章明

摘  要：在隧道施工中，常常会出现周边房屋开裂、垮塌的现象，针对这一问题，通过现场实测数据、加以理论分析，分析某自来水厂房屋出现裂缝的原因。隧道施工产生的沉降变形主要出现在施工期间，施工结束后隧道结构逐步趋于稳定，不会产生较大变形而影响地表构筑物。因此，在施工中隧道对地表沉降的影响可引起周边建筑损坏，建筑自身结构以及地基处理情况也是其损坏的重要因素，应加以区别分析研究。

关键词：隧道;临近区域;房屋开裂;研究

中图分类号：U455         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）13-0084-03

Abstract： In tunnel construction， the phenomenon of cracking and collapse of surrounding houses often occurs. In view of this problem， through the field measured data and theoretical analysis， this paper analyzes the causes of cracks in a waterworks house. The settlement deformation caused by tunnel construction mainly occurs during the construction period. After the construction， the tunnel structure tends to be stable step by step， and will not produce large deformation and affect the surface structure. Therefore， the influence of tunnel on surface settlement in construction can cause damage to the surrounding buildings， and the structure of the building itself， as well as the treatment of the foundation is also an important factor of the damage， which should be analyzed and studied differently.

Keywords： tunnel; adjacent area; building cracking; study

1 概述

随着我国基础设施建设发展，兴建隧道、地铁往往穿过房屋密集区，矿山法和盾构法是施工中常常采用的方式[1、2]。因此，在隧道施工中常常会出现周围建筑物沉降、开裂、垮塌等现象。而发生这些灾害的原因各不相同，有的是由于隧道施工中沉降过大或者垮塌而引起，有的是由于建筑物自身不均匀沉降[3～6]。具体需根据隧道施工中地表及建筑物沉降情况来进行分析，本文根据某隧道施工中，施工范围内某自来水厂出现裂缝为背景，通过现场观测，加以理论分析，对该自来水厂出现裂缝的原因进行分析。

2 工程概况

某高新区公路项目全长4693m，隧道全长1891m，采用分离式双洞结构，地质陷性黄土为主，具有中等膨胀性;隧道进出口浅埋，埋深4～5m;围岩分级为Ⅴ级。岩性可塑～硬塑状，稳定性较差，易坍塌，无地下水。洞口段浅埋，覆盖层薄，雨季可能受到上层滞水影响。出口地段双洞存在小净距形式，出口处线间距10.88m;采取双侧壁和CRD导坑法双向掘进方式施工。某公司厂房位于隧道右线里程位置范围内，隧道顶板厚度约38m，围岩设计V级，采用富水段CRD三台阶法施工。

某自来水厂的住宿和办公区房屋为砖混结构，厂房为钢结构，仅砖混结构房屋出现裂缝。房屋南角距离隧道右线左侧开挖边界线约6m，房屋长方向与隧道线路之间的夹角约25°。2015年5月份该隧道全线贯通，2015年年底完成交工验收。2016年6月初，该公司厂房出现裂缝。砖混结构房屋出现竖向裂缝，主要分布在房屋窗户附近，裂缝与地面夹角约30～60°之间且线型不规律;部分裂缝出现在新旧结构接茬的位置;房屋入口楼梯处地面隆起，造成地板砖挤压破损。

3 施工工艺工法及垮塌处理方案

该段隧道围岩主要以粉质粘土夹杂全风化泥岩为主，存在地表水下渗的情况。隧道右线施工至K3+080位置时拱顶围岩含有少量泥沙造成洞内垮塌，塌方高度约4m。为了避免再次发生类似事件，采取了洞内封闭掌子面、地表钻孔（轴承厂厂房内）泵送回填混凝土的方式进行了处理。开挖工法调整为CRD三台阶法，钢拱架间距调整为50cm，并对隧道前方地表结构物周边增设了监控量测点，施工过程顺利，无异常情况发生。

为了避免洞内垮塌对地表结构物造成影响，施工单位从2014年9月10日开始进行地表沉降观测，观测结果显示，洞内垮塌段经回填处理后，地表沉降变形较小，最大值仅为4.5mm，沉降变形稳定后于12月15日停止观测。

