小斷面水工隧洞淺埋暗挖法施工技術淺析

【摘要】隨著當今我國經濟建設的不斷發展以及水利項目的日益增多，城市規模不斷擴大，因此這就對區域供水、輸水、配水造成很大壓力，為緩解區域用水壓力，我國各省陸續上馬了很多水利工程項目，其中在水工隧洞施工過程中，淺埋暗挖隧洞施工技術是重要的施工技術之一。淺埋暗挖法隧洞工程施工技術的應用，在很大程度上滿足了人們對隧洞使用安全性的最終需求。本文針對水工隧洞淺埋暗挖法施工技術的發展進行了分析，旨讓更多的技術人員對水工隧洞施工技術有更進一步的了解。

【關鍵詞】小斷面；水工；淺埋暗挖；隧洞

引言

淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法，具有埋深淺、地層巖性差、存在地下水、周圍環境復雜等特點。隧道穿過地層主要為卵礫石層，圍巖結構松散，不易成洞。但是由于造價低、拆遷少、靈活多變、無須太多專用設備及不干擾地面交通和周圍環境等特點，淺埋暗挖法在全國類似地層和各種地下工程中得到廣泛應用。

1.隧道施工技術中淺埋暗挖法的發展歷程

1.1淺埋暗挖法的概述

在隧道施工較常用的幾種方法中，暗挖法又分為淺埋暗挖法和盾構法兩種，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。淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。在城鎮軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格柵（或其他鋼結構）和噴錨作為初期支護手段，按照十八字原則（管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測）進行施工，稱之為淺埋暗挖法。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，在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。

1.2淺埋暗挖法的基本原理

淺埋暗挖法沿用新奧法 （New Austrian Tunneling Method）的基本原理，采用復合襯砌，初支承擔全部基本荷載，二襯作為安全儲備，初支、二襯共同承擔特殊荷載；采用多種輔助工法，超前支護，改善加固圍巖，調動部分圍巖自承能力；采用不同開挖方法及時支護封閉成環，使其與圍巖共同作用形成聯合支護體系；采用信息化設計與施工。

1.3淺埋暗挖法施工步驟：

施工準備——超前小導管布設——注漿——土方開挖——格柵/鋼拱架架立——鋼筋網片、連接筋——噴射混凝土——防水施工——二次襯砌。

1.4淺埋暗挖法隧道施工技術的特點

（1）易于引起地表的形變。淺埋暗挖法施工中由于埋深較淺，隧洞施工區域到地表之間的覆蓋層也相對更薄，相較于其他深埋施工方法而言，其在施工過程中更容易對地表層造成影響，即施工中所產生的圍巖結構變形會經過傳導，使地表同樣發生形變，基于這樣的特點，在實際施工中應注意采取一定的加固措施，做好對地表形變的控制，尤其要避免對地表建筑物結構以及近地表埋設的各種管線網絡的影響，防止對地表交通運行的影響以及各類安全事故的發生。

（2）支護工作宜及早進行。由于淺埋暗挖施工易于造成地表下沉的特性，在實際施工一般適宜及早進行支護工作，并應在條件允許的范圍內最大限度的提升工程支護結構的剛度，同時應結合對施工區域圍巖的改善與優化，全面保證隧道及圍巖結構的穩定性與可靠性，以實現對施工現場基礎變形及地表變形的有效控制。

1.5淺埋暗挖法的應用現狀

隧道施工中的淺埋暗挖技術到現在以經有二十多年的歷史了，施工技術方面已經具備非常豐富的經驗。例如，當今的淺埋暗挖技術就具有非常高的靈活性和多變性，同時對交通也不會具有較多的影響。也非常適合當今我國的國情。

2.淺埋暗挖法在隧道施工中的實際應用

2.1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。

2.2雙側壁導坑施工方法

側導洞分上下兩個臺階分別開挖。采用人工風鎬開挖上臺階，挖出的土方翻入下臺階，用翻斗車運至垂直提升臺，在析架電動葫蘆的驅動下垂直提升到指定位置。當挖出的上臺階長度達到兩三米時安裝初期支護結構，在兩側洞安裝鋼架橫撐作為臨時支撐，最后封閉成環。兩洞之間的部分也按側洞的方式開挖，開挖后在拱部安裝鋼架支撐，使側洞與拱部連成一環向支撐體系。用自制仰拱底模施作二次襯砌仰拱，用襯砌臺架安裝鋼模形成邊墻和拱圈，泵送混凝土。施作仰拱時在初支背后同步注漿，以免地表產生嚴重的沉降現象。澆筑時要不定時的檢查監督，運用信息手段實時監測現場情況，施工完畢后盡快轉移格柵支撐，施作該段二次襯砌。兩側導坑宜錯開3-5m進行澆筑，中間土體開挖初期支護與最前面側導坑開挖面錯開6-10m。

2.3輔助施工措施

輔助施工措施的合理運用是保證淺埋暗挖法施工順利開展的重要條件，同時，輔助施工措施的合理選擇與應用也能夠幫助工程建設方實現對工程造價的有效控制，進而對工程效率與進度造成一定的影響。輔助施工措施的選用應以實際地質條件與施工需求為依據，在選擇時應遵循簡單措施優先選用，多種措施靈活結合的策略，以保證工程施工整體質量與安全性。

2.4淺埋暗挖法的常見支護模式

應用淺埋暗挖法進行隧道支護的過程中一般會選擇重疊式襯砌的支護方式，根據實際的施工條件與需求，

主要有三種不同的支護模式：1）初始期支護結構承擔整體負荷，第二次支護只作為安全備用考慮；2）一次支護與二次支護合力承載；3）初始期的支護只用作施工階段的暫時性支護，第二次支護當做主體承載構架。為了確保支護的可靠性，應在支護方案形成后，首先進行試驗段的檢測，并收集和分析相應的數據來幫助完善支護方案，以求獲得最佳的支護效果。

2.5信息化對淺埋暗挖法技術的影響

信息化技術的實施，實現了淺埋暗挖技術的全過程控制，有效地減小了由于地層損失而引起的地表移動變形等環境問題。不但使施工對周邊環境的影響降低到最低程度，由于及時調整、優化支護參數，提高了施工質量和速度，使淺埋暗挖法特點得到更進一步的發揮，為城市地下工程設計、施工提供了一種非常好的方法，具有重大的社會效益和環境效益，該方法在總體上達到國際領先水平。

3.結語

綜上所述，淺埋暗挖隧道施工技術的應用，解決了隧道施工過程中的許多技術難題，極大地促進了我國隧道施工的發展。同時，經過許多工程的成功實施，其應用范圍進一步擴大，由只適用于第四紀地層、無水、地面無建筑物等簡單條件，拓廣到非第四紀地層、超淺埋（埋深已縮小到0.8m）、大跨度、上軟下硬、高水位等復雜地層及環境條件下的地下工程中去。隨著社會經濟的發展以及淺埋暗挖施工技術的應用日益成熟，一些原有的施工技術規范已然不能滿足日趨復雜的隧道工程建設，這就為研究淺埋暗挖法技術的發展以及應用方法規范，提出了更高的要求。

參考文獻：

[1]周劍.淺埋暗挖地鐵隧道沉降控制與分析[J].黑龍江科技信息，2016，（07）：221.