隧道工程浅埋暗挖法施工要点张占敏

隧道工程浅埋暗挖法施工要点张占敏

张占敏

中铁北京工程局集团第五工程有限公司浙江省杭州市311000

摘要：随着地下工程规模的扩大，隧道暗挖已经成为了城市发展的必要施工手段，浅埋暗挖法施工工艺在隧道作业中具有得天独厚的技术优势，对其做应用推广能为我国隧道工程建设带来极大助力。因此本文以浅埋暗挖法施工的原理与特性为研究出发点，对其在隧道施工中的施工技术工艺与具体应用手段，做详细的探究分析。

关键词：隧道工程；浅埋暗挖法；施工要点

1、前言

隧道施工因其地质环境复杂与不可预见性因素较多等特点，造成其施工作业困难而风险性较大，因而在选择暗挖工程工艺时就应格外注重，以防范施工风险与控制作业质量为目标要求，选取适合于隧道暗挖施工的技术工艺，以维护工程建设安全与效率。

2、浅埋暗挖法施工概述

2.1浅埋暗挖施工技术原理

浅埋暗挖法在隧道工程里通常应用在浅埋软质地层施工中，其具体作业流程是经由对施工地层适当的加固处理，以调整地层围岩的承载性能，同时使用短进尺进行挖掘作业，以及时建立起工程初期支护结构并封闭成环，并由围岩与初期支护结构形成统一支护体系，承载其隧道施工的压力负荷，并在其变形作用趋于稳定后予以二次模筑衬砌，以实现对隧道工程的有效施工。其中初期支护结构负责承载施工负荷，而二次衬砌则作为防范风险问题的安全储备手段，并以初期支护与二次衬砌构成特殊负载体系。

2.2浅埋暗挖施工技术特性

浅埋暗挖法这一先柔后刚、逐步支护建设的新式负荷支护技术方法，能较好地解决隧道施工中的安全隐患问题，其主要适用于各类含水量较小，且不适宜做明挖施工的地层结构。同时城市地面建筑密集、地层管线复杂等地区，隧道施工同样适于使用浅埋暗挖技术。其技术将地下隧道暗挖成型，同时初期支护与二次衬砌均在地下空间内进行，对地面城市交通影响较小，无需中断其交通运行，而且浅埋暗挖施工依据实际隧道工程条件与作业情况，及时调整修改各类施工技术与设计数据，对各类隧道工程情况的适应力较强。

3、浅埋暗挖法技术工艺分析

3.1挖掘技术手段

浅埋暗挖技术在作业进程中应依据隧道工程实际条件、环境与施工需求，选取适宜工程建设的挖掘技术与掘进手段，并在施工前对所用挖掘手段在施工试验段做反复试验，以验证该掘进技术的可行性与安全性。目前隧道施工中，常用的暗挖技术主要有台阶法及特定条件情形下的特殊分布挖掘工艺。

在城市大断面隧道或山岭隧道工程中，通常使用中隔墙台阶工艺或单侧壁导坑工艺进行挖掘施工，而城市地铁站、停车场的隧道工程则一般使用柱洞法或侧洞法进行掘进作业。同时在隧道浅埋断面尺寸较大的情形下应尽可能不使用全断面挖掘方法，各类暗挖工艺在施工作业中应最大限度减少对隧道围岩的干扰影响，防止可能出现的安全隐患问题。挖掘施工应尽量使用人工作业或机械掘进的方式进行，若需采用爆破手段开挖作业，也应选取短进尺、弱爆破的方式予以施工，同时对整个爆破进程做振动观测与监控，控制爆破进尺不超出1m的限制范围。

3.2支护技术手段

在整个浅埋暗挖法施工进程中，其支护作业应尽量提早进行，同时支护刚度也应依据实际施工情况做适度增强，从而有利于施工单位有效管控隧道地中与地表的变形或沉陷问题。工程所用支护手段除基本的前期支护与二次衬砌之外，还需对其施工前方围岩情况改进现有支护技术，或是调整支护时间等。浅埋暗挖技术在隧道施工中通常使用复合式支护结构，其整个支护作业结构设计主要分为以下三类情形。

