淺析地鐵隧道施工中淺埋暗挖技術應用

文/王丹，中國水利水電第八工程局有限公司

0 引言

我國的人口不斷由農村向城市遷移，城市化規模越來越大，出現了超大人口的城市，地鐵交通與其他交通運輸相比，具有流量大、載客多、效果高、安全性好等諸多優勢。發展地鐵是當前各大城市緩解人口運輸壓力的主要措施。我國已經有諸多城市加入到地鐵交通行列當中，如最早的北京和上海，以及一些一線城市，如廣州、深圳、長沙、武漢等。在這種背景之下，加強地鐵施工技術是當務之急。

將淺埋暗挖法應用在地鐵隧道施工過程中，需要施工人員在進行施工的同時，將多種輔助性手段進行應用，并對周圍的巖石和土石進行加固操作，促進相應穩定性的增加，使地鐵隧道的整體支護能力得到提升。從而保證地鐵工程的施工質量，促進其穩定運行，推動行業的進一步發展。

1 工程概況

某市地鐵2號線自起點站至終點站，橫跨該市三個區，線路全長29.52km，共設站24個，某區間為第5個礦山法區間。

該市城市軌道交通2號線A站～B站區間起于A站北端，止于B站南端，區間沿南北走向敷設，為左右線分離的單洞單線隧道。區間單線長503.1m，正線線間距14.20m，隧道頂部覆土約9～13m。區間左線中段正上方設置一座豎井及橫通道，豎井深約21.4m，正洞及橫通道采用礦山法施工，豎井采用明挖法施工。地下水埋深9～11 m。隧道為馬蹄形斷面形式復合式襯砌結構，初期支護以格柵鋼架為主要承載體系。

2 施工原理

在進行隧道施工的過程中，常常會遇到淺埋暗挖施工法，其應用可以在一定程度上促進隧道施工的質量提升，提高隧道的應用穩定性，對行業發展具有重要意義。將這樣的淺埋暗挖技術進行應用，需要在施工的過程中，促進巖石自身穩定能力的充分發揮，結合多種支護方法，將相關的機械設備進行應用，例如：網噴混凝土，管棚，錨桿和格柵等，也需要將注漿過程進行及時的回填，使得其與周邊的巖石和土石等形成相應的支護體系。促進軌道的安全運行。與此同時，在使用淺埋暗挖法進行施工的過程中，施工人員還要注意將現場檢測工作進行安排，要能夠根據實際的施工情況，對現場進行全面的監控，保證能夠對支護體系的受力變化情況進行全面的及時的掌握，從而有助于施工過程能夠有針對性的促進軌道的穩定性加強，促進行業的健康發展。值得注意的是，在應用二襯支護方法進行施工的過程中，施工人員要能夠促進隧洞施工的有效完成，保證施工質量和效率。

3 施工原則

淺埋暗挖法在地鐵隧道工程施工中應用時，要從下面幾個方面的原則上進行分析：首先根據施工地層的情況，地面周邊的建筑物特點及機械設備的配備情況，通過比選來確定對地層擾動較小且相對經濟、快速的施工方法；其次要重視輔助功法的選擇，對自穩性較差的地層，大斷面開挖法為優選；再者在地下工程中的挖掘、通風以及防水等施工過程中，要根據地層以及斷面的實際情況選擇相互適用的設備和機械，保證施工過程的快速性和經濟性；并且工序安排要突出及時性和合理性，嚴格執行淺埋暗挖法 “十八字方針”：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。

4 淺埋暗挖技術在地鐵隧道施工中的應用

4.1 試驗段施工

在淺埋暗挖施工中，由于隧道圍巖的復雜性，不穩定的特點，需要在隧道施工中進行試驗段施工。首先，在隧道結構設計、施工方案、試驗段等計劃后，需要對隧道開挖進行試驗，在施工過程中主要檢測圍巖變形規律，如地面沉降、隧道支護等問題。其次，從隧道試驗段施工中獲得的施工參數，可以準確地分析圍巖的地質類型、巖石性質，從而得出合理有效的開挖方案和支護形式。

4.2 隧道開挖方式

在具體施工過程中，首先需要對開挖方式進行選擇。一般來說，對地鐵隧道進行施工，都會采用短臺階法或是上臺階分部開挖法進行施工活動的開始。但是一旦所面臨的施工地質出現大斷面的情況時，則需要采用單側壁導坑的方法進行施工，也可以使用雙側壁導坑的施工方法進行實現，保證施工過程的順利進行。而不同的施工的地段也會對開挖方法的選擇造成影響。例如：施工地點位于地鐵車站附近時，因為其施工空間受到更多的限制，容易對周圍環境和人員造成一定的影響，需要施工人員對開挖方法進行選擇，采用中洞法或是柱洞法等進行施工，也可以采用側洞法進行實現，從而能夠保證施工過程的順利進行。與此同時，施工人員還應該注意在進行施工的過程中，盡量減少對施工圍巖的破壞力，減少對土質的破壞，增加周邊支護系統的穩定性，保證行業的健康發展。

