公路隧道施工埋暗挖法施工技术运用

孟 伟

(山西交通建设监理咨询集团有限公司，山西 太原 030000)

1 浅埋暗挖法原理分析

根据浅埋暗挖施工效率分析，浅埋隧道主要是通过进行洞顶埋设深度没有达到隧洞跨2倍的隧道或者某个结构部分，在施工中，其主要是因为受到标高限制的一些城市轨道、山区隧道出口、水利项目下部的结构等。浅埋暗挖施工技术以新奥法为指导思想，在施工环节需要应用多种施工技术进行围岩部分的加固处理，保证围岩具备较高的承载性能，隧道开挖进行支护处理，封闭形成稳定的结构形式，组合形成联合支护体系，实现综合配套使用，达到技术标准和要求。隧道建设施工阶段，需要选择合理的开挖方法、支护方式进行施工，切实提高其结构性能和标准，不会对结构产生严重的危害和影响。隧道洞身开挖作业前，保证地表、边仰坡进行防护和处理，达到超前支护标准。洞身经过开挖作业结束后，保证支护结构的形式和质量符合要求，不会产生严重的围岩结构变形，制作成为稳定性好的圆形结构形式。初期支护施工之后，保证衬砌防排水系统以及结构受力效果合格。

2 工程概况

某隧道项目的两侧开挖段部分的尺寸为9.5 m×5.0 m的结构，埋设深度比较浅，暗挖施工结构部分的混凝土厚度尺寸为35 cm，二次衬砌则将厚度增加到50 cm。在开挖作业进行前，需要对于整个断面实施注浆处理，同时开展大管棚、小导管的注浆超前支护施工，确保结构强度符合要求，为后续的施工作业提供基础，保证项目施工效果和质量达标。

3 浅埋暗挖法工艺流程与方法

3.1 浅埋暗挖法的施工工艺流程

从浅埋暗挖施工方式展开分析，具体的工艺流程见图1。随着现代科学技术的高速发展，隧道监控技术水平得到了很大的提升，很多先进技术、设备以及材料研发和使用，工程技术水平有了很大的提升，保证浅埋暗挖施工效果合格，并且可以使用到多种条件下，发挥出该技术的优势。隧道施工作业阶段，因为现场的自然环境、地质条件等要素，可以结合具体的施工技术和要求，选择相应的辅助措施，保证浅埋暗挖施工可以顺利地进行，不会产生严重的质量问题。

图1 浅埋暗挖法隧道施工工艺流程

3.2 浅埋暗挖法施工方法

目前最为常见施工方式为台阶预留核心土、中隔墙、双侧壁导坑等，每种方法都有独特的优势，也有明显的差异，需要根据不同施工环境和要求选择最佳施工方式。

4 浅埋暗挖法应用到隧道施工的具体情况

4.1 地表加固

地表加固是保证结构强度和稳定性的关键，主要的应用方式就是地表注浆。在注浆开始前，技术人员进入到现场进行全面的勘察，了解水文地质、埋深尺寸、洞身支护等情况，通常情况下，加固施工需要在隧道最大开挖线以45°向上进行，和地面相交的范围内进行加固施工。注浆顺序也非常的重要，先是隧道口向洞身进行，然后再进行周边施工。

4.2 超前支护

很多隧道都建设在山区地带，其出口以及部分洞身会直接穿越沟谷低洼部分的浅埋段部分，会有较厚的土层、破碎岩体，还会有断层破碎带等地质条件很差的情况。因为围岩结构强度性能不足，所以在掘进施工环节极易造成坍塌、变形等缺陷。要想提升隧道工程的安全性，提高质量水平，应该在施工前对于这些软弱地层结构进行超前支护施工，比如超前长管棚、超前锚杆等都是常见的方法。比如管棚加固施工，这是常见的加固施工方式，一般需要在拱顶开挖轮廓线120°范围内向外插入热轧无缝钢管进行注浆施工，可以使得浆液顺利注入到岩层结构内。在规定压力之下，进行填充、渗透、挤密处理，将破碎岩体结构内部的水、空气全部都挤出，然后把浆液填充到内部空间中，组合形成稳定的结构体系，促进承载性能的提升，保证受力条件合格。

4.3 洞身开挖

洞身开挖作业阶段，现场技术人员进行勘察和分析，明确断面的形式和尺寸，掌握地质条件、埋深深度、支护要求，同时还要准备足够的施工材料、设备以及人员，在保证安全、质量、经济等各方面符合要求的基础之下，确定合适的开挖方式。

