高鹏
北京城建五维建设有限公司 北京100039
摘要：随着城市规模的扩大，为了提供良好的供暖性能，城市热力工程的建设需要与城市发展相匹配。在地质环境不好的城市热力工程中，采用浅埋暗挖隧道施工，塌方的风险非常高，给工程的实施埋下隐患。为了提高热力浅埋暗挖隧道施工的质量，本文就热力管网浅埋暗挖隧道施工塌方原因进行列举。并且结合工程实际对塌方因素进行分析，提出相应的修复方案。通过分析研究，能够更好的了解浅埋暗挖隧道出现塌方事故的原理，制定预防事故的相应措施，为浅埋安全隧道施工的安全质量提供强有力的保障。
关键词：热力；浅埋暗挖；隧道；塌方；措施
一、城市热力管网浅埋暗挖施工塌方的原因
（一）地质状态不稳定
浅埋暗挖施工主要在地下进行，在施工中对于地质条件的依赖非常严重，如果地质状态不稳定，那么发生塌方的风险就会成倍提高。通常情况下，容易出现塌方的地质环境包括地质断裂褶皱带、严重风化破碎带、堆积层、地下水丰富区域等。不良的地质环境导致浅埋暗挖法设计的预加固措施无法提供稳定的支承能力，在支护措施薄弱的区域就会发生塌方情况[1]。所以浅埋暗挖隧道在地质条件不良的区域施工时，必须充分了解地质特点，防止松散地层因施工扰动出现塌方的情况。
（二）工艺选择不合理
施工方法选择不恰当也会造成浅埋暗挖隧道出现塌方事故。这种情况主要是由于施工单位对于地质情况掌握不足，忽视了围岩变化对于隧道开挖的影响。导致在施工中一些加固措施准备不足，对于隧道的监控测量不及时，导致隧道出现的塌方征兆没能及时发现，最终造成了塌方事故[2]。例如，施工人员对隧道围堰盲目自信，施工中选择为了加快速度，支护不及时不完全的情况下，推进施工进度，导致隧道承载力失衡，洞壁或者洞顶沉降坍塌。
（三）地面扰动影响
除了地质环境和施工问题之外，地面上的荷载扰动也会给隧道施工造成一定的影响。浅埋暗挖隧道由于需要穿越复杂的城市环境，在一些交通繁重的区域，地面交通量过大，行车荷载的反复碾压就会给地下浅埋暗挖隧道的施工造成影响，导致围堰结构扰动失稳，出现裂缝、沉降等问题，如果施工单位不加以重视，就会出现坍塌情况。所以在下穿交通量繁重的区域时，需要重点进行控制和管理，避免出现塌方事故。
二、结合工程实例对热力浅埋暗挖隧道施工塌方分析
（一）工程概况
为了更好的研究热力浅埋暗挖隧道施工中塌方事故发生的原因及处理措施，本文以花家地供热管线工程作为案例进行研究。该工程被分为三个施工段，为了更好的研究塌方事故发生的机理，本文以第三施工段作为研究的对象。该段管线全长1606.2米，其中干线管径为DN1000，长1586.5米，全线设1处分支，分支管径为DN500，长为19.7米。土建采用浅埋暗挖工艺施工，1-1隧道断面净尺寸：4.4m×2.8m，2-2隧道断面净尺寸：2.6m×2.3m。本工程共设计检查室6座。部分地区存在丰富的地下水，对隧道的开挖影响较大。
（二）可能引起隧道塌方沉降的原因
1、地质
本工程隧道穿越松散土层，土体自稳能力差，在开挖过程中如果处理不当，极易造成围岩失稳。所以在进行第三施工段的开挖作业时，需要针对软弱地质环境，提前做好相应的处理工作。本工程拟采用全断面注浆施工方法，不仅能够有效加固围岩，而且具备止水功能,能够为施工提供安全稳定的作业面。
2、地下水
第三阶段管道施工周期基本处于雨季、冬季施工期内，给土方开挖及回填、混凝土结构施工、管道安装等施工工艺带来一定的困难。由于工期紧，雨季、冬季施工期影响时间长，所以雨季、冬季施工质量、安全是本工程的重点[3]。而且部分地段地下水极为丰富，在施工前应需要针对不同性质的地下水，做好专项的止、排水方案，采取切实可行、行之有效的止、排水措施。如果地下水处理不当，隧道洞壁在地下水的冲刷侵蚀之下，就会出现围岩失稳，塌方脱落。
3、其他原因影响
