一、地表塌陷机制及原因分析

从土性实验和工程勘察研究可以发现，在深圳地铁地表塌陷事故发生段隧道工程范围内，土壤含水量大、地层松散且存在空洞。隧道上覆地层中含有厚度6.2一7.sm的砂层，其下为软塑粉质茹土，遇水极易软化。在隧道开挖时极易造成工作面大量涌水，使浸水软化的洞身围岩丧失自稳能力，导致工作面失稳;其上存在厚度2一4m的流动状态淤泥质粉土，稳定性较差。两次地表塌陷的过程中均伴随着涌砂涌水，可见动水压力作用是引发地表塌陷的重要诱因。根据前述的地表塌陷机制分析，在该地层条件下施工时，当开挖高度毛2.22m时，上覆地层可以形成压力拱。但在此类地层条件下，压力拱的稳定性比较差。在突发性因素作用下，极易造成失稳破坏;当开挖高度>2.22m时，上覆地层中的上一级压力拱破坏后，如没有及时采取有效的地层加固措施，则将难以继续形成下一级压力拱。在施工扰动的作用下，极易导致地下水的渗流方向突变，致使垂直方向渗透动水压力迅速增加，使透水性强的砂性土突然液化，形成涌砂和涌水。上覆地层失去了支撑遂处于临空状态，继而导致地面迅速塌陷。施工情况分析两次地表塌陷除与地层条件较差有关外，均与现场施工存在着直接关系。施工过程中，相关人员没有开展有效的地质超前预报工作，对可能发生的情况认识和预测不足。若在旋喷止水加固区内预留一定的保护距离，做好超前地质预报，并针对地层条件及时采取有效的施工技术措施，则完全能够避免地面塌陷事故的产生。未对深部地层沉降进行监测，仅对隧道上方的路面进行了沉降监测，从而错过了采取有效措施避免地表塌陷事故发生的宝贵时间。洞内深孔注浆加固的范围不够，同时洞内注浆的注浆孔间距较大，致使浆液扩散后无法及时交接构成止水环，没能满足止水要求，也没能够有效的加固地层。与此同时，隧道设计选择了超前的小导管进行注浆。然而该区段有较为丰富的地下水，水压较高，存在严重地地下水渗漏情况。选择超前小导管注浆时，则没能达到预想的效果，最终致使工作面局部出现管涌淘蚀现象，并发展为涌砂、涌水，致使在动水压力的作用下，地层中的压力拱结构遭到破坏，继而不能够形成下级压力拱进，从而引起地表发生塌陷。

二、地表塌陷控制措施

做好地质预报应进行地层深部位移监测，并加强洞内监测。有塌陷预兆时及时处理，为避免地表塌陷争取宝贵时间。现场人员若能深刻理解浅埋暗挖法的基本原理，并切实贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”这18字方针，就能有效避免地表塌陷事故的发生。由于土体的松软及蠕变特性，地层中压力拱结构的失稳还受到时间因素的影响。因此在隧道施工中，当出现小范围的塌方时应及时处理，以便促成下一级压力拱的形成与稳定，避免造成更大范围的地表塌陷和塌方。工作面无支护空间是影响地表塌陷的重要因素。因此，在施工中应尽量减少无支护空间，并针对此空间施加预支护结构，这是避免地表塌陷的前提条件。

三、结语

综上所述，为了有效避免隧道塌方及地面事故的发生，应加强深部地层的工作,从而能够及时发现塌方隐患，并采取及时有效的处理措施，避免地面塌陷事故的发生，确保隧道施工安全的顺利开展。

作者：吴贵毅单位：贵州桥梁建设集团，