淺談既有道路下方暗挖施工導致道路沉降的處理措施

吳楠

摘 要：隨著城市道路的建設的快速 發(fā)展，城市內(nèi)的道路建設也隨之增加，作為城市血管的各種管道也越來越多，不可避免的就出現(xiàn)很多既有道路下方新建管道的情況。雖然近年來我國大力推進城市綜合管廊的建設，但是目前仍然處于起步階段，為避免對道路的破壞，多數(shù)路下管線仍然采用非開挖方式進行施工，常見的有淺埋暗挖法、頂管法、水平定向鉆進法、盾構(gòu)法等。隨著既有路下新建管線施工的增多，受到施工工藝、地質(zhì)水文條件、外部荷載、天氣條件等多方面共同影響下，造成既有道路沉降超限的案例也時有發(fā)生。沉降超限嚴重時會造成道路結(jié)構(gòu)破壞，進而引發(fā)道路安全事故。本文以親歷工程為例，簡要介紹了該工程道路結(jié)構(gòu)受下方暗挖施工的影響出現(xiàn)的不均勻沉降情況，從不密實地層注漿加固及道路結(jié)構(gòu)分級修復兩個方面介紹了本工程道路沉降的處理措施，最后通過地質(zhì)雷達檢測和路面監(jiān)測作為處理效果檢驗提供了依據(jù)，驗證了處理方式的可行性，也為類似工程提供了借鑒思路。

關(guān)鍵詞：道路沉降;暗挖;地面注漿;道路結(jié)構(gòu)分級修復

隨著城市道路的建設的快速發(fā)展，城市內(nèi)的道路建設也隨之增加，作為城市血管的各種管道也越來越多，不可避免的就出現(xiàn)很多既有道路下方新建管道的情況。隨著既有路下新建管線施工的增多，受到施工工藝、地質(zhì)水文條件、外部荷載、天氣條件等多方面共同影響下，造成既有道路沉降超限的案例也時有發(fā)生。

沉降超限會導致道路結(jié)構(gòu)變形起伏，影響行車舒適性;嚴重時更會造成道路結(jié)構(gòu)破壞，進而引發(fā)道路安全事故。因此，解決和處理欠固結(jié)地層暗挖隧道對道路沉降的影響具有一定的工程價值。

本文以親歷的道路工程為例，簡要介紹了一些道路沉降修復處理措施，為今后類似工程情況提供了一些參考思路，具有一定的工程意義。

一、工程概況

1、工程簡介

本次道路工程，道路結(jié)構(gòu)層厚度為70cm，做法為三層水泥穩(wěn)定碎石基層，三層瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)。該段道路在完成路基、基層及底面層的施工后，交由暗挖施工單位進行路下暗挖施工。

因規(guī)劃及手續(xù)等一系列問題，導致暗挖施工晚于道路施工進場。暗挖工程全線采用淺埋暗挖法施工，沿道路永中以南8.5m的主路下方與道路順行。

在暗挖施工結(jié)束后，經(jīng)現(xiàn)場路面監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，隧道上方的道路結(jié)構(gòu)逐漸出現(xiàn)大面積不均勻沉降現(xiàn)象，并且已經(jīng)超過沉降控制值。為確保道路安全，應對道路沉降問題進行了處理。

2、工程地質(zhì)條件

根據(jù)對現(xiàn)場鉆探、原位測試與室內(nèi)土工試驗成果的綜合分析，在本次勘察的勘探深度范圍內(nèi)的地層，按成因類型、沉積年代可劃分為工人堆積層、第四紀沉積層兩大類，并按巖性及工程特性劃分為5個主要層次。房渣土、碎石填土①層粉質(zhì)粘土素填土①1層細砂土填土、粉砂素填土①2層、粉土②層、粉質(zhì)粘土②1層、黏土②2層、卵石③層、細沙、粉砂③1層、粉土③2層、粉質(zhì)黏土③3層、卵石④層、粉土④1層、粉質(zhì)黏土④2層、細砂④3層、卵石⑤層。

