市政工程地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用研究

市政工程地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用研究

刘济周

中咨工程管理咨询有限公司西安分公司   陕西西安710000

摘要：本文结合实际工程案例，探究浅埋暗挖技术的应用方法和管理措施。在地铁隧道施工中，通过隧道开挖、支护、衬砌防水施工与混凝土浇筑等技术应用，使地铁建设质量得到切实保障。同时，在施工中还应注重安全管理，有效预防水灾、火灾和土石方坍塌等引发的安全事故，使施工任务安全圆满的完成。

关键词：市政工程；地铁隧道施工；浅埋暗挖技术

引言：当前城市建设规模不断扩大，地上土地资源有限，为了缓解交通拥堵情况，地铁隧道工程数量逐渐增加，有效解决出行需求与城市空间相矛盾的问题。在地铁隧道建设期间，不同地质条件所用技术不尽相同，浅埋暗挖法具有造价较低、灵活性强等优势，技术核心在于管超前、严注浆、强支护、快封闭，能与其他技术协同应用，逐渐得到广泛应用。

1工程概况

以某市地铁14号线为例，地点位于市中心，交通流量较大，道路东西向延伸，隧道位于交通主干道下方，线间距为15m。X站为双层暗挖结构，属于换乘站，14号线位于下方；Y站采用明挖结构，埋深较浅，线路为南北走向，单向坡，两侧高度差为10.36m。从X站到Y站为上坡，最大坡度为25‰，施工难度较大。隧道所处地形较为平坦，最大地面高差为4.62m，区间顶板埋设位于15.2m—9.5m之间，开挖段砂层稳定性较弱，为满足工程要求，经过建设、施工和设计方共同商讨，最终决定采用浅埋暗挖技术，并在各施工环节综合运用台阶施工法、CRD施工法等，提高整体施工效果。

2浅埋暗挖技术的应用方法与管理要点

2.1隧道开挖

该项目所处位置地下水位较高，隧道开挖时应注重隧道降水工作，不但要控制降水速度，还要提高降水施工质量。对此，可将真空降水技术引入进来，在隧道抽水中，将抽水管与真空泵联合应用，并保证管井前端预留一段真空，便可将水直接压入管井内，提高抽水效率。在浅埋暗挖施工中，还可采用辐射井降水技术，可使隧道内水位降到最低。与前一种技术相比，其区别在于隧道中安插一个直径较大的井，并在井壁结构上植入一些排水管道，可将抽取的水流入井中，再利用功率较大的抽水泵，将大井内的水集中抽出，节约水泵安装数量，提高利用率。在开挖期间利用人工铲掏孔提前预报地质情况，孔洞深度至少为6m，随着开挖深度逐渐加大，还要配合开展地质探孔工作；在开挖进尺阶段，综合分析支护格栅钢架的间距、外部条件、建设要求等，针对特殊路段可采用一榀格栅钢架间距开发，针对地面荷载较小的路段，则利用二榀格栅钢架间距开挖[1]。

2.2隧道支护

在隧道支护中，采用超前支护技术，通过大管棚、小导管进行支护，在施工中注重钻孔外插角度控制。大管棚设置在断面变化较大的位置，该项目在竖井进横通道马头门处安装大管棚，利用、为5mm的热轧无缝钢管，横通道马头门位置的管棚长度为9m，区间正线处管棚长度为12m。在管身上钻6—8mm的孔，以梅花形布置，孔距为30cm，确保管棚注浆期间，浆液能够迅速扩散。该区间采用吹管顶入法，将高压风管安插到管棚中，吹出砂子，再将冲击钻顶进30—50cm，如此循环，完成大管棚打设。小导管利用直径为42mm的热轧钢管，为3.5mm，长度为2.5m，每两榀格栅打设一环，间距为30cm。根据砂层地质特点，采用引孔打入法，先用20mm高压风管吹孔，再将导管插入，外露部分用棉纱封堵，以免喷射混凝土使管口阻塞。该项目中临时支护采用型钢支护技术，其核心在于对台阶法临时仰拱支护，注意格栅钢架连接点的控制，使不同作业面能够创建临时闭合受力体系；在初期支护阶段，以喷射早期混凝土、注浆锚管、锁脚锚管为主，采用锁脚锚、连接筋等，使格栅钢架安装到指定位置。

