淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)及其地面沉降控制的研究

摘 要：淺埋暗挖法在地鐵隧道施工中有廣泛應(yīng)用，應(yīng)加大對該施工技術(shù)和沉降控制的研究，從而取得理想的隧道施工效果。本文主要圍繞淺埋暗挖隧道施工技術(shù)分析、淺埋暗挖隧道施工中的地面沉降控制措施等方面展開討論，從開挖方法、隧道支護(hù)和輔助施工等角度出發(fā)，具體分析淺埋暗挖施工操作，并在此基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的地面沉降防范措施，以便滿足隧道施工順利開展的現(xiàn)實(shí)要求。

關(guān)鍵詞：地面沉降；隧道施工；淺埋暗挖法

前言：

相較于傳統(tǒng)隧道施工工藝來講，淺埋暗挖施工法具有操作性強(qiáng)、成本較低等優(yōu)勢，使其已經(jīng)成為隧道施工中的關(guān)鍵技術(shù)之一，在這一技術(shù)運(yùn)用下，有利于保障隧道施工安全性。為了充分發(fā)揮淺埋暗挖施工技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用價(jià)值，有必要進(jìn)行該技術(shù)操作實(shí)踐的分析，保證該技術(shù)在施工中的有效實(shí)施，同時(shí)要嚴(yán)格控制沉降現(xiàn)象，在改變土質(zhì)結(jié)構(gòu)等控制措施有效落實(shí)的條件下，可達(dá)到預(yù)期施工目標(biāo)。

一、淺埋暗挖隧道施工技術(shù)分析

（一）開挖方法

實(shí)際開始淺埋暗挖隧道施工前，要認(rèn)真勘察施工現(xiàn)場環(huán)境，根據(jù)現(xiàn)場條件確定施工方案。尤其在特殊工程施工前，還應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)開挖，以便確保施工可靠性。目前隧道施工中常見的開挖方法為臺(tái)階式施工法，可滿足一些特殊工程的開挖要求，例如，進(jìn)行山區(qū)隧道施工時(shí)，可采取正臺(tái)階開挖方式，對于人口較密集的區(qū)域來講，要優(yōu)先選擇短臺(tái)階開挖方法，而地鐵隧道或者地下停車場等特殊工程一般選用側(cè)洞法、中洞法等施工方法。結(jié)合隧道工程施工特點(diǎn)和施工要求來選擇開挖方式，是保證施工質(zhì)量的根本前提。

（二）隧道支護(hù)

在完成隧道開挖后，要及時(shí)進(jìn)行隧道支護(hù)，以便保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。從淺埋暗挖施工特點(diǎn)來看，通常選擇復(fù)合襯砌支護(hù)方法，以隧道開挖結(jié)構(gòu)可靠性保護(hù)為主要支護(hù)目的，通過合理選用支護(hù)方法，為后續(xù)施工操作的順利開展提供保障[1]。支護(hù)設(shè)計(jì)包括以下幾種：一是對隧道開挖結(jié)構(gòu)進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，主要利用二次支護(hù)加大對隧道的保護(hù)，能達(dá)到較好的保護(hù)效果；二是由初期支護(hù)承受所有負(fù)載，而二次支護(hù)主要起到安全保障作用；三是由初期支護(hù)及二次支護(hù)共同組成支護(hù)結(jié)構(gòu)，之后要根據(jù)隧道工程實(shí)施情況選用支護(hù)方法，為了保證支護(hù)方法的適用性，要對其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。隧道施工中，設(shè)置雙層導(dǎo)管并向其中注射水泥漿，用來擠壓隧道內(nèi)部土體，旨在提高隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和防滲能力。

（三）輔助施工

在輔助施工階段，要保證施工方法的選用符合隧道開挖特點(diǎn)，進(jìn)而加大施工安全。常見的輔助施工方式包括以下幾種：一是深孔注漿穩(wěn)固地層；二是超前錨桿或者小導(dǎo)管支護(hù)；三是降低隧道內(nèi)地下水位；四是澆筑混凝土密封開挖工作面。其中較為常用的施工技術(shù)為注漿加固和超前導(dǎo)管支護(hù)方法。通過輔助施工技術(shù)的應(yīng)用，可進(jìn)一步保證施工進(jìn)度和質(zhì)量，是淺埋暗挖法在隧道工程中取得較好應(yīng)用的關(guān)鍵。

