浅埋暗挖法在隧道施工中的应用王立中

浅埋暗挖法在隧道施工中的应用王立中

王立中

中铁十一局集团城市轨道工程有限公司湖北武汉430000

摘要：随着经济的不断发展，我国的城镇化进程持续发展，造成城市土地资源越来越紧张，如何使得地下空间很好的被合理利用，已成为许多城市面临的重要课题，隧道在城市基础设施建设领域得到广泛应用，作为城市隧道施工的重要方法，浅埋暗挖法施工技术已经变得日益成熟，因此会被广泛应用于基础设施的建设中。本文详细介绍了浅埋暗挖技术基本原理、特点；对浅埋暗挖法在地铁隧道施工中的应用进行了分析，其目的是确保浅埋暗挖法隧道工程的成功实施。

关键词：浅埋暗挖法；隧道施工；技术应用

引言

在地铁隧道施工过程中的应用浅埋暗挖技术，施工现场根据条件合理进行，不仅不扰民，并且也能起到生态环境保护的作用。隧道施工企业应该不断提高具体的施工技术，尽量避免地面下沉现象的出现；加强对施工现场的监测，以便及时发现问题并解决问题；及时处理施工过程中出现的坍塌事故，并采取各种安全措施，尽量避免各种安全事故的发生。

1浅埋暗挖技术工作原理

所谓浅埋暗挖技术也就是矿山法。在新奥法的基础上进行理论和原理的借鉴，再结合中国具体的工程条件，整合出一套较为完善的修建地铁隧道的理论以及操作方法。该方法和新奥法之间的区别主要在于，该方法更适用于开发城市的松散土介质围岩条件，隧道的直径要小于或者等于隧道埋深，在修建隧道的时候要采用较小的地表沉降。其有着突出的优势，就体现在不对城市交通产生影响，也不产生噪声和污染，且与各种尺寸与断面形式的隧道洞室相结合。在初次支护的过程中，施工人员必须合理设计支护的荷载，同时将二次模筑衬砌作为施工的安全储备，这样一来，工程的稳定性就会得到进一步的提高。同时，在应用浅埋暗挖法进行施工时，工作人员要采用多种辅助方法。如超前支护法，这样可以加固施工地点周围岩石的稳定性，并提高其承受力。或者说，施工人员可以采用合理的开挖方法，使施工地点的各种支护封闭起来形成一个环路，构成联合的支护体系。另外，在施工过程中，工作人员要做好监控测量工作，并将得到的信息及时反馈给其他工作人员。这些人员要利用实际信息，不断调整和优化施工方案，尽量避免塌方、沉降等安全事故的发生，提高施工安全管理水平。

2浅埋暗挖技术的特点

浅埋隧道最大的特点是埋深浅。施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显，对周边环境的影响较大，因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求，使施工难度增加。浅埋暗挖法不仅仅是新奥法的简单应用，而是在其基础上结合我国的实际工程特点、地质条件、水文条件的进一步发展和创新。浅埋暗挖法的技术核心是依据新奥法的基本原理，在施工中采用多种辅助措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，是一种抑制围岩过大变形的综合施工技术。

3浅埋暗挖法的操作原则

浅埋暗挖施工中应坚持“严注浆、管超前、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”这十八字方针，这一整套施工要点准确地概括了浅埋暗挖施工技术。

3.1严注浆。在打超前的小导管后注浆加固地层，能够把砂砾等松散物品快速胶结起来，以便在开挖后不引起坍塌。在导管超前支护后，立即进行压注水泥或水泥水玻璃浆液，然后迅速填充砂层孔隙，凝固后将砂砾胶结成为具有一定强度的“结石体”，使周围形成一个坚固的壳体，增强围岩自稳的能力。此外，严注浆还包括初支背后对注浆和二衬背后的注浆。

3.2短进尺。每个开挖循环距离都一定要短，这样才能做到开挖和支护时间尽可能的短，且由于嵌制的作用和纵向围岩暴露得少，这样才能很好的确保了施工完全。

3.3管超前。主要体现在工作面开挖前，沿隧道的拱部，把超前小导管打入拱部周边按设计起超前支护作用。为防止该结构的倒坍，所以需要提供一个能完成支护的初期时间，而开挖后管道与管道之间的围岩有成拱效应，抑制围岩变形作用，以及管棚本身形成很多的简支梁才能对围岩起支撑。

3.4强支护。采用格棚钢架和速凝混凝土进行较强的初期支护，以限制地层变形，如果想避免去考虑二次支护承力，浅埋暗挖法的网喷支护承载安全系数必须转大才可以。

4浅埋暗挖法在地铁隧道施工中的应用

考虑到地铁隧道都属于浅埋隧道的范畴内，结合浅埋暗挖施工的特点、优点，在地铁施工中得到了广泛的应用。浅埋暗挖法在地铁隧道施工中的应用主要用到了四个施工新技术，这些施工新技术相互支撑、互为补充，促进了整个地铁隧道施工的优质高效进行。

