探討淺埋暗挖技術在地鐵隧道施工中的應用

朱雯蕾

中交鐵道設計研究總院有限公司

【摘 要】本文首先說明了淺埋暗挖法的基本原理，然后結合具體工程案例詳細闡述了淺埋暗挖技術在地鐵隧道施工中的應用。

【關鍵詞】淺埋暗挖；地鐵隧道；小導管；開挖；支護

一、淺埋暗挖法的基本原理

在隧道施工中運用淺埋暗挖法，能夠很好地加固圍巖，提高圍巖的承載能力。同時，在隧道開挖工程完成之后，必須做好圍巖的支護工作，使圍巖封閉成固定的圓環狀態，從而形成完整的聯合支護體系，這樣能夠防止圍巖荷載過大出現變形的情況。在隧道施工中運用淺埋暗挖法，需要進行復合式襯砌。隧道施工復合式襯砌主要是在圍巖的內外兩層進行襯砌施工，當隧道開挖施工完成之后，需要運用錨噴以及混凝噴射鋼筋籠的方式，加固鋼筋籠。當初期支護穩定之后，可以在隧道內層進行二次襯砌，在內層二次襯砌中一般采用模筑混凝土施工的方式，并且在兩層的襯砌的中間設置一層防水層，起到有效防水的作用。同時，無水地層中，也可以在初次支護完成之后，利用聚合物水泥砂漿來填筑防水層，提高隧道結構的穩定性。

二、工程概況

某城市地鐵4號線全長41km（雙線），其中地下線長16.7km，高架線長21.7km，地面線（含過渡段）長2.6km。其中某出入線原設計采用明挖順筑法施工，基坑開挖深度約16.3～20.5m，支護工程安全等級為一級，圍護結構采用φ1000@900的套管咬合樁，樁頂對應設置1m×1m或1.4m×1m冠梁，基坑內支撐采用Q235鋼的φ609mm、壁厚t=12mm或16mm的鋼管支撐，豎向設置3或4道鋼管支撐和一道倒換撐。但該路段地下管線密集，為確保基坑上方管線的正常使用及工程施工的順利進行，經組織相關單位的技術專家反復研究論證，決定將管線密集部位和下穿高壓電纜隧道部位由原設計的明挖法改為暗挖法施工。

三、淺埋暗挖技術在地鐵隧道施工中的應用

（一）小導管超前加固

在隧道施工中應用淺埋暗挖法，首先需要利用小導管進行超前加固。選擇應用的小導管直徑控制在 32 mm，長度為 2.25 cm，并且需要把小導管的前端處理成錐形，這樣才能讓錐形小導管更好地進入地層。在通常情況下，注漿管之間的距離控制在 30 cm，鉆孔的外傾向角為 5° ～8°。在小導管前端的 1.8 m 位置需要呈現梅花狀鉆孔，這些鉆孔之間的距離為15 cm 左右，鉆孔的直徑為8 mm。通過運用風鎬把小導管灌入土層中，小導管灌注使用的漿液成分主要為水玻璃漿液，在注漿時必須充分考慮土體條件，根據土體情況調配漿液凝膠速率以及膠液強度，這樣才能達到支護的作用。漿液的配制需要在施工現場使用時調配，調配完成之后及時應用，不能在中途停放。在漿液注射時的壓力為 0.3 Pa 左右，一般使用牛角注漿器來注射漿液。注漿管每次只能注射100 mL ～150 mL。在實際施工過程中，在隧道開挖的兩個循環過程中需要進行注漿操作。當土層中含有地下水時，必須每個循環注射一次漿液。

（二）開挖方法的應用

在大斷面的城市進行淺埋隧道工程項目建設，可以應用中隔墻施工方式。城市地鐵車站與地下停車場工程項目建設中，會應用側洞施工或柱洞施工方式，從而滿足多跨隧道工程項目建設的要求。淺埋隧道的斷面尺寸如果超過了相應標準，那么則不能應用全斷面施工方式。施工過程中需要盡可能的降低對周圍巖層穩定性的影響，應用掘進設備輔助施工。在利用爆破開挖施工技術時，要應用短進尺、弱爆破，并加強爆破振動的控制，將爆破進尺控制在一米范圍內。