根據(jù)地勘報告，本工程地表以下20m范圍內(nèi)未見地下水

二、施工解決方案

1、不密實地層地面注漿加固

首先，現(xiàn)場采用地質(zhì)雷達對既有道路下方的土體情況進行探測，根據(jù)雷達探測結(jié)果，道路下方出現(xiàn)大量的不密實土體病害區(qū)。經(jīng)研究討論認為，應對不密實區(qū)進行注漿加固處理，并根據(jù)雷達檢測結(jié)果確定注漿的范圍和深度。

現(xiàn)場采用地面注漿方式，注漿孔采用鑿巖機成孔，直徑5cm，注漿孔采用梅花狀布置孔間距3m，鉆孔至病害區(qū)深度后，插入注漿管壓漿，漿液采用水泥漿，水灰比1：0.5。為防止注漿造成周邊的既有管線破壞及道路隆起，選擇的注漿壓力較小取0.1MPa.注漿采用注漿量控制，經(jīng)現(xiàn)場試驗段測得單孔注漿量約為0.8～1m3。注漿完成以后，從地面上向注漿孔內(nèi)灌注水泥砂漿，填至地面高度。

2、道路結(jié)構(gòu)分級修復

在不均勻沉降的影響下，該段道路結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的變形和破壞，需對道路結(jié)構(gòu)進行修復。通過現(xiàn)場研究和討論，決定采用三級修復方式，針對不同沉降量采取不同的修復方式，已提高經(jīng)濟性。

（1）路面沉降值在1cm以內(nèi)

當?shù)缆烦两抵翟?cm以內(nèi)時，沉降值屬于允許范圍，無進行任何修復處理，在上面?zhèn)葘訛r青混凝土施工時找平即可。

（2）路面沉降值在1cm～5cm之間

當?shù)缆烦两抵翟?cm～5cm之間時，原道路基層和面層依然可用，只需將底面層銑刨至同一高度后重新加鋪即可。

現(xiàn)場施工時，將下面層統(tǒng)一銑刨至原設計頂面高程以下5cm的高程，再加鋪5cm瀝青混凝土找平。

（3）路面沉降值在5cm以上

當該段道路的累計沉降值大于5cm時，因為下方存在不密實病害區(qū)進行了路面鉆孔施工的區(qū)域，認為該段道路的基層及面層發(fā)生了嚴重的剪切破壞，其承載力已不能滿足原有道路設計的要求，必須破除原有道路，并重做結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)場施工時，對新舊道路接茬處，在上基層設1m寬度搭接臺階，并在上面層和上基層的底部設置1.5m寬度的玻纖格柵，防止反射裂縫。

三、處理效果驗證

1、注漿效果地質(zhì)雷達檢測

注漿完成后，對處理后的病害區(qū)進行二次雷達檢測，以確定地面注漿效果是否滿足要求，驗證土體不密實病害是否消除。

根據(jù)雷達檢測報告結(jié)果，在完成注漿后，處理區(qū)的反射雷達波形已較為規(guī)則和連續(xù)，土體不密實的病害已消除。

2、道路沉降監(jiān)控量測

針對道路結(jié)構(gòu)進行分級修復后，對道路全線進行了路面沉降監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示，截止目前為止該段道路已正式通車運行了一年，處理后的路面未發(fā)生大面積沉降現(xiàn)象，沉降值均在控制值以內(nèi)，未對行車安全和舒適造成影響。結(jié)果證明，修復處理的方法是較為可行的。

結(jié)論

（1）道路沉降區(qū)下方常存在地質(zhì)病害，如土體不密實區(qū)、空洞等問題。在對道路結(jié)構(gòu)進行修復之前，應先對地質(zhì)病害進行處理，從根本上解決沉降問題。如不對地質(zhì)病害進行處理，在道路結(jié)構(gòu)修復后經(jīng)常會出現(xiàn)二次破壞。一般常采用地質(zhì)雷達探測的方式。

（2）道路沉降修復時應考慮經(jīng)濟性，不能一味的選擇大挖大填，將全部道路結(jié)構(gòu)均破壞重做，這樣既浪費時間影響工期，也不夠經(jīng)濟和環(huán)保。建議針對不同等級的道路破壞程度采取不同的處理措施。