4.1真空降水技术

在地铁隧道施工的过程中，第一个步骤是隧道开挖。而通常在隧道开挖施工中遇到的现实问题是在地下水位较高的情况下，需要首先对隧道进行降水。在降水过程中既要保证降水的速度也要保证降水的质量，要保证降水之后隧道内不出现反水现象。在地铁隧道施工的浅埋暗挖法中，应用了真空降水这一新技术，其技术特点是：在地铁隧道抽水的过程中，将抽水管井和真空泵配合在一起使用，使管井前段产生一段真空，将水直接压入到管井内，提高了抽水的效率。浅埋暗挖法的真空降水技术主要是针对黏土层和粉土层以及砂土层而言，所以在应用的时候一定要结合土层环境，做到有针对性的选用，保证真空降水技术发挥出最佳效果。

4.2辐射井降水技术

地铁隧道施工浅埋暗挖法的辐射井降水技术也是为了最大程度的降低隧道中的水位，为下一步施工服务的。辐射井降水技术与真空降水技术最大的不同在于辐射井降水技术是在隧道中插入一个直径较大的井，然后在井壁上植入若干引水排水管道，使抽水管道的水流进大井中，然后再由大功率的抽水泵将大井中的水集中抽出，这种方法称之为辐射井降水技术。这种技术的优点在于可以使用小管道将小水量汇集在一起，节省了水泵的安装数量，提高了水泵的利用率，实现了小水量抽排的目标。因此，在地铁隧道施工中，浅埋暗挖法的辐射井降水技术的应用范围更广，应用成本更低，效果明显，便于推广和普及。

4.3支护技术

由于地铁隧道施工都在浅层地表以下，所以对隧道围岩的强度和稳定性要求极高，因此需要在施工的过程中选择可靠的管棚支护技术，提高管棚支护强度。在地铁隧道施工浅埋暗挖法中，为了提高隧道支护强度，通常采用超长管棚支护技术。超长管棚支护技术主要是在地铁隧道施工过程中，合理选择管棚的数量和间距，做到二者相匹配，以获得最大的支护强度。从目前的地铁隧道施工来看，超长管棚支护技术取得了一定的积极效果，不但有效提高了管棚的支护强度，同时提高了地铁隧道施工的安全性。因此，超长管棚支护技术作为浅埋暗挖法的重要技术，在实际的地铁隧道施工中得到了广泛的应用。

4.4远程监测技术

在实际的地铁隧道施工中，由于地铁隧道并不是单一方向的，而是一个环形或多种方向的隧道网络，因此在施工及将来的运行过程中，都要采用远程监测技术对隧道的强度和沉降量进行有效测量，如果发现异常，必须马上采取措施进行修正。同样，在浅埋暗挖法应用的过程中，需将施工地段现场勘测当做一项关键性的任务，且要把开挖现场时时刻刻都纳入可监控的范围之中。也需要对隧道进行有效监控测量，通过测量隧道的强度和沉降量偏差，来为后续隧道施工提供可靠的参数，起到很好的技术指导作用。

隧道施工中一般选取位移勘测参数并将其当做信息控制对象。执行基准数值要依据开挖地段的具体情况来确定。当地面建筑受地层下沉的作用而发生明显的变化时，选取抑制下沉的各种方法都没有效果或耗费相当大时，应该再选用增加结构牢固性的方法，且设定适当的基准值。

4.5隧道二衬施工技术

隧道的标准面的确定应采用定型的模板。要以直线段的施工进度和曲线段的半径影响为依据，按9m+3m的形式进行模板的设计，当于直线段开展衬砌施工之时，其长度控制在12m，要进行曲线段施工时，施工应去掉3m，而采用9m的长度。应用定型钢模板来进行混凝土浇筑仰拱，采用丝杠来连接中间，尽量达到净空。要以施工工序的相关要求为依据，可从两端一次向横通道方向开展二衬的施工，主要目的就是要保证正常开展运输和各个工序的施工。到最后，需要对防水层施工加以注意。应有一道防水层设置在初次支衬和二衬之间，一般应用的防水板应控制的厚度、长度和宽度分别为1.5mm、3m，和2m。同时要把缓冲层留在防水板和初次支衬之间，无纺布要多使用。应于缓冲层做好一定数量暗钉圈的预设，以便能够焊接防水板。此外，在隧道施工过程中，应加快施工的进度，缩短相邻施工环节所需的时间，以便有效的控制土城载荷的释放，起到有效降低土层内部的沉降。

5结语

浅埋暗挖技术以其特有的优势在城市地下空间建设尤其是在地铁建设中占有重要的地位。该技术在保证地面交通不中断、管线正常使用的前提下，也避免了传统工法对环境污染较大的现象发生。因此，在今后的地铁隧道施工中，该方法为我们提供一种有益的参考。总之，各个施工企业必须重视浅埋暗挖法的应用，同时还要加快技术创新，优化隧道施工技术，建设高质量隧道，促进我国道路交通事业的顺利发展。相信未来，我国的隧道施工技术一定能得到更好的发展，隧道工程的质量也会进一步提高。

参考文献：

[1]刘德刚.论地铁隧道施工如何应用浅埋暗挖法提高工程质量[J].城市理论建设研究.2011.3

[2]阚志平.简述浅埋暗挖法在地铁隧道施工中起的重要作用[J].科技传播.2010.12

[3]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004.

[4]李福有.黄土浅埋段超大跨度高速公路隧道开挖施工方法比选[J].科技创新导报.2011（12）