隧道擴(kuò)挖施工技術(shù)方案與風(fēng)險控制引言隨著城市地下空間開發(fā)強度持續(xù)提升，既有隧道因功能升級、通行能力不足等需求，隧道擴(kuò)挖工程日益增多。與新建隧道不同，擴(kuò)挖需在既有結(jié)構(gòu)或圍巖約束下進(jìn)行，施工過程易引發(fā)圍巖擾動、結(jié)構(gòu)變形、周邊環(huán)境破壞等風(fēng)險。因此，需構(gòu)建系統(tǒng)的技術(shù)方案與風(fēng)險防控體系，平衡施工效率與安全，保障工程質(zhì)量。一、技術(shù)方案：從勘察到動態(tài)施工的全流程管控（一）前期勘察與設(shè)計優(yōu)化隧道擴(kuò)挖的前提是精準(zhǔn)掌握既有結(jié)構(gòu)與圍巖條件。需采用地質(zhì)雷達(dá)、鉆孔取芯結(jié)合三維掃描技術(shù)，對既有隧道襯砌厚度、配筋、圍巖完整性及水文地質(zhì)進(jìn)行全面勘察。設(shè)計階段結(jié)合勘察成果，通過FLAC3D、MIDAS/GTS等數(shù)值模擬軟件，分析擴(kuò)挖過程中圍巖應(yīng)力重分布與結(jié)構(gòu)變形規(guī)律，優(yōu)化擴(kuò)挖斷面形式（如橢圓化、馬蹄形調(diào)整）及支護(hù)參數(shù)，平衡施工效率與結(jié)構(gòu)安全。（二）施工工法的適應(yīng)性選擇不同地質(zhì)條件下，擴(kuò)挖工法需差異化設(shè)計：軟弱圍巖段：優(yōu)先采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法或CRD（交叉中隔壁）法，通過分塊開挖、及時封閉成環(huán)，控制圍巖變形。例如，富水軟土地層中，分臺階開挖時需控制每循環(huán)進(jìn)尺（通?！?.5m），并輔以超前小導(dǎo)管注漿加固掌子面。硬質(zhì)巖段：采用臺階法結(jié)合光面爆破技術(shù)，減少對保留圍巖的擾動。爆破參數(shù)需精細(xì)化設(shè)計，周邊眼間距控制在40~60cm，裝藥量降低至常規(guī)爆破的60%~80%，避免震裂既有結(jié)構(gòu)或圍巖。近接既有結(jié)構(gòu)段：采用機(jī)械開挖（如銑挖機(jī)、液壓破碎錘）替代爆破，通過“短進(jìn)尺、強支護(hù)、勤量測”控制施工影響，必要時對既有結(jié)構(gòu)增設(shè)鋼支撐、注漿錨桿臨時加固。（三）支護(hù)體系的動態(tài)構(gòu)建擴(kuò)挖過程中，支護(hù)需遵循“超前支護(hù)-開挖-初期支護(hù)-二次襯砌”的時序，且初期支護(hù)需與既有結(jié)構(gòu)或圍巖形成臨時承載體系：超前支護(hù)：破碎圍巖段采用管棚（φ108mm×6mm，L=10~15m）或超前小導(dǎo)管（φ42mm×3.5mm，L=3~5m）注漿加固，形成超前帷幕，阻隔地下水并增強圍巖自穩(wěn)性。初期支護(hù)：采用“鋼拱架+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土”組合，鋼拱架間距根據(jù)圍巖級別調(diào)整（Ⅴ級圍巖≤0.6m，Ⅳ級≤0.8m），噴射混凝土強度等級不低于C25，厚度≥25cm，確保與既有結(jié)構(gòu)緊密貼合。二次襯砌：待初期支護(hù)變形穩(wěn)定（收斂速率≤0.2mm/d）后施作，采用模筑混凝土（C30~C40），通過預(yù)埋注漿管后期回填注漿，消除襯砌與初期支護(hù)間空隙。