关于浅埋暗挖法技术及其在地铁建设中的应用

徐明

（西安市地下铁道有限责任公司 陕西省西安市 710018）

经济的迅猛发展和城市化进程的加快导致了交通路网的繁杂，地铁在众多交通方式中脱颖而出。目前，地铁建设在城市交通中占据着主要地位。地铁隧道建设以其高难度、高质量要求着施工技术的推进和更新，以保证高效性及合理性。科学技术的平稳发展带动了施工技术的强化和完善。浅埋暗挖法作为重要部分起着不可小觑的作用。

1 浅埋暗挖法简述

1.1 施工原理

浅埋暗挖法沿用新奥法的基本原理，采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系，初期支护承担全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初期支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。应用浅埋暗挖法设计、施工时，同时采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩的自承能力；并采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计，实现不塌方、少沉降、安全施工等，并形成多种综合配套技术。

1.2 应用现状

为追逐经济和社会效益，城市建设速度持续加快，带来的交通拥堵问题也日益显现。传统的地下隧道修建方式，如盖挖法和明挖法在施工中的弊端逐渐暴露：占地面积大、管线拆迁多、交通干扰强以及环境污染严重。而浅埋暗挖法具有突出的优化效果，在避免上述问题的同时，最大限度的为交通畅行提供了保障。浅埋暗挖法尤其适用于地面建筑密集、交通运输繁忙、地下管线密布，且对地面沉陷要求严格的都市城区，如修建地下铁道、地下停车场、热力与电力管线，这项技术方法更为适用。这种工法主要应用在比较软弱的地层中，由于围岩自身的承载能力有限，为减少对地面建筑物和地下管线的破坏，需严格控制地面沉降量。要求初期支护刚度大，支护及时，以减小围岩变形形成的承载力。其要点可概括为管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测、速反馈，即常说的十八字方针。施工初期支护从上向下进行，二次衬砌必须通过变位量测，当结构基本稳定时，才能施工，而且必须从下向上进行施工，绝不允许先拱后墙施工。

1.3 应用特点

浅埋暗挖法在实际施工中有着突出的应用效果，其主要应用特点有如下几点：

（1）对影响环境的程度小。浅埋暗挖法是在地下开展，因此对地上的交通不会带来干扰，建成后还能为地上交通减小压力。同时，由于此法中大型机械设备的使用率不高，进而不会对周边地质或水文环境带来程度深的破坏，也不会对周围居民生活带来噪音干扰和安全隐患。此外，浅埋暗挖法大多是人为施工，避免了大型机械设备对管线的损坏，能够在最大程度上保证管路的完整。

（2）对断面结构的适应强。浅埋暗挖法能够针对各类断面结构进行符合其特点的处理，能够达到理想效果的工程建设实际。该法能够对规则断面结构形状在合理控制的基础上加以优化，使其发挥自身作用，同时还能对断面结构的形状加以调整，以保证施工的可靠性和灵活度。

（3）对实时动态的掌握快。在施工过程中能通过有效的动态监测系统进行信息采集，进而掌握实际地质情况，采取有效措施或技术手段，以达到施工操作真正意义上的落实，提高效率和质量。

2 浅埋暗挖法在地铁建设中的应用

为达到浅埋暗挖法在地铁建设中能够得以合理运用的目的，需对施工中的每个环节都加以关注和掌控。

2.1 竖井施工

竖井是隧道上方开挖的与隧道相连的竖向坑道，是隧道出渣和进料运输线路、也是人员进出通道。竖井的设置应注意其位置、断面形状与尺寸以及施工要求。应选择合适的位置进行施工，以此为满足施工要求提供保障，并且注意管线保护。

2.2 超前预支护

加强对超前预支护的重视程度，确保其在真正意义上发挥保护作用，避免后续出现的安全隐患和质量问题，如出现变形等。超前预支护内容繁杂、要求严格，在管棚、超前小导管注浆、超前小导管以及超前锚杆等方面都要确保其效果的可靠性，能够切实对后续可能出现的现象进行避免。同时要注意对超前预支护进行围岩条件的分析和探究。

2.3 注浆加固

此步骤的实施应以带孔小导管为中心来注浆，保证其在具体支护结构内发挥稳固性作用，以真正达到注浆加固的目的。在注浆加固过程中，应根据地层条件选择浆液，同时兼顾浆液数量和质量，保证应用效果最好，避免因填充不合理导致的支护结构不稳定。

2.4 地层（掌子面）开挖

一般采用人工或辅助机械的方式进行开挖，应用于超前预支护过程中完成的结构部分。通过人工来进行工作，能够对地铁工程起到良好的支撑和保护，同时发挥在地表沉降等问题上的有效控制，应注意的是，开挖顺序应按照设计要求进行。

2.5 钢拱架

当掌子面开挖符合要求，就要进行钢拱架的安装。钢拱架是在喷、锚、网支护中作为加强承载能力的构件，其必须在开挖完成后及时架设，并在最短时间内喷射混凝土覆盖，使喷射混凝土和钢拱架共同受力，尽快提高其承载能力，使承载力的增长速度大于土体压力的增长速度，做到安全施工，钢拱架一般与超前支护配合应用。

2.6 喷射混凝土

此项工作为浅埋暗挖法在施工过程中的重中之重，能够最大程度起到保证结构稳定性的作用。处理顺序为先墙后拱，并进行由下到上的分层喷射，一次完成，喷射厚度可根据喷射部位和设计厚度来确定。施工中应采取措施减少回弹料、粉尘及喷射面的平整密实，为后续施工创造条件。喷射混凝土应在开挖完成后4h内完成，以减少围岩变形。

3 浅埋暗挖法的应用范围

3.1 开挖方式的更新

浅埋暗挖法主要应用于第四纪软弱地层，以正台阶法、单侧壁导洞法、中隔墙法（CD法或CRD法）、双侧壁导洞法等为主。在地铁建设中需结合多项要素进行施工方式的科学选择。

3.2 辅助施工

地铁施工过程中难免遇到不良底层，而辅助施工法正是解决此现象的有效方法。在对辅助工法进行选取时，应结合自身实际工程现状。在加固地层时，要综合考虑一种或多种辅助施工法，以此作为建设优质地铁工程的方法依据。地层加固主要有方法如下：①长管棚超前支护地层施工；②辅助降水；③超前小导管周边注浆；④地面注浆加固；⑤设置临时仰拱；⑥冻结法等。

3.3 实际应用情况

浅埋暗挖法在得到了普遍推广和应用，并以其辅助施工法解决了因地质条件或施工环境带来的诸多难题。北京、深圳和广州的皆采用了此法，先进的施工技术和规范的操作流程将城市地铁建设水平进行了极致展现。切实加快了城市发展进程，为提高其经济和社会效益作出了贡献。

4 结束语

在城市的地下建设中，浅埋暗挖法占据了主导地位。因其对环境的污染低、交通影响小管线保护好等，得到了广泛应用。浅埋暗挖法虽其优点突出，但也存在着弊端，如劳动强度大、施工进展慢等，同时一些技术上的难题仍未破解，如施工人员的技术水平不达标以及高水位地层结构防水难等。因此，在未来应用过程中，应进行详细研究，对辅助工法不断摸索，并注重提升机械化程度，来不断充实和完善法，以实践让其发挥实效，更好服务于社会。