浅析地铁隧道施工中浅埋暗挖技术应用

文/王丹，中国水利水电第八工程局有限公司

0 引言

我国的人口不断由农村向城市迁移，城市化规模越来越大，出现了超大人口的城市，地铁交通与其他交通运输相比，具有流量大、载客多、效果高、安全性好等诸多优势。发展地铁是当前各大城市缓解人口运输压力的主要措施。我国已经有诸多城市加入到地铁交通行列当中，如最早的北京和上海，以及一些一线城市，如广州、深圳、长沙、武汉等。在这种背景之下，加强地铁施工技术是当务之急。

将浅埋暗挖法应用在地铁隧道施工过程中，需要施工人员在进行施工的同时，将多种辅助性手段进行应用，并对周围的岩石和土石进行加固操作，促进相应稳定性的增加，使地铁隧道的整体支护能力得到提升。从而保证地铁工程的施工质量，促进其稳定运行，推动行业的进一步发展。

1 工程概况

某市地铁2号线自起点站至终点站，横跨该市三个区，线路全长29.52km，共设站24个，某区间为第5个矿山法区间。

该市城市轨道交通2号线A站～B站区间起于A站北端，止于B站南端，区间沿南北走向敷设，为左右线分离的单洞单线隧道。区间单线长503.1m，正线线间距14.20m，隧道顶部覆土约9～13m。区间左线中段正上方设置一座竖井及横通道，竖井深约21.4m，正洞及横通道采用矿山法施工，竖井采用明挖法施工。地下水埋深9～11 m。隧道为马蹄形断面形式复合式衬砌结构，初期支护以格栅钢架为主要承载体系。

2 施工原理

在进行隧道施工的过程中，常常会遇到浅埋暗挖施工法，其应用可以在一定程度上促进隧道施工的质量提升，提高隧道的应用稳定性，对行业发展具有重要意义。将这样的浅埋暗挖技术进行应用，需要在施工的过程中，促进岩石自身稳定能力的充分发挥，结合多种支护方法，将相关的机械设备进行应用，例如：网喷混凝土，管棚，锚杆和格栅等，也需要将注浆过程进行及时的回填，使得其与周边的岩石和土石等形成相应的支护体系。促进轨道的安全运行。与此同时，在使用浅埋暗挖法进行施工的过程中，施工人员还要注意将现场检测工作进行安排，要能够根据实际的施工情况，对现场进行全面的监控，保证能够对支护体系的受力变化情况进行全面的及时的掌握，从而有助于施工过程能够有针对性的促进轨道的稳定性加强，促进行业的健康发展。值得注意的是，在应用二衬支护方法进行施工的过程中，施工人员要能够促进隧洞施工的有效完成，保证施工质量和效率。

3 施工原则

浅埋暗挖法在地铁隧道工程施工中应用时，要从下面几个方面的原则上进行分析：首先根据施工地层的情况，地面周边的建筑物特点及机械设备的配备情况，通过比选来确定对地层扰动较小且相对经济、快速的施工方法；其次要重视辅助功法的选择，对自稳性较差的地层，大断面开挖法为优选；再者在地下工程中的挖掘、通风以及防水等施工过程中，要根据地层以及断面的实际情况选择相互适用的设备和机械，保证施工过程的快速性和经济性；并且工序安排要突出及时性和合理性，严格执行浅埋暗挖法 “十八字方针”：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。

4 浅埋暗挖技术在地铁隧道施工中的应用

4.1 试验段施工

在浅埋暗挖施工中，由于隧道围岩的复杂性，不稳定的特点，需要在隧道施工中进行试验段施工。首先，在隧道结构设计、施工方案、试验段等计划后，需要对隧道开挖进行试验，在施工过程中主要检测围岩变形规律，如地面沉降、隧道支护等问题。其次，从隧道试验段施工中获得的施工参数，可以准确地分析围岩的地质类型、岩石性质，从而得出合理有效的开挖方案和支护形式。

4.2 隧道开挖方式

在具体施工过程中，首先需要对开挖方式进行选择。一般来说，对地铁隧道进行施工，都会采用短台阶法或是上台阶分部开挖法进行施工活动的开始。但是一旦所面临的施工地质出现大断面的情况时，则需要采用单侧壁导坑的方法进行施工，也可以使用双侧壁导坑的施工方法进行实现，保证施工过程的顺利进行。而不同的施工的地段也会对开挖方法的选择造成影响。例如：施工地点位于地铁车站附近时，因为其施工空间受到更多的限制，容易对周围环境和人员造成一定的影响，需要施工人员对开挖方法进行选择，采用中洞法或是柱洞法等进行施工，也可以采用侧洞法进行实现，从而能够保证施工过程的顺利进行。与此同时，施工人员还应该注意在进行施工的过程中，尽量减少对施工围岩的破坏力，减少对土质的破坏，增加周边支护系统的稳定性，保证行业的健康发展。

