浅埋暗挖法隧道施工技术的探讨

张亦山

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浅埋暗挖法隧道施工技术的探讨

张亦山

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浅埋暗挖法是第四纪软弱地层内隧道修建的主要方式，其能够加固地层，对围岩自承能力进行合理调动。该施工技术的应用优势在于灵活多变、不拆迁、无交通影响、无环境破坏及较低综合造价等。为此，在隧道施工中得到了广泛应用。本文主要对隧道浅埋暗挖法的概况、施工工艺及注意事项进行了分析与探究。

浅埋暗挖；隧道施工

一、浅埋暗挖法的概况

浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和喷锚作为初期支护手段，按照十八字原则进行施工，称之为浅埋暗挖法。

浅埋暗挖法施工的地下洞室具有埋深浅（最小覆跨比可达0.2）、地层岩性差（通常为第四纪软弱地层）、存在地下水（需降低地下水位）、周围环境复杂（邻近既有建、构筑物）等特点。同时，经过许多工程的成功实施，其应用范围进一步扩大，由只适用于第四纪地层、无水、地面无建筑物等简单条件，拓广到非第四纪地层、超浅埋（埋深已缩小到0.8m）、大跨度、上软下硬、高水位等复杂地层及环境条件下的地下工程中去。

二、浅埋暗挖法隧道施工工艺

浅埋暗挖法在隧道施工中具有较大作用，既能够确保地下管线正常使用、地面交通不中断，同时不会出现传统工法对的污染。在施工中应基于周围环境条件、隧道断面构成、地质条件等来选择适宜的施工工艺，确保隧道施工的安全性。

1、试验段。因为所处区域和隧道施工地段地质结构的不确定性，一般均有必要把一段在地质特性上有普遍性的区域当做示范段，当实施好结构编制、建设方案、实验过程和测量的安排等工作之后，将试验地段提前一段时间开工。把施工进程中发生的地下层和地表面下沉变形、支护构架和围岩承力分布等与地表面的连带作用进行勘测、考量和评估。通过把试验地段获取的相关参数进行逆向分析还可取得更贴近现实的围岩应力数据，并能够凭借这些应力数据做精确的力学分析核算。依据对试验段建设的评估和总结，既可以把原有的施工方案设计做以改进，还能够把测量参数管理基准给与检验。

2、开挖施工。通常对于山区隧道的施工采用正台阶工艺进行；城市里和其周边地带的普通隧道可选取上台阶分区开挖方法或是短台阶方法；城市地下铁道列车站、地下大型停车广场等多跨隧道一般常用柱洞工艺、侧洞工艺或中洞工艺实施开挖工作。在大跨度暗挖车站的施工建设中，就是采用中洞法，先对隧道中间部分进行开挖。施工地段勘测数据要快速编织成曲线图，即画成位移与时间曲线的平面坐标图，在代表时间的曲线横坐标底下标明施工序号及开挖工作面与勘测断面的距离。在曲线比较平稳的阶段，要做数据运算及回归评估，以便估算比较稳定时间段、最大位移数值，把握位移的内在转化的逻辑性。依据勘测执行基准和隧道施工每个区域的下沉变形执行基准实施建设管理。在勘测数值超出执行基准时，必须查找超出标准的理由，特殊情况要将已作出的支护结构加以强化或优化建设方案。在曲线显示反转点时，也就是位移参数发生反常的快速上涨情况时，说明围岩和支护已经出现了波动情况，此时，必须加大监测力度并迅速强化支护结构。

3、支护施工。埋暗挖法开挖的隧道通常都实行重叠式衬砌。在支护编制时应归类为三种情况：（1）初始期支护结构承担整体负荷，第二次支护只作为安全备用考虑；（2）一次支护与二次支护合力承载；（3）初始期的支护只用作施工阶段的暂时性支护，第二次支护当做主体承载构架。编制时要把结构编制、施工工艺、支护模式、配合施工手段等做以整体评估分析，且依托试验给予证实，在隧道开挖的整个阶段依据勘测数据给予持续优化。除此之外，我们还采用岩土铺固技术。

三、浅埋暗挖法隧道施工注意事项

1、施工地段监控勘测。在采用浅埋暗挖工艺方法进行施工时，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。其目的是切实做好工程建设的安全保护和塌陷变形的抑制工作。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。

2、要严格基于国家规范要求，并结合操作流程、专项施工方案来完成模板工程的拆除、安装作业施工，模板及其支撑材料的材质务必要符合施工强度、刚度，确保其位置、形状、尺寸的正确性。为了避免在受力后模板出现下沉或变形，支撑模板的基础应有较大的支撑面积、且坚实。同时，应该将临时固定设施设置在支撑系统工程及安装模板中，避免模板倾覆。值得注意的是，为了确保施工过程保质保量，务必要在上一道工序验收合格之后再进行下一道工序施工。务必要统一设计、统一规划施工现场的用电， 制定完善的触电事故应急预案及临时用电施工方案。同时，做好施工现场用电安全宣传，提高安全用电意识，用电安全提示标识也必须要做好。

3、围岩变形引发地表形变。浅埋隧道由于所埋的深度比较浅，表面覆盖层比较薄，通常条件下，暗挖法施工的影响会较大程度地传递到地表面。要防止地表面建筑物、地下敷设的各类线路管网和地面交通设施受到干扰和损害，一定要充分抑制住地面下部和地表面的下沉和变态。在变形情况方面，既要注意到因为隧道开挖给围岩造成的下沉变形，又要注意到因为围岩的作用给支护结构造成的柔软性变形以及施工各个时期所有基础的下沉所造成的构架总体位移。

4、刚性支护结构或地层性质优化。在实施浅埋暗挖法进行隧道施工时，要把它的支护过程最大限度提前安排，支护的刚度要尽可能地取最大值，这样可以有效抑制地下层和地表面的下沉。在切实选取了恰当的开挖工艺方案和支护措施之后，还有必要采取间断地围岩优化和提前支护等手段。如此可以更有效地抑制底层的下沉变形。

四、结束语

综上所述，浅埋暗挖法作为喷锚暗挖法隧道施工的一种，与新奥法相比，未考虑利用围岩的自承能力，更强调地层的预支护和预加固，适合于隧道埋深小、松散土质围岩条件下、通过控制地表沉降来建造地铁隧道。解决了隧道由于地下障碍物及周围环境（如地表拆迁量大等）等影响无法使用盾构施工、明挖施工时的诸多难题。通过相关隧道施工实践，为浅埋暗挖法小断面隧道施工积累了丰富的施工经验，收集了大量的施工指导数据，为今后类似浅埋暗挖隧道施工具有一定的指导意义。

［1］彭泽瑞，郭建国.北京地铁复―八线土建工程施工技术［M］.北京：中国铁道出版社，2013.