富水地层隧道浅埋暗挖施工技术的运用初探

富水地层隧道浅埋暗挖施工技术的运用初探

高军1，2林晓3陈拥军4王伟4翁小川5

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1.清华大学土木工程系北京海淀100083；2.国家铁路集团武广高铁公司湖北武汉430212；3.中铁咨询公司北京丰台100061；4.中铁十八局集团第三工程有限公司河北涿州071000；5.中铁十八局集团第五工程有限公司天津塘沽300450

摘要：就实际情况而言，在隧道工程施工阶段，就浅埋富水地层施工难度较大，且存在着较大的风险，难以保障施工质量及施工安全，对该区域施工技术的研究十分重要。本文从实际工程入手，阐述了富水地层隧道浅埋暗挖施工技术的运用，最后总结了全文，仅供参考。

关键词：富水地层隧道；浅埋暗挖施工技术；运用探讨

在我国隧道工程施工中，浅埋暗挖施工技术得到了广泛应用。但该技术在富水地层隧道工程施工中的应用研究与实例较少。笔者借助工程实例，探讨该技术在富水地层隧道工程内的应用，总结其应用成效。

1工程概括

以某工程隧道为例，该隧道地面起伏较大，工程北面起伏渐缓，南面呈“M”字陡形。该工程区域年降水量为1300mm/y-2500mm/y，相对湿度为76.0%，最高不超过85.0%。隧道上有河沟，常年有水，隧道下穿河沟段，长度为60m，埋深为16m，平均最小埋深为4.0m。该区域岩石为节理、裂缝发育，洞身贯穿节理。

经过专业人员的勘察与判断，该隧道处于地下水以下，施工地点地表渗水较强，是富水地层隧道，考虑之后，选择浅埋暗挖施工技术。

2本工程计算模型及计算参数

2.1计算模型

选择FLAC3D软件，本工程计算循环流程如下图1所示。

图1计算循环示意图

2.2计算参数

本文数值计算均选择Mohr-coulomb准则，假设地表土层为均质水平，支护结构只需要考虑初期支护，以此获得相应的计算参数，如下表1所示。本次施工方式进行了比选，综合考虑精度均衡与计算效率，模型为隧道仰拱下20m，模型上部为地表，两侧与隧道中心相距40m，以此形成水平约束。

表1隧道围岩计算参数统计表

3富水地层隧道浅埋暗挖施工技术的运用

3.1对比分析

通过绘制隧道地表沉降槽示意图，如下图2所示，可发现不管该隧道工程是否存在地下水，该区域地表沉降槽的曲线形状均相似。

图2隧道地表沉降槽示意图

本文地表层发生沉降的原因，考虑是施工引发的应力释放反应。施工区域存在地下水，与无地下水区域相比，地表沉降更大。存在地下水期间，其沉降会在原基础上增加40.0%。考虑是因为该隧道工程开挖期间，地下水引发地表中层沉降，使得地表内的有效应力增加、孔隙水压力减少，进而引发了地表沉降。因此，在富水地层隧道浅埋暗挖施工技术运用阶段，需要综合考虑地下水的因素，合理应对其影响。

隧道洞口周围收敛、地表及拱顶沉降如下图3所示，

图3隧道洞口周围收敛、地表及拱顶沉降

通过对比不考虑地下水结果，能够发现虽说地下水不会对地表及拱顶沉降造成影响，或对地层变化规律造成影响。但存在地下水的情况下，会增加隧道洞口周围收敛、地表及拱顶沉降程度，且沉降区域集中在隧道上方地表25m位置，其中最大沉降为隧道中线地表。地表沉降还会受到隧道开挖部位的影响，一般上台阶的影响较大，在隧道施工期间需要重点关注。隧道下台阶施工完成后，会导致拱顶沉降增加。此时，施工单位在开挖结束后，应当及时进行施工初期支护，并及时进行注浆回填。

3.2结果分析

为保障数值计算的精准性，提升数值的可靠性及合理性。本隧道开挖

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