高富水砂层下隧道及基坑开挖施工风险及技术研究

摘要

基于国内城市隧道施工过程中地面塌陷事故频发的现状,结合青岛地铁3号线地表塌陷事故案例,分析了事故发生的原因及事故处理措施,从而探讨高富水砂层地质特点及施工风险。为分析富水砂层隧道开挖失稳破坏的机理,提出了基于地层损失理论的饱和砂土液化悬涌塌陷机理。从而进一步分析了在高富水砂层地段不论是在非降水还是降水施工时,都会引起地表沉降,结合Terzaghi有效应力原理和Biot固结理论进行富水地段渗流场和应力场的耦合分析。在理论分析的基础上,提出了“加固-降水”相结合的施工技术:一方面,地层预加固技术加固隧道围岩,提高地层的力学性能,降低渗透性,减少地面沉降;同时,采用降水施工技术将水位降到施工设计断面以下,同时压密地层,提高承载能力,并分析了各种措施的适用范围及特点,对后续类似施工具有重要指导意义。