徐杰

摘要：地铁隧道施工大多建设在人流密集的城区，地面地区大多是纵横交错的城市道路，而地下施工容易造成原有的地质结构平衡状态被破坏。其中最容易引发土层空间上的地层受损或者是发生形变，这会导致地上道路的路基等结构产生较大的影响，最突出的表现就是路面的沉降或者是塌陷。

关键词：地铁隧道施工;既有城市道路;影响

引言

道路塌陷事故的客观原因在于施工地段的工程地质较为复杂，可控性不高，但是对于这些客观因素仍有控制的措施和方法。在施工前对隧道开挖可能造成的地层形变和沉降规律进行研究，总结和分析出其影响的机理，并且采取相应的措施进行监管和控制，就能大幅降低事故发生概率。

一、新施工隧道工程概况

以某城市为例，该城市地铁隧道使用的是单洞双线隧道施工方式，以此减少新建隧道施工对两侧原有的建筑物地基的影响。其施工断面呈现为马蹄形，净空断面面积为55平方米。横断面与现有的城市道路呈现垂直相交关系。香蕉段的隧道埋深为18～27米之间。既有道路的总宽度为80米，其标准为双向8车道，中央隔离带宽为4米，路两边同时配置有非机动车辅道和人行道。新施工隧道在既有城市道路的中心线正下方处。其破裂角暂定为45度，以此角度可以推断出现有道路受新建施工影响程度和范围。并且能够对二者之间的位置关系加以明确和判定。施工单位为了进一步明晰在隧道实施地下穿层施工，施工的方式以及隧道的埋深等工程指标，对现有城市道路的影响程度，可合理利用flac3D，有限差分软件，以此建立3d模型，并根据模型计算出相关的指标数值。横断面模型（如图一所示）。

而后针对现有常见的三种施工方法以及对应的埋深开展数值模拟研究。通过数字建模，综合研判，系统分析等方式得到：在使用三段6步法时，新建隧道的作业对既有城市道路下方的岩土结构形变影响较小，对路基的沉降塌陷破坏也最小。而三台阶法的效果排名第二。若运用全断面的开挖施工，对岩石结构的冲击和路基路面沉降影响是最大的。同时发现隧道的埋深越深，对当前路面下的新建隧道破坏则越小。在50米的埋深时，同时为新建隧道口径的8倍时，隧道施工会造成路面沉降的作用距离只有30毫米左右。而在新建隧道施工中，周边环境会受到影响。当埋深达到当新建隧道口径的两倍，这时与新建隧道距离越远，受到影响就越小。

二、减小地铁隧道施工对既有城市道路负面影响的举措

（一）认真有效做好施工前期各项准备工作

一是要对地铁施工中的送风问题进行有效地解决。施工技术员需要把压缩机装配至于隧道的进出口位置，并且保障风机的正常运行，从而能够让施工中新鲜的空气及时地送入，这样可以更好地保障施工速率。二是要在地铁施工中强化防尘保护。地铁隧道施工在进行爆破作业时运用的是湿式凿岩的技术。要控制好粉尘浓度，就需要在孔底进行压力水的上传，引入压入式通风形式后，三台流风机同时进行作业，并且要对开挖面层和顺风口的间距控制到位，一般在15米以内。三是要合理实施隧道施工排水工作。这项程序能够管控好施工产生的废气，液体，并对开挖桩中渗出的地下水进行转移处理。在上坡时要有进出口到进口，这一距离的水平倾斜度应该确保在1.5%以内。在顺坡施工和立坡施工时都要分别在进出口方位的排水处理进行充分的结合。四是要有效的做好地铁隧道施工中的电力保障。需要施工人员在隧道进出口位置加装合适的变压器，这样就能对输配电设备进行有效地利用。充分运用周边电网资源，并且对漏电保护开关如空气闸刀进行全方位的覆盖，以此确保施工电力安全。五是在施工中要在进出口位置的排水处理作业中加强隧道施工的排水工作。要对积水坑的位置进行慎审的选择，全面将减少积水对施工安全造成的不利影响。

（二）对隧道的开挖深度进行合理安排

隧道开挖的深度是影响隧道施工时既有道路沉降或塌陷的关键性要素之一。在施工作业中，施工人员需要严格遵照行业施工标准规范，在充分的勘察测量以及征求设计监理等单位的意见之后。施工人员不仅要对隧道施工挖掘的深度进行精准的测评和判断，还应当结合施工场地的地质特征以及挖掘尺寸的大小，进行妥善的有序处置。也可以在此过程中不断地借鉴和学习国内外先进的好的做法经验。在对开挖尺度确认之后，还要做好项目施工队伍的培训教育工作。所以在地铁隧道施工中，施工人员一方面需要严格遵循挖到尺寸的科学依据，还要对内质特点和挖掘尺寸进行分析研判，进而确定合理的区间值。这样就能让地表变化在隧道新建施工中得到有效的人为管控。这对于施工单位来说能够大幅加快隧道施工速度。在经验交流的学习中才能广开言路，集思广益，形成更多维护保障地铁隧道施工安全与稳定的举措。

（三）對工艺进行有针对性的改良优化

在施工隧道作业时，施工人员可运用深层注浆、超前注浆等方式来施工。混凝土压注是按一定比例进行，此时沙土的属性也发生了较大变化。所以在施工隧道作业中，施工人员多采用深层和超前两种注浆方式。只要掌握了适宜的压注比例，就可以大幅的减少泥浆质量不合格的问题。这种注浆的方法也可以让本土的特性得到改良，对于增强地表层应力的发展有一定的协助作用。此时能够对地表变形的长度或者速率进行有效地控制，以达到地铁隧道对现有道路产生的影响特征得到彻底性的改变。

（四）政府出面协调解决隧道施工中的坑面问题

确保新建隧道在施工作业中有路面管制或者是路面塌陷不通的情况，也能在其沿线进行设点监测，对路面情况进行掌握。操作法是在路上铺设三个监测断面，其中间的监测断面要和计算分析的断面一一对应。此外两个监测断面与中间的监测相隔10米，每个断面沿道路横向距离两米左右就有一个沉降监测装置。该装置使用钻孔，其孔径为10厘米，孔深为1.4米。

（五）合理使用钢筋混凝土

在钻孔结束时，可将孔底浇筑的混凝土增设配套钢筋，直接打入到混凝土中。之后，需要将底罐的孔中喷射进混凝土，同时将钢筋加入混凝土结构中，用钢筋外套PVC墙。最后一步是将细沙把壁孔和混凝土之间的缝隙做好密封。

三、结束语

总之，设计、施工单位要利用有关技术手段，分析在隧道施工时对既有城市道路的影响，并采取有效的应对措施，包括前期勘察准备、开挖角度、基坑支护、防沉降等。

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