試分析淺埋暗挖法的隧道施工技術(shù)

雷明林黃華麗

（1.國家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計院 云南 昆明 6502162.中鐵大橋局集團第五工程有限公司 江西 九江 332001）

試分析淺埋暗挖法的隧道施工技術(shù)

雷明林1黃華麗2

（1.國家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計院 云南 昆明 6502162.中鐵大橋局集團第五工程有限公司 江西 九江 332001）

21世紀(jì)以來，我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的工程項目越來越多，而其中很多是地下工程，例如城市地鐵、過江隧道等，這讓淺埋暗挖法的隧道施工技術(shù)有更多的實踐機會。而淺埋暗挖法的隧道施工技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了邊開挖、邊澆筑的目標(biāo)，且無需開槽，在對砂層和粘性土層的施工過程中的作用是顯而易見，本文對淺埋暗挖隧道施工技術(shù)進行簡單的介紹和分析。

淺埋暗挖法；隧道施工；工程技術(shù)

我國的淺埋暗挖法最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，而且還在一些復(fù)雜地質(zhì)的隧道施工中取得了不小的施工技術(shù)突破，而在這些實例中的典型代表就是軍都山鐵路雙線隧道進口段在黃土地層的施工建設(shè)。隨后這一技術(shù)得到了有效的推廣，相繼應(yīng)用到北京地鐵西單、東單、天安門以及王府井四座地下暗挖車站的建設(shè)中去。1986年，淺埋暗挖法的應(yīng)用使得北京地鐵復(fù)興門折返線工程獲得了巨大的成功，不但給北京地鐵建設(shè)開辟出來新途徑，更推動了淺埋暗挖法在工程實踐中的發(fā)展。

1　淺埋暗挖法的概述

明挖和暗挖都是常見的隧道施工方式，然而其中暗挖法又劃分成淺埋暗挖和盾構(gòu)法，但是由于后者需要付出的機械成本較為較高，會給工程的經(jīng)濟效益帶來巨大的負(fù)擔(dān)，所以大多數(shù)工程項目都會將淺埋暗挖法作為數(shù)隧道工程施工的首要選擇。

淺埋暗挖法的特征是管超前、短開挖、嚴(yán)注漿、強支護和快封閉。從理性的角度分析實際的施工過程，不難發(fā)現(xiàn)淺埋暗挖法需要運用措施對圍巖進行加固，這樣就可以調(diào)動圍巖自身的承載能力。在開挖后，及時支護，并封閉成環(huán)，通過融合初期支護與圍巖結(jié)構(gòu)形成聯(lián)合支護體，這樣就能限制圍巖巨幅變形的發(fā)生。其次是在穩(wěn)定了初期支護后還需要進行二次支護的工作，最終完成整個隧道斷面的施工。淺埋暗挖法還有一個優(yōu)勢就是兼容性，不但能夠作為單獨的施工方法使用，也可以和其他施工方法配合施用。例如，北京的地鐵1號線就是融合淺埋暗挖與蓋挖法兩種施工方法來完成工程的建設(shè)。

2　隧道淺埋暗挖法的施工基本技術(shù)要求

2.1嚴(yán)格控制隧道施工階段圍巖的變形

淺埋暗挖法隧道施工階段需要注意對沉陷變形量的控制，尤其是圍巖的沉降變形、支護體系的柔性變形、施工中基礎(chǔ)變位等結(jié)構(gòu)整體位移，降低因為施工而引發(fā)的外在環(huán)境變化，保障施工的安全性、高質(zhì)量性和穩(wěn)定性。

2.2完善淺埋暗挖隧道施工時剛性支護以及地層的改良

當(dāng)決定采用淺埋暗挖的方法進行隧道施工時，就必須盡量提前對支護時間、強化支護剛度、控制變形沉陷等問題進行分析和解決。與此同時，還需要充分結(jié)合地質(zhì)條件和施工作業(yè)能力，科學(xué)分析，理性判斷合適的隧道開挖施工方法、支護方式以及施工工藝。施工開挖時，還需要定期對前方圍巖條件的進行勘測、分析，并制定合理的超前支護措施[1]。

2.3做好試驗段的施工參數(shù)分析

施工過程中，若施工區(qū)域的地質(zhì)情況比較復(fù)雜，應(yīng)該提前進行試驗段的施工，針對結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方案條件下施工中的地面沉陷變形、支護結(jié)構(gòu)、圍巖應(yīng)力狀態(tài)、受外部環(huán)境影響程度等方面進行詳細(xì)的分析。與此同時還需要在試驗施工的數(shù)據(jù)指導(dǎo)下，進行必要的施工參數(shù)改進，包隧道施工方案的科學(xué)、合理。

3　淺埋暗挖法的隧道施工技術(shù)分析

3.1淺埋暗挖法土體加固施工技術(shù)

淺埋暗挖法在隧道施工過程中會在隧道初期支護作用產(chǎn)生前形成地表沉降量、地下土層沉降的情況。因此，有必要在施工前對土體的預(yù)加固工作進行完善，形成對施工沉降的有效控制。當(dāng)前常用的土體加固技術(shù)主要是以下四種：