4.3 隧道支護

淺埋暗挖隧道施工通常多為復合式襯砌，支護設計可分為三種不同的情況：第一，利用初期支護來承擔所有的荷載，而二期支護則是作為安全的儲備工作；第二，將隧道工程初期支護作為臨時支護，同時，將二次支護作為隧道工程支護主要結構；第三，初期和二期支護共同作為支護的承載結構，但支護方式的選取應根據工程的實際情況來進行判斷，并在施工中根據數據和信息不斷進行調整和完善。通常情況下，隧道工程開挖施工是在淺層地表進行的，因此對于地質結構穩定性的要求比較高，一般情況下，隧道工程在淺埋暗挖地段施工中，雙層超前小導管。在實際施工過程中，通過應用小導管進行水泥注漿，從而對隧道工程內部土體起到擠壓和滲透的作用，當泥漿固結后，即可對土體進行約束，促使圍巖結構性能穩定，提高其抗滲能力。

4.4 混凝土噴射

在進行混凝土的噴射作業時，為保證整體質量，需連續進行噴射，故需提前做好噴混前的準備工作。首先需對受噴面進行清理，一般先用高壓水沖洗受噴面的浮塵、巖屑，若受噴面遇水容易潮解、泥化時，采用高壓風吹凈受噴面。噴射前需先檢查噴射機和輸料管，以及風、水、電等管線路，將噴射機就位并進行試運轉，檢查噴射機噴頭等，確保各機具設備狀況良好。噴射的混凝土需嚴格進行原材料進場檢查，嚴格按照施工配合比配料，噴射混凝土時，采用多臺攪拌車運輸噴料，以保證連續噴射。混凝土噴射前應先噴一層水泥砂漿，待砂漿終凝后再噴射混凝土，埋設噴層厚度標釘。除此以外，還需要注意的是，在混凝土噴射施工過程中，噴射頭應該與噴射面保持垂直，并且二者之間的距離應該控制在0.6～1m之間，且相關人員要注意對水量進行調整，對水灰的比例進行控制，從而確保混凝土的表面光滑潤澤，平整無滑移或干斑等現象。若噴射質量檢查不合格，則需進行補噴，必要時調整配合比，直至質量合格為止。

4.5 回填注漿

混凝土噴射完成后，當其凝固強度達到工程設計強度的70%以上后，即可進行回填注漿施工，有效控制地面沉降問題。在回填施工中，回填材料為水泥砂漿將初期支護與圍巖進行緊密貼合，同時將回填注漿壓力控制在0.4MPa以內，需要注意的是，在回填施工中，出漿口與隧道開挖的方向是相反的。

5 淺埋暗挖技術施工中的風險預防

5.1 坍塌的預防

隧道坍塌的誘因很多，可導致坍塌的客觀原因可能是地質條件特殊，圍巖類別有誤，巖石的巖性不準確，或者節理發育方向非常不利等。主觀原因主要是初期支護不及時導致裸巖暴露時間過長，由局部塌落引發大規模坍塌；監控量測不到位，未能做到超前預報；以及施工安全意識淡薄等由于疏忽性失誤導致隧道坍塌等。施工前要做到細致分析、排查安全隱患，并采取有效預防措施。如環境調查及地質勘察、施工監測，做好數據分析及風險預案。同時加強管理，控制施工活動，規范施工行為，以減少坍塌風險。

5.2 火災預防

隧道地下施工環境較為潮濕，易造成線路及設備短路或電阻過大等問題引起火災。隧道施工中一旦發生火災或斷電，由于隧道內通風量大，會加速火勢蔓延，加之不良的照明條件，不易于人員緊急逃生。所以要加強防火意識宣教，對線路設備做好排查工作、實時監測隧道內易燃易爆氣體濃度并將消防設施配備齊全。

5.3 水災預防

隧道的開挖爆破容易引起圍巖狀態改變，進而引起地下水滲流的流徑改變，形成隧道滲漏水水源。再有，隧道施工過程中因擊穿由地下水匯集形成的隱藏水庫也會導致大量涌水事故，一旦涌水不能及時排出就會造成水災。所以要選取有代表性的地質勘測點，提高勘測的精準度，并參照所有勘察資料進行設計，以防疏漏；嚴格控制防水材料質量；及時降排隧道圍巖出水，確保施工安全。

6 結束語

地鐵交通建設對于緩解我國城市交通壓力具有極為關鍵的作用。在地鐵隧道施工過程中由于地層損失，對周邊環境的影響較大，因此對隧道的開挖、支護、襯砌、排水等提出更高的技術要求。淺埋暗挖技術在地鐵隧道中的應用，結合實際地質、水文條件及工程特點進一步發展和創新，以其特有的優勢被廣泛推廣。即保證了地面交通和管線不受影響，也提高了隧道施工的安全性，同時促進了生態環保理念的推廣。該技術在地鐵隧道施工技術的發展中，為我們提供了積極、有益的參考價值。

[1]劉雷雷.地鐵隧道施工中淺埋暗挖技術的應用探討[J].裝備技術，2017(08)

[2]韓凌光.淺析暗挖法地鐵施工質量的影響[J].中國標準化，20 17(11)