（四）監(jiān)控量測與動態(tài)調(diào)整建立“地表-圍巖-結(jié)構(gòu)”三位一體的監(jiān)控量測體系：地表沉降：采用水準(zhǔn)儀監(jiān)測，測點間距≤20m，控制沉降速率≤3mm/d，累計沉降≤30mm。圍巖收斂：采用全站儀或收斂計，每10m布設(shè)斷面，監(jiān)測拱頂下沉與周邊收斂，數(shù)據(jù)異常時（如日變形＞5mm）立即暫停施工，分析原因并調(diào)整工法。結(jié)構(gòu)應(yīng)力：在鋼拱架、鋼筋網(wǎng)布設(shè)應(yīng)變片，實時監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力，確保不超過設(shè)計強度的80%。量測數(shù)據(jù)需通過BIM平臺實時分析，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果動態(tài)優(yōu)化開挖進(jìn)尺、支護(hù)參數(shù)，實現(xiàn)“信息化施工”。二、風(fēng)險控制：多維度防控體系的構(gòu)建（一）地質(zhì)風(fēng)險防控隧道擴(kuò)挖面臨的地質(zhì)風(fēng)險主要包括圍巖失穩(wěn)、涌水突泥。需采用TSP（隧道地震波法）、超前水平鉆探等技術(shù)，提前探明前方30~50m地質(zhì)條件；對富水?dāng)鄬?、破碎帶等不良地質(zhì)段，采用超前預(yù)注漿（如WSS工法）加固，注漿壓力控制在1.5~2.5MPa，確保加固范圍≥開挖輪廓線外3m，形成止水帷幕。（二）結(jié)構(gòu)變形控制既有隧道或新建擴(kuò)挖結(jié)構(gòu)的變形是核心風(fēng)險。施工中需嚴(yán)格控制開挖步序，避免“大開挖、長暴露”，初期支護(hù)封閉時間≤12h（軟弱圍巖）。對既有結(jié)構(gòu)變形超限段，采用“卸載-加固-回筑”工藝：先通過臨時支撐卸載，再采用碳纖維布、粘鋼法加固，最后恢復(fù)結(jié)構(gòu)功能。（三）涌水突泥治理針對富水地層，施工前需進(jìn)行地下水疏排，在隧道兩側(cè)設(shè)置降水井（井深超隧道底5m），降低地下水位。開挖中遇突發(fā)涌水，采用“封堵+引排”結(jié)合：先以速凝漿液（如水泥-水玻璃雙液漿）封堵出水點，再埋設(shè)排水管引排，確保掌子面干燥作業(yè)。（四）周邊環(huán)境保護(hù)近接建（構(gòu)）筑物、管線時，需采用微震爆破、機(jī)械開挖，同時對周邊設(shè)施進(jìn)行監(jiān)測（如房屋沉降、管線位移），測點間距≤10m。對敏感管線（如燃?xì)夤?、給水管），采用鋼套管防護(hù)或遷改，確保施工期間沉降≤5mm。三、工程案例：某地鐵隧道擴(kuò)挖實踐以某城市地鐵1號線隧道擴(kuò)挖工程為例，既有隧道為單線盾構(gòu)隧道，需擴(kuò)挖為雙線大斷面隧道。施工中采用CRD法分塊開挖，超前小導(dǎo)管注漿加固，初期支護(hù)采用I22b鋼拱架+30cm厚C25噴射混凝土。監(jiān)控量測顯示：拱頂下沉最大18mm，周邊收斂22mm，均滿足設(shè)計要求。通過超前地質(zhì)預(yù)報發(fā)現(xiàn)前方富水?dāng)鄬?，提前采用WSS工法注漿加固，避免了涌水突泥風(fēng)險，工程提前15天完工，驗證了技術(shù)方案與風(fēng)險控制的有效性。結(jié)語隧道擴(kuò)挖工程需以“勘察為基、設(shè)計為綱、工法為要、監(jiān)控為盾”，通過系統(tǒng)的技術(shù)方案與動態(tài)風(fēng)險控制，平衡施工