隧道超前錨桿支護，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式區(qū)別可以劃分為懸吊式、格柵拱支撐式等方式。懸吊式是指在進行道開挖施工前，通過在將穩(wěn)巖層插入超前錨桿，末端以懸吊錨桿作為支撐，從而發(fā)揮約束圍巖的功能，并為其他施工工序提供基礎(chǔ)。格柵拱支撐式的原理則是通過將末端支撐在格柵拱架上完成對土體加固[2]。

超前小導(dǎo)管注漿支護施工的流程是鉆孔施工、注漿加固、完成支護、進行施工。注漿材料大多采用泥砂、水泥&水玻璃雙液漿等，注漿壓力通?？刂圃?.5～1.0MPa的范圍內(nèi)，保障漿液的擴散和填充；擴散半徑通常為0.5m、充填率20%，工序結(jié)束后，需抽樣檢查效果。

超前管棚支護施工是一種常用的支護施工技術(shù)，其通過在洞外輪廓周邊按照一定的間隔鉆孔，并安裝慣性矩大的鋼管，以注漿固結(jié)形成土方控制。超前管棚支護的施工工藝流程為首先設(shè)置管棚基地，然后采用鉆機水平鉆孔，并通過鋼管向周圍土體注漿。施工中重點做好地表水疏排、大管棚導(dǎo)向墻施作、導(dǎo)向鋼管鉆孔精度等[3]。

3.2隧道開挖施工作業(yè)

在隧道施工中，常用的開挖技術(shù)方法主要有：全斷面開挖施工、臺階法開挖施工、交叉中隔墻法（CRD工法）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等幾種施工方法，其具體施工工藝如下：

全斷面開挖施工。全斷面開挖施工多用于Ⅰ～Ⅱ級圍巖，其施工工序為采用移動鉆孔臺車，全斷面一次鉆孔，之后爆破成型，出碴后繼續(xù)后續(xù)鉆爆作業(yè)循環(huán)，并進行初期支護、鋪防水隔離層、二次模筑襯砌施工。其優(yōu)點在于提高了大型配套機械化施工作業(yè)的效率，便于施工組織管理工作、施工工序少、施工作業(yè)速度快等。但是相對較大的開挖面會造成圍巖穩(wěn)定性的降低，加上爆破產(chǎn)生的震動會造成安全隱患，需要加強安全施工的保障。

臺階法開挖施工。臺階法施工的開挖段面分解為至少需要兩個工作面，然后分別施工。臺階開挖法的優(yōu)勢是在遭遇地層變化時能夠及時更改、轉(zhuǎn)變方法，而且施工作業(yè)空間大、施工速度快，利于開挖面穩(wěn)定，多應(yīng)用于軟弱圍巖地層。

中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD工法）。CD法施工的技術(shù)基礎(chǔ)便是臺階法，然后將斷面分成左、右部分，把上、下臺階左右分成多部分，最后每一部分在完成開挖和支護兩道工序之后，就會形成獨立的閉合單元。進行隧道開挖時，一般控制臺階長度在1～1.5倍洞徑之間。CD法在地層較差、不穩(wěn)定巖體中的應(yīng)用比較多，在施工條件無法滿足施工要求時，可以通過在CD工法上加設(shè)臨時仰拱，即CRD法。

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法主要應(yīng)用于地層較差、斷面較大的隧道工程。雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的施工原理是通過將隧道開挖斷面分為左、右側(cè)壁導(dǎo)坑、上部核心土、下臺階，然后分別作業(yè)。因為每個分塊在開挖后立即各自閉合的，所以施工中間變形幾乎不發(fā)展，但是因為分塊多、擾動大的緣故，所以需要在初期進行長時間的支護全斷面閉合。

3.3隧道監(jiān)測

在采用淺埋暗挖法進行隧道施工的過程中，需要強化監(jiān)督和檢測，主要針對拱架應(yīng)力、拱頂下沉、凈空水平收斂測試、圍巖與支護結(jié)構(gòu)間壓力、傾斜以及裂縫、地下管線沉降變形孔隙水壓力的變化、地下水位變化等指標(biāo)的檢測數(shù)據(jù)，認(rèn)真分析，綜合判斷，確定變形管理等級，及時采用調(diào)整處理措施。

4　結(jié)束語

基于淺埋暗挖法在隧道施工方面的技術(shù)優(yōu)勢，本文通過對淺埋暗挖隧道施工技術(shù)進行了比較詳細(xì)的介紹和分析，隧道暗挖工程由于地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境不可預(yù)見性因素較多，這也對該技術(shù)提出了更高的要求，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗，控制施工環(huán)節(jié)，保證工程安全、保質(zhì)、高效的完成。

[1]唐俊.淺埋暗挖法在隧道施工中的應(yīng)用研究[J].交通建設(shè)與管理，2015（08）：142～144.

[2]張友.淺談淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（14）：128.

[3]邢康寧，張欣艷.隧道施工中淺埋暗挖法施工技術(shù)的發(fā)展探究[J].中外建筑，2014（05）：128～129.

U455

A

1673-0038（2015）36-0292-02

2015-8-17

雷明林（1981-），男，重慶人，碩士研究生，從事隧道及地下工程研究。

黃華麗（1982-），女，河南周口人，工程師，本科，從事工程管理工作。