（三）制作和安裝鋼筋格柵

在運用淺埋暗挖法進行隧道施工中，鋼筋網柵的質量影響著隧道工程整體質量。首先把鋼筋原料制作成相應的設計形狀，然后按照設計圖紙的相關規范把鋼筋原料進行焊接，使其形成鋼筋格柵骨架，在每一段鋼筋骨架之間需要運用角鋼螺栓連接固定起來，當鋼筋格柵拼裝合格之后，才能運送到施工現場，使其組裝成工程所需的格柵結構。在制作和安裝鋼筋格柵時，必須遵循這樣幾點質量準則：

1.必須確保下料尺寸精確無誤，鋼筋彎制之后使弧形保持圓順；

2.在焊接鋼筋格柵時，必須嚴格按照設計圖紙的規范進行焊接施工，避免格柵焊接位置出現裂縫和夾渣的現象，焊接位置需要緊密無縫，在焊接完成之后需要把焊渣清除；

3.在連接鋼筋板孔眼時，需要確保連接位置準確，使螺栓可以上緊板眼；

4.在實驗拼裝鋼筋格柵時，必須確保鋼筋格柵平整，不能出現扭曲的情況；

5.在安裝鋼筋格柵時，需要沿著隧道軸線垂直的平面架設鋼筋格柵，軸線垂直的線路誤差不能超過 30 mm，垂直度也要控制在較小的范圍內；

6.在鋼架格柵安裝完成之后，需要把縱向連接筋和前一榀格柵之間焊接起來，并且布置網片，使鋼筋格柵形成網格狀。

（四）噴射混凝土施工

在鋼筋格柵安裝完成之后，進行混凝土噴射施工，噴射混凝土之前，需要規范化配制原材料，原材料一般為水泥、砂土、外摻料、石子以及外添加劑，按照標準比例來配制施工材料，使其形成混合材料。在混凝土噴射施工之前，需要嚴格檢查噴射機噴頭的情況，及時清理噴面，在噴射過程中，噴頭需要和受噴面保持垂直狀態，及時調整水量，防止混合材料出現滑移流淌的現象。在噴射時需要從下到上進行，采用分層噴射的方式，每層噴射完成之后，需要等到完全凝固之后才能噴射下一層。

（五）淺埋暗挖技術的安全要素

1.防止土石方的坍塌。

施工進行中，施工企業應該對施工區域的地震發生情況進行超前預報，同時應該查看同時期內地震發生情況，并且積極反饋給領導，同時，應該認真研究低端地質的剖面圖以及地質勘測報告，如有必要應該使用鉆孔探測的方法進行詳細的勘察，為正常施工提供可以參考的各項數據，避免施工過程中以及施工結束之后發生工程的坍塌事故。

2.防止模板出現倒塌的情況。

根據我國相關國家規定，并且需嚴格按照項目設計方案進行施工。同時，拆卸也要符合相關的作業規范。模板以及支撐的材料應該完全能達到工程剛性要求，滿足強度、荷載的需求，同時還應該確保尺寸、形狀以及位置的準確性。支撐模板的基礎要牢固且面積要夠大，防止模板受到外力的作用下，而出現下沉的情況。為了從根本上防止模板發生傾覆的危險，安裝中必須要根據工程的實際需要設置臨時的固定結構。

3.淺埋暗挖施工中出現的變形的原因以及如何才能合理的控制。

隧道開挖過程中，應力集中的現象非常的常見，進而使得整個地面受到較大的壓縮變形，這就會造成地面出現較大的沉降量，如果未能使用必要的結構進行支護，隧道內挖掘的土質會出現偏移的情況。地表下沉量的大小與施工方法、支護結構形式以及工藝水平都有關系，并且施工中極易出現底層失砂、失水等現象。為了避免底層存在較大的偏移量，可以提升支護結構的強度，同時縮短暴露在空氣中的時間。施工過程中不僅僅要重視初次的支護，同時還應該重視導管注漿的具體作用。綜合治理并且有效的控制地表發生嚴重下沉及變形，選擇注漿堵漏的方式可以有效固結沉降，加固地層從而盡量的不要出現變形的情況，底層的結構也會通過提升初次支護的強度來封閉這部分的結構，進而有效提高整體結構的剛性。

四、結語

綜上，在隧道工程中，對淺埋暗挖法施工要點進行了詳細研究與分析，促進其施工問題的有效解決，不僅保證了施工方法的合理應用，還促進了工程的順利發展。

參考文獻：

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