2.3衬砌防水施工与混凝土浇筑

在基面处理中，先对锚管尾部、外漏钢筋妥善处理，使基面处于平整状态；然后敷设防水卷材，确保卷材摊铺平整，用射钉紧固，将防水垫圈安装在射钉处，预防此处漏水使卷材脱落。在仰拱防水过程中，工人可直接摊铺防水卷材，边顶拱防水应利用台车人工铺设，在绑扎钢筋之前，将细石混凝土铺设在下方，再将临时性移动保护板安装在边墙处，以免防水卷材受损。在二次衬砌混凝土浇筑中，所用技术如下。

（1）分块程度控制。结合工程需求将分块长度设定为9m，利用钢模台车浇筑，对单线A型和B型断面边顶拱混凝土，C和D型断面利用定型小钢模浇筑，区间右侧隧道采用100块浇筑，左侧隧道用90块。

（2）明确边顶拱与仰拱的界线。该界限优先考虑低位，缩短仰拱边墙混凝土浇筑时间，在浇筑中可能产生气泡，可在轨面线30cm以下位置，利用定型翻转模板施工，待拆模后立即抹面处理，预防气泡产生[2]。

（3）振捣器定位。顶拱利用钢模台车浇筑，使浇筑长度控制在12m左右，面板厚度为7mm左右，利用振捣器联合作业，提高浇筑质量。在边顶拱模板设计中，综合考虑排气孔下料、观察孔的位置设定，可采用一孔多用法，为后续施工提供便利。该项目采用附着式振捣器，根据设备启动和关闭顺序与时间，采用下山法浇筑混凝土，将台车位置与堵头靠近，用铁丝固定PVC排气管，保证仓面顶拱位置混凝土浇筑密实；两侧墙混凝土浇筑可由台车窗口进入，对称下料，合理控制下料高度；在浇筑中利用冲天管入仓，顺着洞线方向，由低到高换管，使拱部混凝土能够填充紧密。

（4）远程监测。隧道施工是在地下开展，且该工程并非从单一方向开挖，在浅埋暗挖技术应用中，需要对整体施工远程监测，包括隧道强度、沉降量等指标，一旦发现异常应立即停工修正，以免引发安全隐患。

2.4安全管理要点

隧道工程常见的安全事故为土石方坍塌、水灾事故、火灾事故等，在科学使用施工技术的同时，还要加强安全管理，使工程安全顺利完成。

（1）土石方坍塌预防。施工前单位应做好地质超前预报，加强施工阶段地震监测，及时将监测结果上报；针对地段地质剖面图、勘测报告深入探究，在必要的情况下，还可利用钻孔探测全方位勘查，为地铁工程开展提供全面真实的数据支持，预防施工中和后期坍塌事故产生。

（2）火灾预防。该项目在地下开展，环境湿度较高，可能因设备短路、电阻过大等引发火灾，加上隧道内通风量大，火灾发生后会迅速蔓延，不利于逃生。对此，要求全体参建者树立防火安全意识，定期检查设备、线路连接情况，密切监控隧道内易燃易爆气体浓度，并配备充足的消防设施[3]。

（3）水灾预防。隧道开挖需要用到爆破技术，使周围岩石状态发生改变，地下水渗流的流经随之而便，出现渗漏水情况。工程可能因地下水汇集隐藏水库，引发涌水事故，在未及时排放情况下造成水灾。这就要求施工前设定具有代表性的勘测点，提高勘测准确度，合理选择防水材料质量，杜绝伪劣产品，确保施工质量与安全。

3.结论：综上所述，在地铁隧道工程建设中，施工人员应全面勘察现场地质条件、管网埋设情况，结合工程实际选择施工技术，确保设计方案适用于具体工程。在浅埋暗挖技术应用中，先采用真空降水技术抽干水分，为隧道开挖提供技术助力，再利用大管棚、小导管支护、衬砌防水施工与二次衬砌混凝土浇筑等，确保整体工程质量符合预期要求。

参考文献：

[1]汪国锋,李光.浅埋暗挖法在北京地铁隧道施工中的应用研究[J].铁道标准设计,2020(12):33-35.

[2]黄俊,张顶立,陈来生.富水软弱地层地铁隧道浅埋暗挖施工技术[J].岩土工程技术,2021,18(006):295-298.

[3]郝忠院.地铁隧道浅埋暗挖法施工预加固技术及其应用研究[D].西安科技大学,2019.