积累到一定程度，就会对地表的建筑、道路、桥梁等的安全造成威胁，影响正常使用。因此在地铁隧道施工的过程，要与保护地表结合起来，采取有效的措施来预防地表变形，这也是城市地铁建设需要研究的一项重要的课题。随着越来越大的地面交通量，城市建设的密集，以及人们对环境的保护，地铁工程选择明挖法越来越少，取而代之的是暗挖法，浅埋暗挖隧道可以有效避免城市房屋拆迁、交通改道、市政管线改迁等问题，减少了工程量，并且此法工艺简单灵活，可以解决盾构法无法施工的区间渡线、交叉渡线、折返线、停车线、联络线和人行过街通道等隧道的施工问

3、题。因此浅埋暗挖法在地铁建设施工中得到了更加广泛的应用。　　1.浅埋暗挖法概述　　我国目前广泛使用的浅埋暗挖法施工根据国外隧道施工新奥法，结合我国现有施工技术进行改进而形成的小导管超前支护施工技术，提前对周边土方进行加固，预防在开挖过程中发生塌方事故，采用初期格栅支护结合二次衬砌以形成复合式衬砌结构，针对不同地层和断面采取相应的开挖方式，并实时监测施工过程，及时发现问题并加以修正，浅埋暗挖法施工灵活，结构强度高，可以根据不同的地层情况采取不同的结构形式，施工成本较低，并且工期较短，对于周边环境的影响较小，因此在我国城市隧道建设中应用广泛。　　1.1浅埋暗挖法施工原理　　我国隧道施工采

4、用浅埋暗挖法面对的土层多是软弱地层，这类土层本身结构脆弱，承载力差，隧道开挖当埋置深度较浅时就会出现地表沉降。为了避免此类事件发生，在初期支护的时候就应当加大支护刚度，对围岩起到很好的支承作用，保护围岩不会因为本身土体承载力过低而造成大面积的地表沉降，使围岩保持在一个理想的平衡状态。在施工时的初期支护必须要及时，如果支护时间延迟，就无法起到应有的支护作用，因此在施工时要严格按照技术要求从上到下进行施工。采用小导管超前支护施工要及时封闭成环状，这样围岩的承载力才能达到一个平衡的状态，筒状结构在力学上是受力最合理的结构，尤其是在地下这样一个相对封闭的环境中，可以起到空间约束的作用，使其形

5、成一个联合支护体系。5　　1.2浅埋暗挖工法简介　　浅埋暗挖法总结的十八字方针是“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”，　　隧道施工在开阔地段一般都选用明挖法，在城市中，因外界环境的局限性，采取暗挖法比较合适。覆土浅是浅埋暗挖法特点之一，因覆土浅，所以隧道一般处于软弱围岩地层中，施工中需要对软弱地层进行加固处理，因处于城市施工，要求对地表沉降的控制更加严格。该工法分两次支护，初期为格栅+锚喷混凝土，后期为钢筋混凝土结构，施工难点是风险较高，基本属于纯人工操作，机械化程度低，且需要在无水的作业环境下施工。根据施工环境、地质水文条件及结构断面等因素，浅埋暗挖法常用的施工方法有

6、全断面法、矿山法（台阶法）、CD法、CRD法、双侧壁导坑法（眼镜工法）、洞桩法（PBA法）、中洞法及侧洞法等。　　2.影响地层变形的因素　　城市地铁施工车站覆土大多在3～4m，区间隧道覆土大多在8～9m，这部分土层一般情况下除了表层回填土，其余都属于软弱土层。在施工过程中，重型机械的震动和地下水大量抽排都会对地层产生很大的影响，引起土体变形。跟施工相关的地层沉降影响因素有：土质条件、地下水位、支护结构设计、开挖进尺、工作面的推进速度、初期支护刚度、结构埋深和跨度。　　3.浅埋暗挖法施工的地表沉降控制技术　　3.1地层预加固控制技术　　（1）地表预加固注浆5　　地表注浆多用于浅埋层土体

7、的固结，加固洞周围岩，改善隧道成洞条件，维护土体在施工过程中的稳定。通过注浆加固，将注浆区域以及其影响区域形成一个整体，降低或者匀化岩土的压缩性，提高岩土变形模量，改善土层的不均匀性，降低地表沉降，减轻偏压以及地下水开挖的影响。　　（2）超前小导管注浆　　通过超前小导管注入的浆液可以与原有围岩胶结，从而改变围岩的力学性能，浆液凝结硬化后还能堵塞前方围岩的流水通道，从而隔断水源，减少地下水对施工的影响，以保证顺利施工。注浆可以加固地层，在开挖面前方形成混凝土