周李腾
山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿，山东省莱州市，261400
摘要：随着城市化进程，城市用地日益紧张，城市交通运输压力不断增大。修筑市政隧道工程能够缓解城市拥堵并扩大城市土地利用率，在全国各个城市都得到广泛应用。但是，基坑开挖会释放土体应力，从而引起土层的变形。在周围建筑和地下管线较为复杂的情况下，开挖基坑，特别是开挖深大基坑，容易影响周围环境，甚至发生严重的工程事故。这对基坑的设计和施工提出了更高要求。
关键词：复杂地质;大型;地下洞室;开挖与支护技术
引言
大型地下洞室开挖与支护的施工环境复杂，施工期间易产生诸多安全隐患，轻则影响施工质量，重则诱发安全事故，造成不可估量的损失。因此，理解并正确应用相关施工技术很有必要。本文以复杂地质大型地下洞室开挖与支护技术展开探讨，希望能为同类型施工提供经验上的借鉴和理论上的支持。
1复杂地质大型地下洞室开挖与支护现状分析
在隧道工程施工过程中，由于工程条件的复杂性，常常发生施工中安全事故。为了保证施工安全及隧道投入运营后的安全，在施工过程中对围岩进行监测是十分必要的，通过现场围岩监控量测及时掌握围岩和支护在施工中的力学动态及稳定程度，为评价和修改初期支护参数、力学分析及支护施作时间提供信息依据。应用人工神经网络方法，利用土钉支护变形观测数据，建立用于对支护系统未来变形进行预测的网络模型。同时，通过实例计算分析了影响预测精度的原因，提出了改善预测精度的措施。通过研究支护结构破坏前20d的坡顶水平位移、深层水平位移曲线，观测到了监测曲线反映结构破坏的突然变化，充分说明了自动化监测的预警作用。例如选取上海、杭州、武汉和大连市动港等地区200多个项目的实测数据，研究了围护结构变形预警值问题。应用风险理论。与概率统计理论，制定指向性、敏感性都强的安全风险预警指标。结合工程案例，进行设计合理的安全风险预警，验证其适用性。构建支护结构安全预警系统，并在分析研究深基坑工程设计和施工实测资料的基础之上，采用改进的BP神经网络，建立起支护结构位移预测模型，并就基坑支护安全监测预警指标进行了讨论。
2支护的要求
深基坑支护是保护地下工程施工的重要技术手段，科学的深基坑支护施工可提高土地资源的利用率，有助于保证建筑工程的安全顺利实施，可促进建筑工程持久有序地进行下去。运用深基坑支护技术可保证施工的安全及基坑边坡的稳定性。进行深基坑支护需对施工区域周围环境进行充分细致的调察，做好施工开挖及基坑外围2~3倍深度范围内的地基土勘察和土质分析工作，在施工过程中做好必要的围挡和对基坑及基坑周边环境进行必要的监测工作，防止施工对周围环境的破坏。深基坑支护技术还要避免大规模的土方开挖，做到渐进有序施工，根据深基坑的开挖情况采用针对性的支护方案。
3开挖原则
在实际的开挖环节需要严格遵照以下几项规定来进行：①要分层、分段进行挖掘，即要确保上层作业面已完全完成锚杆注浆与喷射混凝土后，才可开始挖掘下一层作业面；②基于支护施工需要与开挖轮流进行，因此开挖深度不得超过1.2m，且在遇到砂层时最大开挖深度要限定在1.0m以下，即需要根据具体的砂层稳定性来灵活调整开挖深度；③为了便于后期施工（支护施工），需要进行削坡，此时需要借助小型机具或铲锹使坡面变得平稳光滑；④为了保证开挖工作能够在预定的时间内按期完成，要在保证质量的前提下加快开挖速度，尽可能减少边坡土地在空气中的裸露时间。
4复杂地质大型地下洞室开挖与支护技术
4.1施工准备
进行基坑开挖施工前，组织测量人员进行导线点加密和导线点、水准点复测，对施工坐标进行计算和复核，现场施测后及时请监理进行复核，无误后方可交于现场进行施工。基坑开挖前，完成围护结构顶部（桩顶）的位移监测、基坑水位监测、基坑围护结构（桩身）形变监测、围护结构混凝土内（桩身）钢筋应力监测、支撑轴力等监测项目初始值采集工作以及监测点验收工作（见表1）[2]。对监测设备、仪器做好调试、校正，保证监测设备、仪器的有效性。施工过程中对所有监测点的状态进行巡查，对占压，破坏点位及时进行恢复。
