基坑施工对邻近隧道岩土工程的影响探讨

高乐

青岛市市政工程设计研究院有限责任公司  山东省青岛市 

摘要：随着我国经济的高速发展，城市化进程的逐步加快，交通拥堵问题也日益突出。为此，大多数城市的轨道交通设施在这种契机下得到了快速发展。在对城市交通施工中的基坑工程部分进行建设时，应充分考虑对相邻隧道的岩土工程的影响。本文简单阐述了基坑工程施工的现状，分析了基坑施工对相邻隧道工程的影响，提出了相应的技术控制策略，为后续基坑施工建设方案的优化提供了研究方向，以期为我国的施工技术提升助力。

关键词：基坑施工；隧道；岩土工程；影响分析；控制策略

在城市建设进程中，有许多新基坑项目与岩土隧道项目的施工位置相邻。而随着施工技术的不断发展，隧道的岩土施工技术也日趋合理。在对已有的岩土地基进行基坑工程施工之前，需要对隧道岩土的相关数据进行测量、计算与分析。采用新型探测技术可以有效预测隧道内岩土结构的变形情况，并通过数值的比较，充分发挥基坑施工对隧道岩土工程的有利作用。施工单位还需要结合新的建设技术进行施工，以减少基坑工程对隧道岩土工程的不利影响。

1.基坑工程概要

改革开放后，随着社会和经济的快速发展，城市空间的空间也越来越拥挤，已有的建筑和公共设施配置已无法满足人民的生活和社会发展需求。因此，近几十年来，我国城市逐步向着高层和地下两个空间发展。而在开发地下空间时，必然会涉及基坑共生的建设。基坑工程采用的是一种依次进行支护结构、降水处理、土方开挖和回填的施工模式，需要确保在基坑施工的过程中，保护主体结构和周边环境的安全。地下隧道、地下广场、地下街道、地下停车场、地下人防等项目都要进行地下挖掘的施工模式，这些施工环节都属于基坑工程施工的一部分。因此也可以说基坑工程是一项集合了岩土工程、结构工程、岩土工程等工程技术的综合工程[1]。

2.相邻隧道的岩土工程对基坑开挖的影响

基坑开挖对相邻隧道的岩土工程产生了如下影响：

(1)隧道工程中的岩土影响。在基坑开挖过程中，由于地下水位的降低，导致了外壁应力的变化。在这种条件下，要提前进行地下水位预报，并分析地下水在滑坡中发挥的作用。

(2)土壤的运动。在开挖过程中，隧道周围的土壤会发生侧向位移。岩体外侧壁的土压将会被释放，从而对隧道的安全和稳定产生不利的影响。因此，在进行基坑工程设计时，应充分考虑到相邻隧道的岩土变形，从而确定合适的开挖方法和支护形式。在保证施工安全的前提下，应尽可能地减少基坑施工对岩土工程结构的不利影响。

(3)易出现崩塌情况。一般建筑都存在于基坑之上，在基坑工程建设中，建筑物会对隧道内的土体产生额外的荷载。如果不采取适当的保护措施，很可能造成塌方。

(4)容易出现渗流问题。在基坑开挖过程中，很容易出现渗流问题，造成基坑周围的沙土流失，降低了基坑的安全性和稳定性。

3. 基坑开挖对相邻隧道岩土工程影响的技术控制策略

由于受到邻近隧道岩土工程的大量基坑施工影响，加之隧道本身对临近施工工程具有高度的地质敏感性，使得大部分运营线路在基坑建设的影响下出现了一定的结构缺陷和安全隐患。在实际工程中，为了保证基坑施工和相邻的隧道的安全，应该研制出一套有效的控制措施。

3.1施工计划的最佳化

在基坑开挖过程中，通常采取基坑分段卸荷法、隔断法、基坑支护和基坑加固等施工方法。

(1)基坑分段卸荷法。基坑开挖的卸荷效应是显著的，其位移场的影响范围很大，传统的大开挖方法很难对其进行有效的控制。在分隔桩明挖基础上，采用隔板桩法将基坑划分为多个小基坑。在深度大的基坑中，采用分段开挖法可以减小单坑的长宽比，从而充分利用小开挖的空间效应，对支护结构及地基的变形进行有效地控制，以减少对相邻隧道的影响，分段开挖的方法在实际的施工中得到了广泛的应用[2]。

