淺埋暗挖法隧道施工技術的發展

摘 要：近年來，我國各類建設工程項目不斷增多，其中有很大一部分地下工程，如地鐵、隧道等等，這些工程項目的出現，使得淺埋暗挖法施工技術獲得了廣泛應用。采用這種方法進行隧道施工，能夠邊開挖、邊澆筑，并且無需開槽，適用于砂層和粘性土層。目前，我國在淺埋暗挖法隧道施工技術方面的研究取得了一定成果，但是需要進一步改進和完善的地方仍有很多。基于此點，本文就淺埋暗挖隧道施工技術的發展進行淺談。期望通過本文的研究，能夠促進淺埋暗挖法在隧道工程建設施工的推廣應用。

關鍵詞：隧道工程 淺埋暗挖 發展趨勢

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0043-02

1 淺埋暗挖法概述

隧道施工較為常用的方式有明挖和暗挖兩種，并且還有一些輔助方法。其中，暗挖法又分為淺埋暗挖和盾構法兩種，但是由于盾構法的機械設備價格比較昂貴，會增大工程總體造價，所以在大部分隧道工程施工中，都比較習慣采用淺埋暗挖法進行施工。現階段，隨著隧道工程項目的不斷增多，推動了淺埋暗挖法的發展，可以說這種方法是一種獨具中國特色并符合中國國情的施工技術，它的特征是管超前、短開挖、嚴注漿、強支護、快封閉、勤量測。從理論的角度上講，淺埋暗挖法的核心為新奧法，在實際施工過程中采用相應的輔助措施對圍巖進行加固，能夠有效調動圍巖自身的承載能力，開挖之后做到及時支護，并封閉成環，借此來使初期支護與圍巖結構形成聯合支護體，這樣便可以控制圍巖變形過大的情況發生，當初期支護沉降穩定之后，便可以進行二次支護，從而完成整個隧道斷面的施工。淺埋暗挖法最大的優勢是能夠與其它施工方法互相兼容，同時也可作為獨立的施工方法使用，例如，北京的地鐵1號線采用的就是淺埋暗挖與蓋挖法相結合的施工工藝進行修建的。

國外在上個世紀70年代便開始將新奧法應用于淺埋地層的研究，到了80年代初期形成了一套較為完整的技術體系，該技術在城市地鐵隧道開挖中獲得了應用，但是由于國外勞動力相對較少，致使淺埋暗挖技術并未獲得廣泛推廣應用。經過了40多年的發展，我國在隧道工程修建方面形成了自己的技術體系，從最早的單一明挖法，到現在的盾構法、暗挖、礦山法、眼鏡法、淺埋暗挖法的出現，進一步推動了國內隧道工程項目建設的發展，上述這些隧道施工方法都各具優缺點，也都分別具有適合的施工條件。現如今，淺埋暗挖法已在大量的隧道工程施工中獲得了廣泛應用，并取得了顯著的成效。較為常見的淺埋暗挖法為正臺階法，還有一些適用于特殊地質條件下的方法，如CRD法、CD法、超前臺階法、全斷面法等等。雖然淺埋暗挖法具有諸多的優點，但其也具有一定的缺點，如施工速度較為緩慢、施工過程易受施工人員技術水平的影響以及結構防水問題等，這些都是有待于加強和改進的地方。經過大量的工程實踐表明，通過相應的施工輔助技術能夠顯著提高淺埋暗挖的施工速度，并使工程風險有所降低，這也是該方法主要的應用發展趨勢。

2 淺埋暗挖法隧道施工技術的應用發展

（1）中洞法暗挖技術的應用發展。

在對以往施工經驗進行總結，并對國外先進的隧道建設經驗進行借鑒的基礎上，將中洞法暗挖技術應用于北京地鐵5號線大跨度暗挖車站的施工建設當中。所謂的中洞法具體是指先對隧道的中間部分進行開挖，因中洞的跨度都相對較大，在實際施工過程中可以采用CRD法或是CD法，并遵循短臺階、小分塊、早成環的原則進行施工，當中洞隧道的初期支護工作完成之后，應當立即進行二次襯砌，借此來實現對地層結構的剛性支撐，具體施工時可采用洞內逆作法，這樣有助于初期沉降變形的控制，還能對鄰近的構筑物起到一定的保護作用。隧道中洞施工完畢以后，采取側洞法對整個隧道的其它部分進行施工，并確保兩側洞對稱施工，這樣能夠解決壓力不平衡的問題，并且有利于地層沉降的控制。