4 沉降观测分析研究

4.1 自来水厂沉降观测分析研究

为了监测隧道施工对地表房屋造成的影响，施工单位在隧道影响范围内的自来水厂房屋周边关键部位做了5个沉降观测点，主要分布于靠近房屋基础的位置，详见图1：

自来水厂房屋周边共设5个沉降观测点，从2014年9月10日开始监测，到12月15日沉降变形稳定后停止观测，累计沉降量①～⑤分别为57.5mm、52.3mm、58.9mm、47.0mm和27.9mm，沉降观测过程未发现异常情况，沉降稳定后停止观测前，未发现房屋存在变形开裂的情况。由此可见，地表均匀沉降5cm左右不会对地表构筑物产生影响，如图2。在水厂周边外围布置四个沉降观测点，在整个观测过程中，沉降值变化较小，正负在3mm左右;沉降速率变化较慢，正负在0.1mm/d，均满足規范要求，可以认为围岩基本稳定，说明隧道施工对水厂建筑物的影响较小。

4.2 拱顶、地表沉降观测结果分析研究

隧道右线K3+020～K3+050段洞身开挖及支护时间为2014年11月10日至2014年12月10日，二次衬砌施工时间为2014年12月12日至2015年1月7日。隧道施工过程顺利而连续，无异常情况发生，隧道开挖和支护过程中有明显的地表渗水，降水过后的渗水量有所增大。隧道施工期间，对隧道拱顶沉降和地表沉降做监测，记录数据详见表1、表2。

通过数据分析，隧道拱顶沉降量与地表沉降量数值成正比，隧道内沉降穩定后，地表沉降也随之稳定。拱顶沉降在隧道开挖之后一周内沉降较为明显，之后逐步趋于稳定;地表沉降在隧道开挖之后5天左右较为明显，半个月后趋于稳定，自然沉降60mm以内不会对房屋造成破坏。隧道沉降变形稳定后停止观测，对隧道洞内进行检查未发现异常。

5 房屋裂缝成因分析

5.1 隧道对房屋结构的影响

（1）隧道洞顶地质以粉质粘土和钙质胶结层为主，稳定性较好，特别是钙质胶结层自身具有较强的稳定性，而隧道施工产生的空洞，经过一段时间后也能形成自稳结构，不会对地表产生明显的影响。

（2）隧道埋设约38m，施工过程产生的变形反应到地表时已大大减弱，隧道沉降变形持续时间一般不超过3个月，施工结束到现在已超过一年，自然沉降不会对地表结构物产生影响。

（3）通过对厂房及周边区域进行了沉降观测，几乎没有沉降量、沉降速率很小，房屋突然沉降变形产生裂缝应该属于突发事件，与隧道无直接联系。

5.2 房屋裂纹成因分析

（1）房屋结构不够合理，特别是房屋结构接茬的部位未采取沉降处理措施，新旧结构结合部位存在明显裂缝。

（2）房屋建筑之初仅修建一层，后加盖了两层结构，基础可能无法满足结构自身稳定性，造成房屋出现沉降裂缝。房屋所处位置是一条深度约15～20m的排水渠，填筑时间较为久远，填筑质量难以保证，房屋修建时若未对基础进行处理，产生不均匀沉降造成房屋出现裂缝。

（3）降水的影响。因湿陷性黄土地区土体具有膨胀性，雨水下渗到地基造成土体膨胀产生应力，降雨结束后的一段时间，土体失水而收缩，导致地基出现不均匀沉降，致使房屋出现裂缝。

6 结束语

通过现场实测数据、加以理论分析，某自来水厂房屋出现裂缝，主要原因是基础不均匀沉降造成的，新旧结构接茬的部位未做防沉降处理也会导致房屋出现裂纹，现在房屋出现的裂缝与隧道施工无直接联系。隧道施工产生的沉降变形主要出现在施工期间，施工结束后隧道结构逐步趋于稳定，不会产生较大变形而影响地表构筑物。因此，在施工中隧道对地表沉降的影响可引起周边建筑损坏，建筑自身结构以及地基处理情况也是其损坏的重要因素，应加以区别分析研究。

参考文献：

[1]王长虹，柳伟.盾构隧道施工对地表沉降及临近建筑物的影响[J].地下空间与工程学报，2011，7（2）：354-360.

[2]韩煊.隧道施工引起地层位移及建筑物变形预测的实用方法研究[D].西安：西安理工大学，2007.

[3]国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]魏纲，王霄，姜婉青，等.盾构隧道施工引起建筑物沉降的实用预测方法[J].科技通报，2018，34（6）：148-153.

[5]孙宇坤，关富玲.盾构隧道掘进对砌体结构建筑物沉降的影响[J].中国铁道科学，2012，33（4）：38-44.

[6]祝和意.盾构隧道施工引起地表沉降分析与处置[J].中国安全生产科学技术，2011，7（4）：130-133.