(2)隔离的方法。即在基坑与相邻的隧道间设置隔断结构，通常采用隔离桩或墙体，这种隔断结构可以在一定程度上阻断因施工干扰而产生的位移问题，从而达到对隧道结构变形的控制。在相邻的大基坑工程中，采用近距离隔离桩的方法可以起到一定的抑制效果。在一定的距离内，由于隔离桩的“牵引作用”，会对隧道的变形产生不利影响。隔墙结构的作用与结构强度、尺寸、安装形式、相对间隔等因素相关，在工程中应根据施工现场情况进行区别运用。

(3)基坑工程中的基坑支护和地基加固法。基坑支护一般采用地下连续墙、钢板桩、钻孔咬合灌注桩、SMW工法桩、内支撑体系和联合支护等方法。地基加固一般采用水泥土墙、高压旋喷桩、袖阀管灌浆、三轴水泥搅拌桩等方法。三轴搅拌桩施工对基坑周围环境的扰动影响相对较小。在施工过程中，应充分考虑到隧道的相对距离，并尽量减少工前扰动。

3.2加强保护

在实际运行的隧道结构中，为了控制隧道变形、治理相关的病害，通常采取注浆加固、内张钢圈加固、新型材料加固等技术措施，对隧道工程进行加固处理，其方法如下：

(1)采用注浆法进行加固。针对隧道施工特点、变形现状和病害发展趋势，采用微扰动注浆技术，以减小对周围土的干扰。目前，在隧道工程中，注浆加固技术已经得到了很好的应用，但在实际施工过程中，注浆控制不当和二次干扰的问题仍然需要得到重视。

(2)内张钢圈加固的方法。通过整环、半环钢圈的足尺实验，证明了采用钢圈进行的钢筋混凝土加固可以显著地改善整个结构的刚度和强度。但是，由于钢圈结构自身重量较大、施工操作难度高等原因，使得这种方法在工程上的应用并不普遍。

(3)使用新型材料进行加固的方法。目前，常规的加固方法已经不能满足隧道工程的精细施工和对结构的细微变形控制要求，因此出现了很多新的加固材料。高效复合砂浆喷筑法、粘贴复合空腔加固法等技术也在不断地推广和应用。

3.3隧道、基坑施工监测技术

为了解决相邻地下基坑工程建设中存在的问题，需要研制出一套自动监测系统，实现对隧道岩土和基坑工程的实时监测，以达到提前对工程的安全风险进行预测的目的。其中，静力水准监测系统、高精度测量机器人、分布式光纤传感网络和图像扫描与处理系统为主要的操作路径与技术手段[3]。

高精度、高效率的智能自动监测系统，不但使变形监测技术得到了质的飞跃，更与新的结构损伤检测技术相结合，为隧道结构健康监测系统的发展提供有力支持。在此基础上，新研发的一种基于无线传感、光纤、自动化控制、 ZigBee、GPRS/5G等技术相结合的方法，更是构建了一套实时采集、传输、分析和反馈的地下隧道信息智能化监控平台。近年来，随着网络结构和运算能力的不断提升，卷积神经网络、递归神经网络等深度学习技术正逐步在数据后期处理中得到应用。

信息技术、物联网技术、可视化技术、卫星定位技术、网络通信技术、智能设备技术和人工智能技术在基坑工程领域得到了更多应用。针对日益复杂的基坑附近隧道岩土工程建设中存在的问题，应对周期调查和日常巡查的工作进行相互区分，重点关注危险地段。在建设基坑工程附近的运营隧道与相邻建筑之间建立监测联动机制，实现信息共享。

结束语：综上，基坑工程施工单位，需要在施工之前进行严格的施工计划设置，对施工地段的隧道岩土工程的情况、地下水情况、土层地质情况等进行严格监测和检测，选择最适合的施工方案进行施工。同时还应注意对新型施工方法的研究，提升施工技术水平，积极加强对新技术、新材料的研究与使用。

参考文献：

[1]贾兴明,来高峰,彭琦,王立峰.基坑施工对邻近隧道岩土工程的作用[J].工业建筑,2021,51(12):178-178.

[2]邓崴.基坑施工对邻近隧道岩土工程的影响探析[J].江西建材,2021(05):159+161.

[3]郑刚.软土地区基坑工程变形控制方法及工程应用[J].岩土工程学报,2022,44(01):1-36+201.