地鐵隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用探討

(中鐵二十三局集團(tuán)軌道交通工程有限公司， 上海 200000)

地鐵隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用探討

劉雷雷

(中鐵二十三局集團(tuán)軌道交通工程有限公司， 上海 200000)

近幾年我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅速，地鐵建設(shè)的規(guī)模也日漸擴(kuò)大，各個(gè)具體施工現(xiàn)場(chǎng)的施工方法是不相同的，這直接關(guān)乎人們的切身安全，在地鐵隧道的施工中，施工人員十分注重地鐵建設(shè)的質(zhì)量，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的地質(zhì)情況，實(shí)施最科學(xué)、最合理的施工技術(shù)，保障地鐵隧道的安全性。本文主要選取典型的地鐵隧道工程，研究分析其對(duì)淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而給后期地鐵工程提供一些借鑒。

地鐵；隧道施工；淺埋暗挖技術(shù)；應(yīng)用

地質(zhì)不同，地鐵建設(shè)也就各不相同，因?yàn)榈罔F隧道的施工與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和水文情況息息相關(guān)，國(guó)內(nèi)的淺埋暗挖技術(shù)在相對(duì)獨(dú)特的地層已經(jīng)得到了成功的運(yùn)用和實(shí)現(xiàn)，主要是根據(jù)施工當(dāng)?shù)氐木唧w條件，采取合適的施工方式，不打擾居民，不污染生態(tài)環(huán)境，最關(guān)鍵的是解決隧道的支護(hù)問題和防塌問題。實(shí)施淺埋暗挖技術(shù)主要是分析超前加固、臺(tái)階的具體長(zhǎng)度以及開挖的時(shí)空順序，進(jìn)而保證地層沉降和施工的質(zhì)量。本文結(jié)合實(shí)際工程的實(shí)施情況，針對(duì)其施工方案和技術(shù)進(jìn)行具體的闡述和探討。

一、淺埋暗挖技術(shù)的概述

淺埋暗挖技術(shù)其實(shí)就是礦山法，根據(jù)土質(zhì)實(shí)際情況商討的最合理的一種隧道施工方法，起源于1986年北京的地鐵復(fù)興門折返線，是中國(guó)人自己創(chuàng)造的適合中國(guó)實(shí)際狀況的一種隧道修建方法[1]，這是在借鑒新奧法的基本原理和理論的前提下，再結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，整合出較為完善的，關(guān)系地鐵隧道修建的理論和實(shí)踐操作方法。淺埋暗挖技術(shù)和新奧法之間有很多相同之處，主要的不同是淺埋暗挖技術(shù)更適合應(yīng)用于松散土介質(zhì)圍巖條件的開發(fā)城市，隧道埋深大于等于隧道直徑，修建過程中采用偏小的地表沉降，其優(yōu)勢(shì)非常突出，尤其表現(xiàn)在地鐵不會(huì)影響城市的正常交通順序，沒有任何的噪音污染，適合于任何尺寸和斷面形式的隧道洞室。

淺埋深挖技術(shù)的最大特點(diǎn)是一邊挖一邊澆注，可以埋深淺，這種技術(shù)不是簡(jiǎn)單的借鑒新奧法，而是結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)特點(diǎn)、水文條件進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新和發(fā)展，施工過程中再運(yùn)用綜合的施工技術(shù)，調(diào)動(dòng)圍巖的承受能力，同時(shí)應(yīng)用多種輔助措施促進(jìn)圍巖的加固，開挖后做好及時(shí)性的支護(hù)和封閉，形成較為聯(lián)合、較為完備的一種支護(hù)系統(tǒng)。

淺埋暗挖技術(shù)的設(shè)計(jì)理論是建立在莫爾理論的基礎(chǔ)上的，充分考慮了隧道掘進(jìn)時(shí)的時(shí)間和空間效應(yīng)，需要集中考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)種類、圍巖壓力、圍巖變位和構(gòu)筑時(shí)間這四方面的關(guān)系，貫穿施工設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，整合了與傳統(tǒng)方法完全不同的一種觀念，對(duì)支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工有很好的指導(dǎo)作用，影響地鐵隧道修建的整個(gè)過程。

淺埋暗挖技術(shù)的核心技術(shù)可以概括為18個(gè)字，管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)，由于該技術(shù)在有水的地方能夠得到廣泛的應(yīng)用，而且在北京、廣州、深圳等勞動(dòng)力資源豐富的地鐵區(qū)間隧道得到推廣和應(yīng)用，尤其是在大跨度的車站建筑中有較為充分的體現(xiàn)，此外，這種淺埋暗挖的技術(shù)在地下車庫(kù)、城市道路隧道和過街的人行橫道等地方也能得到充分的利用。

淺埋暗挖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分顯著，能保證在城市地下空間進(jìn)行建設(shè)施工時(shí)，交通可以正常運(yùn)行，不被施工中斷；另一方面也避免環(huán)境污染狀況的發(fā)生，在城市地下工程中得到了非常廣泛的作用，同時(shí)，淺埋暗挖技術(shù)不僅是運(yùn)用于城市地鐵建設(shè)，還可以應(yīng)用與城市的地下過街道、地下的停車場(chǎng)等在地下建設(shè)的一些場(chǎng)所，這種技術(shù)得到不同程度的應(yīng)用。在應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的時(shí)候，需要考慮多方面的信息，正確的應(yīng)用其優(yōu)勢(shì)，同時(shí)研究探討新方法，減少一些弊端的產(chǎn)生，特別是在城市建設(shè)中，應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，再加上其本身的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，支護(hù)技術(shù)和防水技術(shù)都具備，在一定程度上保證了施工質(zhì)量和地鐵隧道施工的安全性。