4.2支护结构施工。
基坑支护的承重结构较多，如挡土墙、土钉墙、复合土钉墙、排桩等，这些支护结构在不同环境和地质条件中选择合理的岩土设计与施工方案。在施工中充分了解工程地质和水文地质情况，在设计方案的基础上，制订科学合理的施工方案。如土钉墙、微型桩复合土钉墙，首先要对场地充分了解，包括场地的堆载、道路的布置、工程地质条件等，尤其在设计计算时，对地基土的参数取值要有正确性和针对性，对场地地质报告要深入理解，同时还要有区域经验参考与类比。这样才能保证设计方案的安全和合理性。在支护结构设计与施工时，要选型合理，安全可行，严格控制施工各工序质量；同时根据各种土质条件的变化和外部环境的变化，荷载的变动，及时调整设计方案，以保证基坑施工质量与安全。
4.3监测技术
在施工过程中，随着基坑的施工进展，各变形监测值的增量都是先增大后减小，最后趋于稳定；各监测值在监测报警控制值之内，基坑外潜水位变化较大；部分原因是监测期间持续暴雨，浅层土体开挖不会引起明显的土体侧向位移和地面沉降，但深部土体开挖会引起较大的侧向位移和沉降，这部分土体变形无法完全恢复；深基坑开挖引起的土体回弹会带动立柱和支护的上升，而立柱和支架的上提会影响支护结构连接部位的力学性能，从建筑物沉降监测累计变化统计表及曲线图可以看出，本工程建筑物沉降监测点在基坑开挖过程中受影响较小，处于稳定状态。基坑建设过程中，因基坑内土体的挖出及坑外荷载等施工因素造成部分地表监测点、管线监测点、围护墙顶部水平位移及深层水平位移监测点、支撑轴力监测点发生一定程度的变化，但监测点变化均未超过报警值。基坑竣工后1年多的跟踪观测结果表明，各项指标均达到了质量要求，表明基坑施工是成功的。超前支护下围岩变形预测，以开挖和支护2个环节为立足点，分别对围岩的变形采取控制措施。开挖环节采取三台阶七步开挖法，尽可能地阻止围岩荷载的释放；支护环节以大管棚超前支护为主要手段，以免出现大范围的超前变形现象。
4.4深基坑施工时还要制订应急方案
基于信息技术模拟可能出现的风险因素，找出针对性的预防措施。实施信息化施工，按照方案要求，进行严格细致的监测和管理工作，确保相应的监测数据更为精准、全面、有效，同时能够科学合理的掌握好基坑周边环境的具体变化趋势，对其进行科学合理地预判和分析，预测基坑的实际变化或者发展情况，提前做出相应的处理，对于可能出现的险情，注重做好预防工作，然后采取切实可行的预防措施，在实践的过程中充分落实，同时解决各类风险隐患。
结束语
1)针对复杂条件，提出了复杂条件下地下洞室合理分区开挖方法，并根据不同位置受力情况进行针对性设计。(2)监测动态反馈结果表明，智能快速提出的洞室开挖、支护优化设计与安全控制等处理措施非常有效，最大程度减小和避免了洞室不稳定问题或施工安全问题，使得洞室整体开挖支护顺利完工。(3)鉴于大型地下厂房等洞室大多处于山体及岩土条件均极复杂工程区域，因此仍然需要对在开挖施工过程中的围岩与结构等的应力和变形等进行监控，并对其作出准确分析，进而提出合理控制方法及参数，以确保工程安全。
参考文献
[1]补约依呷,陈鹏,方丹,万祥兵.白鹤滩水电站左岸地下厂房大跨度顶拱开挖支护技术分析[J].四川水力发电,2020,39(03):88-93.
[2]廉明.双线铁路软岩隧道施工大变形控制技术研究[D].北京交通大学,2020.
[3]刘小刚.复杂地质条件下大型地下洞室球冠状穹顶开挖施工技术[J].铁道建筑技术,2016(07):25-28.
[4]陈恩瑜,胡泉光,汪文桥,樊春喜.N-J水电站地下厂房开挖支护施工技术[J].人民长江,2014,45(13):61-64+98.
[5]陈洪来.复杂地质条件下大型地下厂房顶拱施工技术研究[J].水力发电,2013,39(03):53-56.
作者简介：周李腾（1991年1月），性别：男，民族：汉族，籍贯：山东省莱州市，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：采矿工程。