建筑工程施工中深基坑支护的施工技术探讨

丰磊

【摘要】地铁已经成为城市发展不可或缺的重要交通方式，采用大截面暗挖施工方式开凿地铁通道不仅满足地质环境的需求，还不会影响城市居民的正常生活。本文阐述了地铁隧道大截面暗挖施工工艺，就双侧壁导坑法暗挖技术、管棚超前支护技术、大截面暗挖风险控制需要遵循的原则进行了介绍。

【关键词】地铁隧道;大截面;暗挖施工工艺;风险控制

在开展隧道挖掘或其他地下建筑工程时，必须根据图纸开凿出相应的使用空间，然后在其中修建衬砌墙壁，从而对地下空间加以固定。一般来说，具有明挖法和暗挖法两种。采用何种方式，需要在综合分析施工地点的地形地貌及周边自然环境、埋置深度等影响因素后才能决定。

1、地铁隧道大截面暗挖施工工艺简介

决定地下工程是否采用暗挖法的重要因素是基础埋置深度。 一般是指地下设施或空间的基础底面到室外地表面的垂直距离。如果埋置较浅的工程，比如普通的地面建筑，在施工时首先从地表面挖掘基坑或堑壕，修建牢固的衬砌墙壁之后，将额外的空间完全填补，此即为明挖法。与之相对的即为暗挖法，针对一些基础埋置较深的工程，如地下隧道、矿井开采等，在局部范围以开凿洞穴的方式，将大部分工程作业放置于地下，既可以避免“回填”等流程，又不会影响地面设施的正常使用，因此已经在我国很多地下工程中广泛使用。

隧道及地下工程施工时必须注意以下因素：第一，暗挖法施工对地面影响较小的前提在于基础埋置深度必须足够，否则很容易造成地面陷落，从而严重影响工程的正常开展;第二，挖掘过程中必然产生有大量的泥土、碎石以及其他杂物，如何保证将其迅速、安全地运送到指定地点，需要重点考虑。

2、地铁隧道大截面施工暗挖技术简介

2.1双侧壁导坑法暗挖技术

双侧壁导坑法是一种常见的隧道暗挖方式。又可以被成为双侧壁导洞法或眼镜工法。这是因为双侧壁导坑法的施工顺序在地铁隧道更界面的角度看来非常对称，形似在人的面部架起一副眼镜，故而得名，属于新奥法的一个分支，以新奥法基本原理为依据。在进行导坑挖掘时，应该尽量减少对外围土层岩石的扰动，导坑的横断面上部椭圆，下部趋于平行，周边轮廓较为圆顺，与橄榄球形状相似，因此在施工过程中应该注意用力均匀。在设计支护时主要采用格栅钢架，之后将钢筋制成的网片挂在格栅钢架之上，初步确定稳固之后可以喷洒混凝土，形成柔性支护体系。需要特别注意的是，操作必须要快，一旦拖延致使断面不能在规定期间内闭合，会给后续工作带来困难。此举还能对围岩的自主承受能力充分利用，有效防止围岩发生形变。在上述工作完成之后，还应该建立一套完整的监控测量系统，实时关注围岩支护结构的稳定性[1]。

2.2管棚超前支护技术

北京地铁6号线二期工程平交段大截面暗挖采用了典型的管棚超前支护技术，运用该技术形成的管棚呈拱形排布，需要对管棚进行快速打设，具体要求为：选用型号为 ?121×6 且薄厚程度均匀的无缝钢管，在管棚处采用矩形螺纹焊接的方式，从而加强连接的稳定性。管棚的理想间距应该保持在300mm，中心暗挖初支结构的外皮轮廓线应该保持150mm的距离。对倾角的要求如下：管棚的排布方向必须与隧道拱部的全部横截面实现平行，因此管棚支护的打设工艺必须保持足够的精度，如果此项要求不达标，管棚很可能下落从而进入到拱道挖掘的截面中，但是幅度也不宜过大，实际偏差应该控制在0.5%以内。

3、地铁隧道大截面暗挖风险及控制方案

3.1大截面暗挖风险控制遵循的原则

大截面暗挖风险控制需要遵循的原则如下：第一，对超前地质的探测程度必须达到相关要求，并将周围的地质情况全部摸清，发现问题及时制定应对方案。第二，做好超前支护及检查工作，当大截面隧道正式挖掘时，在最短时间内进行封闭。第三，在检测过程中如果发现强层间有积水，应该进行及时的疏通或者通过注浆方式将水清理干净，确保作业环境无水化。第四，在导洞开始挖掘之前，需要对拱脚的牢固程度進行审查，否则一旦土层中的含水量提升，土质坚硬程度下降导致承载力大幅度弱化，势必引发拱脚下沉，从而使拱道发生形变。第五，为了防止挖掘过程隧道出现坍塌等情况，必须严格把控挖掘进度，跟进注浆工作紧随其后。值得注意的是，地面沉降或拱顶脱落的临界力度控制必须留有足够的调整范围，杜绝一切侥幸心理。第六，施工进度应该按照工程图纸严格进行，监控系统在此过程中应该对隧道拱顶、拱脚、两侧拱璧等方向的受力情况进行实时测算，从而便于判断挖掘过程中隧道是否出现变形或是挖掘方向是否出现偏离。通过计算得出的数据如果得到证实，应该立刻对挖掘方案进行全面的调整[2]。

3.2大截面暗挖风险控制的具体方式

如果采用双侧壁导坑法进行暗挖，特别是对“眼镜架构”的每一个小型拱洞设置支护装置时，必须严格执行暗挖规定的全部技术准则。如上文提到的在导洞开挖之前需要对拱脚进行牢固程度审定，当挖掘工作进行到对到洞内的分台阶进行开挖时，同样应该在架构上层的全部导洞中每个台阶的拱脚进行牢固审定。由于上下层距离非常近且土层厚度很可能出现不确定性，因此需要将型号为 ?32 的锁脚锚管顺着拱脚方向打设进去，之后沿全长路段注入泥浆，增强其牢固程度。除此之外，对导洞之间的距离应该反复测算，尽最大努力提升稳定性。通常情况下，处于“眼镜架构”上层的左右两个小型导洞之间的距离应该至少保持在15m智商，同时每个小型导洞必须在规定时间内形成封闭的环形框架;处于“眼睛架构”同一列的上下两个小型导洞之间的距离应该至少保持在3m以上;处于架构中间位置的上下两个小型导洞之间的距离也应该至少保持在3m，最佳数值为5m。处于架构下部的导洞最为重要，与上层小导洞之间的距离至少应该是25m，如果整体架构允许，可以适当延伸至30m。每一个导洞开挖都需要及时跟进注浆，同时予以详细记录，方便对注浆量和注浆压力的监控。

结语：

对于城市居民来说，修建地铁无疑是好事，但是大规模的明挖会导致地面交通堵塞、尘土弥漫，给日常生活带来不便。而通过暗挖法，使大量施工过程在地下完成，能够降低对环境的污染。在施工过程中，施工人员应该严格执行相关流程，对其中的风险加以控制，为人民群众建设出高质量的地铁工程。

参考文献：

[1]程晓刚.超大截面倾斜隧道式嵌岩桩基础开挖施工工艺研究[J].工程建设，2019，51（02）：54-59.

[2]廖雄. 高地应力软岩大跨变截面隧道施工变形机理及其控制技术研究[D].西南交通大学，2018.