（1）隧道工程的初期支护结构承载全部施工负荷，二次衬砌则主要作为预防施工风险的安全储备手段。

（2）初期支护结构与二次衬砌共同承载施工负荷，其中初期支护结构仅是整个隧道施工的临时支护方式，由二次衬砌完成工程施工负载任务。

（3）隧道施工所设计的支护结构与方式，依照具体工程实际情况与反馈数据，在施工进程中做不断的调整完善。

4、隧道施工中浅埋暗挖法技术工艺的实施要点

4.1隧道施工中浅埋暗挖真空降水技术应用

隧道工程的首要施工环节就是对隧道做挖掘。目前在隧道挖掘阶段最常遭遇的问题就是地下水位过高，需要在施工前对地下水做降水作业。而整个降水作业进程中，不仅需要确保降水速率以满足隧道工程建设工期，同时还要保证降水成效，令降水作业后隧道不会再出现反水问题，避免其现象影响隧道施工效率与安全。而将真空降水技术应用到浅埋暗挖法的降水作业中，可利用其技术把抽水管井与真空泵结合运用的特性，令管井前段生成一段真空环境，把地下水直接压入到管井之内，从而有效提升地下水的抽水速度，优化隧道降水作业效率。真空降水技术在隧道浅埋暗挖施工中，主要是应用于粘土层与砂土层的地下水抽水作业，同时在技术应用时应依据实际降水土层特性，选取合理的真空抽水方式，以确保真空降水技术的效用得到充分发挥，从而为随后的隧道挖掘作业提供安全的施工水文环境。

4.2隧道施工中浅埋暗挖洞口施工技术应用

隧道洞口运用浅埋暗挖技术一般分为平洞与竖井两类形式，启动口施工技术的选择主要依照隧道工程所处地质情况而定，当前平洞施工主要使用排桩支护技术，而竖井施工则以金属格栅钢架支护手段进行。

4.2.1平洞排桩施工应用要点

（1）清理地下障碍物。在排桩支护施工中如遇有大型卵石层、孤石时，一般使用套管护壁处理，首先抽干套管内部积水之后使用十字锤等工具将障碍物击碎，并将残余碎片取出。若其障碍物埋藏位置较浅，施工单位也可直接进行人工处理，使用锤击或爆破手段粉碎孤石等障碍物，再将其碎石用抓斗等工具取出。

（2）导墙作业。平洞排桩施工中的导墙面应尽量保持平整，以维持钻机的基座水平，并进一步确保钻机成孔的垂直度。通常导墙模板使用成品钢模，并以钢管做支撑，在导墙硂浇注进程中还应注意保持两端对齐，交替进行浇注作业，避免走模问题的产生。

（3）成孔垂直度检验。在成孔作业中应管控好浇注桩本身的垂直度，以保证桩体的品质并维护施工附近的环境条件。同时在整个成孔进程中还应对套管顺直度与桩的垂直度做实施检测，一旦发现成孔垂直度出现偏差应及时进行校正。

4.2.2竖井施工技术应用要点

（1）对含有地下水的隧道施工区域，施工单位应在挖掘作业前对地下水做降水，令地下水位处于挖掘面下方并保持一定的间隔。若隧道施工区域含有砂土层，其降水作业还应使用抽水过滤装置，否则会因抽水过程中含砂率过高造成土体力学性能降低等问题。

（2）施工中废弃土堆应与井筒保持一定的距离，防止因做而已进程中下层土体的压力与孔隙水压的突然增强，引发竖井下沉问题。

（3）对竖井与平洞的衔接结合位置土体，应强化其支护结构，以加固该部分土体防止其出现安全隐患。

5、结语

浅埋暗挖施工技术以其独有的技术特性，较适宜运用在隧道工程作业中，并能有效提升隧道施工的效率与质量，本文通过对浅埋暗挖施工工艺原理、特性以及各类工艺手段的探讨，对其施工优势与应用要点做出详尽分析。同时施工单位也应重视其技术在各类隧道工程中应用局限与不足，扬长避短充分发挥浅埋暗挖法的技术优势，带动隧道工程建设的进步发展。

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