探究掌子面的建设工艺

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1试验房裂缝监测分析

三洞同时到达阶段。三洞开挖掌子面均已进入试验房正下方，三洞同时开挖对土体的扰动是造成地表不均匀沉降，从而引起试验房裂缝变化较快的主要原因。测点开展量达到0．66mm，其中10月18日～10月20日两天开展了0．20mm。裂缝宽度变化量较大的测点集中在104号楼中间偏东部位，且以垂直隧道为走向，试验房长边方向居多。分析其原因在于:根据岩土力学中的Peck理论，当隧道开挖时，对上方的影响范围呈扇形向上扩展，垂直于隧道走向方向会有一个沉降槽，使得地表和上部建筑物出现不均匀沉降，从而引起该区域裂缝宽度出现较大变化;104号楼是一栋狭长的3层建筑，结构形式为砌体结构，自身抵抗不均匀沉降的能力较差，而且相对于短边方向，长边方向抵抗不均匀沉降的能力更差，因此长边方向的裂缝宽度变化更为明显。裂缝宽度累计变化量不小于0．40mm的测点分布。隧道预注浆阶段。隧道施工主要有隧道注浆、中导洞和左洞先行导坑的开挖，该阶段开挖掌子面未到达试验房下，开挖对建筑物的影响较小，注浆是造成裂缝开展的主要原因。三洞同时开挖阶段。右洞掌子面已到达试验房下，隧道开挖使得地表产生较大的不均匀沉降，对建筑物的影响较大。另外，对试验房进行地面注浆也造成建筑物产生局部变形。10(上)测点开展量最大，达到0．50mm，13(斜)测点闭合量最大，达到－0．50mm。

2地表沉降分析

地表沉降典型监测成果。可以看出，K7+504断面地表沉降测点经历了下沉上抬下沉的反复过程，地表下沉主要由开挖和地下水流失引起，地表上抬则是受到地表及洞内注浆施工影响所致。11月3日起进行地表注浆抬升，504-6测点的上抬速率达到6．9mm/d，而504-7测点在12月5日～12月9日阶段性上抬值更是达到了64．7mm。结合施工进度，地表变形存在以下3个阶段:隧道开挖导致前方地层应力释放以及地下水流失而引起地表出现变形，变形量占总变形量的10%～15%。开挖面接近测点至穿过测点后，由于隧道的开挖而造成边界条件发生改变，各施工步序引起的位移场出现一定程度的叠加，加上地下水的流失，地表沉降速率加速增长。当掌子面向前开挖超过测点3倍洞径以后，变形速率开始减缓，变形量缓慢增加。可以看出，隧道开挖引起左洞上方地表沉降值普遍大于右洞上方地表沉降值，这与数值模拟计算结果一致。从沉降槽曲线同时可以看出，在隔离桩外区域，右线地表沉降值远小于左线地表，这与左线地表隔离桩设置存在的缺陷有关，由于一个大树的存在，左线隔离桩未能按设计要求闭合，隔离桩外区域的地下水位下降较大，地层因失水产生的固结沉降较为突出。

3结语

随着中导洞及左导洞掌子面的相继到达，试验房前部的沉降测点以较大的沉降速率下沉;随着隧道向前掘进，试验房后部的沉降测点的沉降速率逐渐赶上并超过试验房前部的沉降测点，使试验房沿隧道纵向上的不均匀沉降得以朝着有利于施工开挖的方向发展，降低了隧道施工给试验房带来的风险。左右导洞开挖对正上方地表产生的沉降影响相差不大，测点累计沉降值都在－50mm以上;而隧道左线由于没有形成封闭隔水带，隧道施工开挖对上方隔离桩以外的地表沉降产生较大影响。试验房前的帷幕注浆、基底加固注浆这两项注浆施工，对抑制试验房的沉降速率有一定的效果。对试验房进行补偿注浆施工，监测成果表明采用合理的注浆手段，可以使房屋得到抬升，从而达到对房屋进行纠偏的目的。

作者：胡春娇 单位：陕西隧道施工总队