（2）PBA工法的應用發展。

在對大量隧道施工經驗進行總結的基礎上，國內設計人員提出了如下觀點，即先做成多個分離導洞，然后在小導洞內施工支護樁再進行加拱的暗挖技術，這種方法簡稱為PBA工法。目前，該方法已經獲得了國家的技術專利，并在很多隧道工程中獲得應用。這種方法最為顯著的優點是不會對地層造成過大的擾動，其在北京地鐵復八線的建設中獲得應用，實踐表明采用這種方法進行隧道開挖施工所引起的地層沉降是最小的，同時因采用了邊樁，對周圍的環境起到了一定的保護作用。

（3）平頂直墻暗挖技術的應用發展。

通常情況下，在地鐵隧道及出入口建設施工過程中，往往會遇到一些埋設在地下的構筑物，如既有地鐵線、熱力管道、燃氣管道等等。以往在設計時，常采用加大新建地鐵線路縱坡的方法，但是這樣會導致隧道的整體埋深深度加大，若是地下水位較高時，會造成降水難度增加。為了有效解決這一問題，可采取平頂直墻暗挖技術。經過大量的工程實踐表明，在下穿既有結構時，采用少留或是不留間隔土的方法有利于既有結構穩定性的控制。

（4）輔助施工技術的應用發展。

為了確保施工安全、控制沉降，淺埋暗挖法采取了管井降水、大管棚、小導管注漿、環形開挖留核心土等輔助施工措施。隨著施工中新問題的不斷發生，輔助施工措施也應隨之不斷改進和完善。

①初支和二襯背后注漿技術。由于在開挖至初支完成期間內土體有沉降、擾動現象，以及在初支施作完成后會存在初支背后與土層不密貼的問題，這些問題若不能得到及時處理，勢必會造成地表沉降的增加。如，通過北京復八線施工總結了以下施工經驗：在設計和施工中增加初支背后注漿，也就是在初支施作期間將注漿管埋設在拱部范圍內，當封閉段與開挖面保持一定距離后立即注漿到初支背后，起到控制沉降和防水的雙重作用。

②注漿技術。注漿在隧道施工中的應用較為廣泛，尤其在近些年來，深孔前進式和后退式注漿技術得到了一定發展。一般情況下，深孔注漿為14 m，最長已經能夠達到50 m。注漿材料的選用不僅包括水泥漿和改性水玻璃漿液，而且還包括無收縮漿液、TGRM漿液、MS漿液等膨脹性漿液。將注漿技術應用到砂卵石地層中，可使其等同于無砂混凝土的強度。

③降水技術。無水作業是淺埋暗挖法的基本施工要求，而在有水地層施工中必須采取相應的降水技術。降水技術一般采取管井降水的方式，若管井布設遇到障礙物無法順利布設時，可利用輻射井降水技術。先做直徑3 m的深井，根據井內含水情況及影響半徑，將輻射形水平井管按照多排多層的形式進行布設，而后利用泵將井管內的水排出；真空管井技術適用于滲透系數較小的地層降水。

3 結論

總而言之，淺埋暗挖法施工技術以其自身諸多的優點，在各類隧道工程建設施工中獲得了廣泛應用。雖然我國在該技術的應用上已經形成了一套較為完整的體系，但是隨著暗挖隧道規模的擴大以及復雜程度的不斷提高，對該技術提出了更高要求。為此，加大對該方法在復雜隧道方面的應用研究顯得尤為重要。現如今，隨著各種新型材料、機械設備的出現以及相關理論的進步和完善，相信在不久的將來，淺埋暗挖法必然會獲得更大的發展。

參考文獻

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