略說橋梁建設(shè)的鉆孔技術(shù)要點(diǎn)
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一、地表塌陷機(jī)制及原因分析
從土性實(shí)驗(yàn)和工程勘察研究可以發(fā)現(xiàn)，在深圳地鐵地表塌陷事故發(fā)生段隧道工程范圍內(nèi)，土壤含水量大、地層松散且存在空洞。隧道上覆地層中含有厚度6.2一7.sm的砂層，其下為軟塑粉質(zhì)茹土，遇水極易軟化。在隧道開挖時(shí)極易造成工作面大量涌水，使浸水軟化的洞身圍巖喪失自穩(wěn)能力，導(dǎo)致工作面失穩(wěn);其上存在厚度2一4m的流動(dòng)狀態(tài)淤泥質(zhì)粉土，穩(wěn)定性較差。兩次地表塌陷的過程中均伴隨著涌砂涌水，可見動(dòng)水壓力作用是引發(fā)地表塌陷的重要誘因。根據(jù)前述的地表塌陷機(jī)制分析，在該地層條件下施工時(shí)，當(dāng)開挖高度毛2.22m時(shí)，上覆地層可以形成壓力拱。但在此類地層條件下，壓力拱的穩(wěn)定性比較差。在突發(fā)性因素作用下，極易造成失穩(wěn)破壞;當(dāng)開挖高度>2.22m時(shí)，上覆地層中的上一級壓力拱破壞后，如沒有及時(shí)采取有效的地層加固措施，則將難以繼續(xù)形成下一級壓力拱。在施工擾動(dòng)的作用下，極易導(dǎo)致地下水的滲流方向突變，致使垂直方向滲透動(dòng)水壓力迅速增加，使透水性強(qiáng)的砂性土突然液化，形成涌砂和涌水。上覆地層失去了支撐遂處于臨空狀態(tài)，繼而導(dǎo)致地面迅速塌陷。施工情況分析兩次地表塌陷除與地層條件較差有關(guān)外，均與現(xiàn)場施工存在著直接關(guān)系。施工過程中，相關(guān)人員沒有開展有效的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作，對可能發(fā)生的情況認(rèn)識(shí)和預(yù)測不足。若在旋噴止水加固區(qū)內(nèi)預(yù)留一定的保護(hù)距離，做好超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，并針對地層條件及時(shí)采取有效的施工技術(shù)措施，則完全能夠避免地面塌陷事故的產(chǎn)生。未對深部地層沉降進(jìn)行監(jiān)測，僅對隧道上方的路面進(jìn)行了沉降監(jiān)測，從而錯(cuò)過了采取有效措施避免地表塌陷事故發(fā)生的寶貴時(shí)間。洞內(nèi)深孔注漿加固的范圍不夠，同時(shí)洞內(nèi)注漿的注漿孔間距較大，致使?jié){液擴(kuò)散后無法及時(shí)交接構(gòu)成止水環(huán)，沒能滿足止水要求，也沒能夠有效的加固地層。與此同時(shí)，隧道設(shè)計(jì)選擇了超前的小導(dǎo)管進(jìn)行注漿。然而該區(qū)段有較為豐富的地下水，水壓較高，存在嚴(yán)重地地下水滲漏情況。選擇超前小導(dǎo)管注漿時(shí)，則沒能達(dá)到預(yù)想的效果，最終致使工作面局部出現(xiàn)管涌淘蝕現(xiàn)象，并發(fā)展為涌砂、涌水，致使在動(dòng)水壓力的作用下，地層中的壓力拱結(jié)構(gòu)遭到破壞，繼而不能夠形成下級壓力拱進(jìn)，從而引起地表發(fā)生塌陷。
二、地表塌陷控制措施
做好地質(zhì)預(yù)報(bào)應(yīng)進(jìn)行地層深部位移監(jiān)測，并加強(qiáng)洞內(nèi)監(jiān)測。有塌陷預(yù)兆時(shí)及時(shí)處理，為避免地表塌陷爭取寶貴時(shí)間?，F(xiàn)場人員若能深刻理解淺埋暗挖法的基本原理，并切實(shí)貫徹“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”這18字方針，就能有效避免地表塌陷事故的發(fā)生。由于土體的松軟及蠕變特性，地層中壓力拱結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)還受到時(shí)間因素的影響。因此在隧道施工中，當(dāng)出現(xiàn)小范圍的塌方時(shí)應(yīng)及時(shí)處理，以便促成下一級壓力拱的形成與穩(wěn)定，避免造成更大范圍的地表塌陷和塌方。工作面無支護(hù)空間是影響地表塌陷的重要因素。因此，在施工中應(yīng)盡量減少無支護(hù)空間，并針對此空間施加預(yù)支護(hù)結(jié)構(gòu)，這是避免地表塌陷的前提條件。
三、結(jié)語
綜上所述，為了有效避免隧道塌方及地面事故的發(fā)生，應(yīng)加強(qiáng)深部地層的工作,從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)塌方隱患，并采取及時(shí)有效的處理措施，避免地面塌陷事故的發(fā)生，確保隧道施工安全的順利開展。