在开挖作业阶段，考虑到现场的具体情况，保证开挖施工达到质量与安全性的要求。根据工程的要求，在两车道隧道结构中，应用台阶法开展施工，而三车道及以上隧道的形式可以通过中隔墙、双侧壁导坑法开展项目施工。不管是应用哪种开挖作业方式，都要在地层条件符合要求的基础下进行，循环进行开挖作业施工。地质条件较差的路段结构部分，每一次开挖施工的尺寸控制在钢拱架间隔距离1.5倍以内，通常设定为0.5～0.8 m，或者更短。因为开挖进尺较小，所以拱架设置有足够的时间，并且可以立即喷射混凝土组成稳定结构，避免发生坍塌。循环进尺严格控制，各个工序步距随之确定，这样可以停止掌子面开挖施工，喷射5～10 cm厚混凝土可以实现掌子面的封闭处理，避免产生坍塌危害。

4.4 初期支护

经过开挖施工后，导致岩层受力条件出现了很大的变化，围岩应力再次分布，容易造成结构强度的下降。为了有效地预防围岩长期裸露导致强度、稳定性不足，特别是软弱围岩，应该立即应用锚杆、钢拱架、钢筋网进行支设施工，应用混凝土进行结构封闭处理，达到强度性能要求，不会出现岩层结构的风化、变形等危害，使支护系统和围岩形成整体，达到工程结构性能的标准要求。

4.5 仰拱与填充

对于隧道全断面结构部分进行支护施工，达到要求后可以立即进行仰拱、混凝土填充等施工，保证初期支护的结构可以成为稳定的支护形式，使现场施工可以顺利进行。

4.6 监控量测

隧道施工环节，监控量测是主要的环节，对于工程质量的控制有着直接的影响，也是复合衬施工的核心，为整个工程的施工提供基础条件。该工作可以有效地指导现场施工顺利进行，还可以预测是否发生安全事故，从而满足工程安全性标准，且随时掌握和了解围岩与支护结构变形的情况，优化结构性能与技术参数，达到施工工艺的要求，给二次衬砌提供良好的条件，满足支护性能的要求。如果监控量测存在异常问题，应及时反馈给项目作业人员。

5 地面沉降控制

浅埋暗挖技术是以新奥法为基础研发和应用的，主要的施工工序是超前支护、地层改良、注浆加固等阶段，可以保证隧道结构的性能合格，并且做好地层沉降的控制。和新奥法中的沉降控制有着一定的差异，浅埋暗挖衬砌结构刚度性能要求更高，初期支护需要允许的变形量是很小的，所以需要全面提升地层结构承载性能，避免对地层产生扰动等影响。

5.1 加强开挖施工控制

隧道开挖环节，加强监控和管理，如果发现存在沉降等问题，及时采取措施处理，结合岩性条件进行地层加固施工，确保地层结构强度与承载性能合格，不会产生开挖地层移动等严重的情况，可以消除沉降的问题。此外，通过超前注浆等方式保证土质结构强度合格，促进加固效果的提升。

5.2 支护参数的选择

进行必要的支护施工，应该避免产生支护结构损坏，不会导致变形严重的情况，锚杆会对浅埋软弱层结构支护产生不利影响，在顶部空间两侧30°范围内进行锚杆承压施工，此时应该去除锚杆结构，同时还要安装长度为3.5～3.7 m 的超前小导管，且需要插入到破裂损坏岩层的深度超过1 m。在初期支护施工环节，混凝土喷射厚度需要达到要求，过大或者过小都难以保证结构性能合格，这是提升工程承载性能的关键。

5.3 富水地层结构防水

要想有效地消除初期支护表面混凝土平整度不足的情况，确保防水板的整体结构性能合格，避免在初支与防水板结构的内部形成水囊，保证封闭结构的性能合格，一般会利用防水混凝土喷射施工以保证防水性合格，然后在初支和围岩之间进行注浆填充施工，同时在初支表面设置引水盲管，保证渗水引出，切实提升防水效果。

6 结 语

在隧道施工环节，选择符合工程要求的浅埋暗挖法进行施工，明确施工方案和工艺要求，严格执行施工工艺，加强各个环节的控制，保证隧道工程的安全性、质量合格，提高施工的总体水平，为工程项目顺利实施奠定基础。

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