4.3 隧道支护

浅埋暗挖隧道施工通常多为复合式衬砌，支护设计可分为三种不同的情况：第一，利用初期支护来承担所有的荷载，而二期支护则是作为安全的储备工作；第二，将隧道工程初期支护作为临时支护，同时，将二次支护作为隧道工程支护主要结构；第三，初期和二期支护共同作为支护的承载结构，但支护方式的选取应根据工程的实际情况来进行判断，并在施工中根据数据和信息不断进行调整和完善。通常情况下，隧道工程开挖施工是在浅层地表进行的，因此对于地质结构稳定性的要求比较高，一般情况下，隧道工程在浅埋暗挖地段施工中，双层超前小导管。在实际施工过程中，通过应用小导管进行水泥注浆，从而对隧道工程内部土体起到挤压和渗透的作用，当泥浆固结后，即可对土体进行约束，促使围岩结构性能稳定，提高其抗渗能力。

4.4 混凝土喷射

在进行混凝土的喷射作业时，为保证整体质量，需连续进行喷射，故需提前做好喷混前的准备工作。首先需对受喷面进行清理，一般先用高压水冲洗受喷面的浮尘、岩屑，若受喷面遇水容易潮解、泥化时，采用高压风吹净受喷面。喷射前需先检查喷射机和输料管，以及风、水、电等管线路，将喷射机就位并进行试运转，检查喷射机喷头等，确保各机具设备状况良好。喷射的混凝土需严格进行原材料进场检查，严格按照施工配合比配料，喷射混凝土时，采用多台搅拌车运输喷料，以保证连续喷射。混凝土喷射前应先喷一层水泥砂浆，待砂浆终凝后再喷射混凝土，埋设喷层厚度标钉。除此以外，还需要注意的是，在混凝土喷射施工过程中，喷射头应该与喷射面保持垂直，并且二者之间的距离应该控制在0.6～1m之间，且相关人员要注意对水量进行调整，对水灰的比例进行控制，从而确保混凝土的表面光滑润泽，平整无滑移或干斑等现象。若喷射质量检查不合格，则需进行补喷，必要时调整配合比，直至质量合格为止。

4.5 回填注浆

混凝土喷射完成后，当其凝固强度达到工程设计强度的70%以上后，即可进行回填注浆施工，有效控制地面沉降问题。在回填施工中，回填材料为水泥砂浆将初期支护与围岩进行紧密贴合，同时将回填注浆压力控制在0.4MPa以内，需要注意的是，在回填施工中，出浆口与隧道开挖的方向是相反的。

5 浅埋暗挖技术施工中的风险预防

5.1 坍塌的预防

隧道坍塌的诱因很多，可导致坍塌的客观原因可能是地质条件特殊，围岩类别有误，岩石的岩性不准确，或者节理发育方向非常不利等。主观原因主要是初期支护不及时导致裸岩暴露时间过长，由局部塌落引发大规模坍塌；监控量测不到位，未能做到超前预报；以及施工安全意识淡薄等由于疏忽性失误导致隧道坍塌等。施工前要做到细致分析、排查安全隐患，并采取有效预防措施。如环境调查及地质勘察、施工监测，做好数据分析及风险预案。同时加强管理，控制施工活动，规范施工行为，以减少坍塌风险。

5.2 火灾预防

隧道地下施工环境较为潮湿，易造成线路及设备短路或电阻过大等问题引起火灾。隧道施工中一旦发生火灾或断电，由于隧道内通风量大，会加速火势蔓延，加之不良的照明条件，不易于人员紧急逃生。所以要加强防火意识宣教，对线路设备做好排查工作、实时监测隧道内易燃易爆气体浓度并将消防设施配备齐全。

5.3 水灾预防

隧道的开挖爆破容易引起围岩状态改变，进而引起地下水渗流的流径改变，形成隧道渗漏水水源。再有，隧道施工过程中因击穿由地下水汇集形成的隐藏水库也会导致大量涌水事故，一旦涌水不能及时排出就会造成水灾。所以要选取有代表性的地质勘测点，提高勘测的精准度，并参照所有勘察资料进行设计，以防疏漏；严格控制防水材料质量；及时降排隧道围岩出水，确保施工安全。

6 结束语

地铁交通建设对于缓解我国城市交通压力具有极为关键的作用。在地铁隧道施工过程中由于地层损失，对周边环境的影响较大，因此对隧道的开挖、支护、衬砌、排水等提出更高的技术要求。浅埋暗挖技术在地铁隧道中的应用，结合实际地质、水文条件及工程特点进一步发展和创新，以其特有的优势被广泛推广。即保证了地面交通和管线不受影响，也提高了隧道施工的安全性，同时促进了生态环保理念的推广。该技术在地铁隧道施工技术的发展中，为我们提供了积极、有益的参考价值。

[1]刘雷雷.地铁隧道施工中浅埋暗挖技术的应用探讨[J].装备技术，2017(08)

[2]韩凌光.浅析暗挖法地铁施工质量的影响[J].中国标准化，20 17(11)