二、淺埋暗挖新技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用

（一）真空降水技術(shù)

某地鐵隧道處于城市交通主要干道的下方，每天的交通流量非常大，地鐵

隧道主要是穿過了粉質(zhì)的粘土、安山巖、淤泥質(zhì)粘土、風(fēng)化安山質(zhì)凝灰?guī)r等土層。一般會(huì)對(duì)洞口主體采取加固的措施，保障施工的安全和環(huán)境的保護(hù)，其地鐵的8號(hào)線的淺埋暗挖段含水層滲透系數(shù)非常小，實(shí)施常規(guī)的管井降水進(jìn)行管理，但是其中弱透水層中的飽和水和含水層殘留的水不能得到及時(shí)的疏干，給暗挖的帶水工作造成了一些安全隱患，針對(duì)此種狀況，一般是采用真空深井降水。

這種施工方法主要是結(jié)合管井抽水和真空泵，再利用真空泵在管井內(nèi)產(chǎn)生的真空，或者是水平井內(nèi)產(chǎn)生的真空，提高地層中水涌入管內(nèi)的速度，提高降水的效果，通過真空降水技術(shù)，可以大范圍的疏干含水層的地下水，基本疏干粉土層的水分，特別是飽和水，顯著少于常規(guī)管井的降水，雖然兩種技術(shù)引起的地面沉降相差不大，但是經(jīng)過沉降觀測(cè)顯示，真空降水技術(shù)與常規(guī)的管井降水相比，效果更佳。

（二）輻射井降水

某地鐵的五號(hào)線的施工方式主要是采用了淺埋暗挖的施工技術(shù)，因?yàn)槠涞罔F區(qū)間需要穿過的地方很多，環(huán)境很復(fù)雜，加之布置場(chǎng)地的局限性，常規(guī)降水方法的采用不能保障暗挖施工過程在無(wú)水的條件下進(jìn)行。為了更好地確保施工安全性，減少對(duì)城市環(huán)境和城市交通的影響。經(jīng)過專家的實(shí)際專業(yè)分析，該地適合采用和實(shí)施輻射井降水技術(shù)，施工人員根據(jù)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，在采用輻射降水技術(shù)后，保持了施工在無(wú)水的狀況下進(jìn)行，取得了良好的降水效果，其測(cè)試結(jié)果均符合建筑測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)，在城市環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境下實(shí)施降水的困難得以解決，開辟了暗挖隧道的一個(gè)新型降水途徑。

（三）巖石錨固技術(shù)

淺埋暗挖法控制沉降和保證施工安全，采取了不少輔助性施工措施，巖石錨固技術(shù)一種較為成熟的技術(shù)，是輔助性施工措施的一種，應(yīng)用于很多地鐵中的深基坑設(shè)計(jì)，某地鐵2號(hào)線在東單站上跨地鐵4線復(fù)-區(qū)間時(shí)為了達(dá)到區(qū)間隧道上浮，應(yīng)用了底層錨桿技術(shù)，運(yùn)用錨桿的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到了很好的效果，完美地鎖住了隧道的上浮。但是這種技術(shù)在某些地鐵隧道上又極少使用，尤其是施工新線開挖時(shí)控制有線上浮的地鐵隧道設(shè)計(jì)中。

（四）水平凍結(jié)技術(shù)

在地鐵隧道加工中，凍結(jié)地鐵技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，同樣也是輔助性施工措施的一種，實(shí)施之前做過不少實(shí)驗(yàn)，在礦山、斜井中就被成功使用過。在地鐵施工中的應(yīng)用起步比較晚，主要是在盾構(gòu)法施工時(shí)聯(lián)合使用通道和盾構(gòu)始發(fā)井的地層加固，某地鐵的8號(hào)線就運(yùn)用了水平凍結(jié)的控制技術(shù)，并且是處于飽和含水粉細(xì)砂層的環(huán)境中被成功實(shí)施，所以當(dāng)前很多的特殊環(huán)境也可以應(yīng)用這種凍結(jié)技術(shù)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在地下空間進(jìn)行建設(shè)時(shí)，淺埋暗挖技術(shù)的優(yōu)勢(shì)很顯著，其超前的支護(hù)技術(shù)和防水的新型技術(shù)，有利于整個(gè)施工工程質(zhì)量的提高和安全的保障。但是這個(gè)過程仍然存在著一些弊端，施工速度受到限制，勞動(dòng)力強(qiáng)度非常大，機(jī)械化程度不夠高，而且還受限于施工隊(duì)伍的技術(shù)水平和表面地層結(jié)構(gòu)。因此，在應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的時(shí)候，還有不少問題值得探討和深入分析，尤其是地鐵淺埋暗挖技術(shù)的支護(hù)技術(shù)、結(jié)構(gòu)防水技術(shù)、地面沉降的控制技術(shù)等管理措施需要細(xì)致的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高地鐵隧道施工質(zhì)量和水平。

[1]趙增璐. 在地鐵隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用[J]. 科技資訊,2014,27:31.

[2]陳巖. 探討淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用[J]. 科技資訊,2013,32:38.

[3]曾君剛. 分析淺埋暗挖地鐵隧道施工技術(shù)[J]. 低碳世界,2016,30:174-175.

[4]王萬(wàn)德,張巖. 淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道施工中的應(yīng)用[J]. 遼寧省交通高等專科學(xué)校學(xué)報(bào),2008,04:26-29.

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