该段工程施工位于城市现况道路中，经现场勘查，管线将穿越城市繁华区，过往行人、车辆较多。同时现况地下管线交叉众多，施工现场场地有限等因素给工程施工带来难度。在施工中受到地上荷载的扰动非常频繁，这个地下隧道的开挖支护造成一定的压力，如果预支护工程承载能力不足，就会导致隧道出现地面沉降现象，甚至发生坍塌[4]。除此之外，隧道施工作业5#点与12#点分别临近一座地上天桥，隧道中心距离天桥仅有8m，如果支护不稳定，极易发生事故，因此需要对该段重点管控。
（三）热力浅埋暗挖隧道塌方修复措施
1、混凝土回填
在隧道发生坍塌事故后，需要采取相应措施加以处理，使围岩能够恢复稳定性，并且对塌方部分进行修复，使其能够正常进行隧道的开挖施工。素混凝土回填是常用的浅埋暗挖隧道塌方修复方式，当隧道发生塌方后，需要对隧道塌方部位进行加固，使其能够恢复稳定性。在加固处理完成后，可以采用素混凝土回填的方式，对隧道塌方区域进行修复[5]。回填的混凝土要控制好厚度和高度，避免回填过量或者回填不足，给隧道施工造成困难。回填完成后按照隧道施工流程安装工字钢进行支护作业。
2、地表注浆
隧道在受到地面何在的扰动后，会导致隧道顶部出现裂缝和沉降，如果不能及时处理，就会造成隧道塌方。对于这种情况就需要通过地表注浆的方法，对于隧道顶部区域进行加固，使其具备更高的强度，能够承担地面的荷载，保护隧道顶部的安全[6]。在注浆修复过程中，赵重点要控制好注浆孔的深度和注浆量，深度不足或者过深都会造成加固效果不良，注浆过少和过量会使地面稳定性失衡，隧道防护效果不佳。
3、加固洞壁
在隧道发生塌方之后，洞内环境已经失去了稳定性，此时如果继续进行施工作业，很可能发生二次塌方事故。所以当发生塌方后，应该立即停止施工，对于塌方原因分析，然后对洞壁进行加固，使其具备更好的支承能力。在洞壁加固修复阶段，需要从上向下进行，依次对隧道塌方区域进行注浆加固，注浆时要注意浆液压力的控制，防止压力过大造成结构失稳，引发再次塌方。当加固完成后，通过台阶开挖慢慢完成对塌方区的修复。
三、热力浅埋暗挖隧道施工塌方的预防措施
（一）做好地下水处理工作
地下水是造成隧道塌方事故的重要原因，在地下水的侵蚀下，隧道围岩结构会失去原本的稳定性，在施工扰动下就会出现塌方事故。为了防止这种情况的发生，就需要提前对地下水进行有效的防、排处理，使隧道内部保持良好的施工环境。例如，在花家地热力工程第三施工段中，由于地下水丰富，所以在施工初期就根据这一情况拟定了全断面注浆止水的方案[7]。不仅可以提高隧道围岩的稳定性，还能够避免地下水对隧道开挖施工造成影响，有效的预防了隧道塌方事故的发生。
（二）合理选择施工工艺
合理选择施工工艺非常重要。不同的地质环境需要采用相应的施工工艺，如果施工工艺不相符，不仅会造成施工进度缓慢，工程成本升高，还会对施工安全造成威胁。在花家地热力工程中，地质环境为松散的土层，自身承载力差，所以在工艺选择上，要以预加固提高围岩稳定性为原则，选择施工方案，如果对围岩承载力过于乐观，就会给施工安全埋下隐患[8]。
（三）加强监控量测
监控量测是防止隧道塌方事故的有效手段。隧道塌方事故之前，由于围岩承载力不足，就会导致隧道出现形变这种形变量如果超出一定的范围，就会造成围岩整体失稳，出现塌方事故。通过对隧道监控量测，能够动态掌握隧道变形情况，形成良好的隧道风险预警机制，在塌方事故发生前采取措施进行处理，避免事故的发生。
结束语
综上所述，热力工程浅埋暗挖隧道施工风险较高，受到地质条件、施工因素和其他因素的干扰，极有可能出现塌方事故。塌方不但会影响工程的进度，对工程质量造成破坏，还可能造成人身安全风险。因此在施工中，要充分掌握隧道施工区域的地质情况，编制合理的施工方案，采用科学可行的施工工艺进行隧道施工，提前预防可能造成塌方风险的不稳定因素，为热力城市热力工程的建设提供安全稳定的作业环境。
参考文献：
[1]陆哲昆.浅埋暗挖隧道施工引起的地表塌陷分析及控制[J].黑龙江交通科技,2019,42(01):149-150.