二、淺埋暗挖隧道施工中的地面沉降控制措施

（一）及時(shí)排放地下水

在對深埋暗挖隧道施工地面沉降問題影響因素進(jìn)行分析時(shí)，可發(fā)現(xiàn)排放地下水會(huì)對土層的剛度和強(qiáng)度產(chǎn)生影響，合理排放地下水能加大對沉降現(xiàn)象的控制。而排放地下水過多時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致土層出現(xiàn)超固結(jié)現(xiàn)象，這種情況下容易造成大面積的沉降情況，對隧道施工安全性帶來嚴(yán)重危害。因此，應(yīng)在保證開挖操作正常執(zhí)行和開挖工作面穩(wěn)固的前提下，進(jìn)行地下水排放方式的設(shè)計(jì)[2]。例如，當(dāng)前大多數(shù)施工單位，為了達(dá)到排放地下水合理性的目的，會(huì)采用一些措施來阻斷地下滲水通道，從而控制地下水的排放。還要盡可能減少地下水在開挖洞內(nèi)的流通時(shí)間，保證隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。當(dāng)掌子面完成開挖后，需要及時(shí)開挖相應(yīng)的注漿工作面和穩(wěn)定工作面，為支護(hù)工作的開展奠定基礎(chǔ)，并且要及時(shí)停止排水。另外，實(shí)施掌子面注漿操作時(shí)，要求根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)來調(diào)整支護(hù)方式和注漿參數(shù)，為后續(xù)的注漿施工做準(zhǔn)備，確保注漿施工質(zhì)量。

（二）改變土質(zhì)結(jié)構(gòu)

當(dāng)出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象時(shí)，會(huì)對淺埋暗挖隧道施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，因此，需要加大對沉降控制手段的研究，避免圍巖結(jié)構(gòu)受到地面沉降影響。改變土質(zhì)結(jié)構(gòu)是解決地面沉降問題的有效措施，利用深層注漿以及超前注漿等方式，在土層中注入泥漿，從而提高土體強(qiáng)度，能一定程度提高土體防滲能力，即是在優(yōu)化土質(zhì)結(jié)構(gòu)的條件下，進(jìn)行土層加固處理，是提高圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要措施。在隧道開挖施工結(jié)束后，需要進(jìn)行地層結(jié)構(gòu)的檢查，找出其中容易出現(xiàn)沉降現(xiàn)象的部位，將這些部位作為加固關(guān)鍵區(qū)域，進(jìn)而保證土層整體穩(wěn)定性較好。

（三）加強(qiáng)初期支護(hù)

在針對淺埋暗挖隧道施工過程中的地面沉降現(xiàn)象采取處理措施時(shí)，要加強(qiáng)初期支護(hù)，以便在支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下，避免土層受到地下積水或者滲水等因素的影響。初期支護(hù)結(jié)束后處于一個(gè)逐漸變化的過程。為了強(qiáng)化支護(hù)效果，隧道施工中通常采取減少導(dǎo)管間距、增加導(dǎo)管直徑等方法，能保證初期支護(hù)在保護(hù)土層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和防止地面沉降方面起到較好作用。為了提高土層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還會(huì)選用鋼格柵來提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。這時(shí)可通過加大主筋直徑、增大錨桿長度、提高格柵密度和增加混凝土澆筑厚度等措施的實(shí)行，強(qiáng)化支護(hù)效果，避免出現(xiàn)地面沉降問題。具體來說，地面沉降問題的有效防范是保證隧道施工順利開展的的關(guān)鍵，要根據(jù)工程情況合理選擇沉降控制措施。

結(jié)論：

綜上所述，隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，城市地鐵隧道工程明顯增加，使得淺埋暗挖施工工藝在隧道建設(shè)中作用更加凸顯，能為最終施工質(zhì)量提供技術(shù)保障。本文對這一技術(shù)進(jìn)行了具體分析，按照相應(yīng)的施工流程進(jìn)行隧道施工，能充分發(fā)揮淺埋暗挖隧道施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢。并且本文加大了對開挖過程中的地面沉降控制措施的分析，結(jié)合建筑施工實(shí)際情況，提出加強(qiáng)初期支護(hù)、及時(shí)排放地下水等對策。

參考文獻(xiàn)

[1]李韜.淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)及地面沉降控制措施[J].居舍，2018（03）：50.

[2]楊敏.淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)及地面沉降控制措施探討[J].江西建材，2017（23）：177+180.

作者簡介

李起生（1969-）男，遼寧新民人，研究方向：土木工程。

（作者單位：遼寧馳通工程管理有限公司）