市政隧道施工淺埋暗挖技術的應用

徐志江

【摘要】在市政工程建設作業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，地鐵、管廊等工程建設項目日益增多，多數(shù)工程項目地下建設作業(yè)中均需通過淺埋暗挖的方式開挖作業(yè)斷面，以進行后續(xù)施工作業(yè)。本施工技術實現(xiàn)了澆筑作業(yè)與開挖作業(yè)同步進行，具有施工速度快、質(zhì)量可靠、結構安全等優(yōu)勢，備受工程實踐青睞。本文對市政隧道施工淺埋暗挖技術的應用進行探討。

【關鍵詞】市政隧道施工;淺埋暗挖技術;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

1、市政工程隧道施工特殊性

（1）環(huán)境條件復雜。市政工程隧道施工地質(zhì)條件復雜程度高，開挖方案的設計與執(zhí)行必須綜合對上部既有建筑結構、交通負載量及管線布置方案等因素的考量，通過優(yōu)化設計的方式提高開挖方案適應性。由于隧道開挖所處地層土質(zhì)結構松散甚至呈流態(tài)問題，管線、道路施工及遷移問題，結構范圍內(nèi)可能有漏水、沉積問題，地下水補給平衡等問題，都可能在一定程度上影響開挖作業(yè)的順利進行。

（2）地下管線滲漏。考慮上層滯水及穩(wěn)定性要求，需要充分了解水源補給情況，根據(jù)穩(wěn)定性范圍及結構，做好地下管線的布控工作。隧道開挖過程中若施工順序不利于地層穩(wěn)定，則勢必會導致工程風險的增加。

（3）土質(zhì)條件不穩(wěn)定。隧道開挖區(qū)域內(nèi)土質(zhì)條件不穩(wěn)定，如以軟土層為主，則必須在開挖前期對軟化、崩塌風險較高的巖石區(qū)段進行處理。當隧道穿越地層以砂質(zhì)粘性土為主時，周邊圍巖結構可能受自身重力影響產(chǎn)生松弛或變形問題，嚴重時導致坍塌，如不加強地表控制，可能因喪失穩(wěn)定性影響施工。

2、淺埋暗挖技術原理與適用范圍

淺埋暗挖技術基于新奧法施工原理，將信息化設計方案及施工技術引入其中，可實現(xiàn)測量、控制等施工基本環(huán)節(jié)的實時性要求。在市政工程隧道施工實踐活動中應用淺埋暗挖技術，基本荷載作用力由初期支護及復合襯砌結構同步承擔，二次襯砌結構作為安全儲備使用，特殊荷載作用力則由初期支護及二次襯砌結構共同承擔。此外，在淺埋暗挖技術實踐應用中還通過對多種輔助工法、超前支護等技術的應用，改善加固圍巖結構，充分調(diào)動圍巖結構自身承載作用力，結合施工現(xiàn)場的實際情況，通過對不同開挖技術的應用，與既有圍巖結構配合形成一個完整的支護結構，保障現(xiàn)場作業(yè)的順利進行及施工期間的安全性。目前，在地鐵開挖、地下停車場建設及地下綜合管線埋設等大量工程實踐中，均對淺埋暗挖技術進行了深入的應用與嘗試，取得了豐富的應用經(jīng)驗。

3、市政隧道施工存在的問題

（1）土質(zhì)穩(wěn)定性有待提升。在整個市政隧道施工過程中最為嚴重的問題就是土質(zhì)穩(wěn)定性不高。若將軟土作為施工的主體，在隧道施工的初始階段，需要對容易軟化和坍塌的巖石，采取一定的保護措施。同時也需要對市政隧道施工各個路段的巖石有一個正確的認識。隧道通過地層的泥土通常都是砂紙粘性土壤，而且有些位置還會有沖擊砂層，這樣地層的薄弱性較強。因此，在隧道開始開挖過程中，周圍的圍巖會受到自重因素的影響，出現(xiàn)下沉。而若圍巖表層出現(xiàn)松動或者變形的問題，很容易導致圍巖發(fā)生坍塌，進而造成嚴重的安全事故。此外，若未做好地表控制作業(yè)，則會無法保障圍巖的穩(wěn)定性，進而嚴重影響后續(xù)施工作業(yè)的順利開展，無法在規(guī)定的時間完成工程項目。

（2）地下管線滲漏。在實際的市政隧道施工過程中，若想要保障圍巖穩(wěn)定性，則需要全面了解水源補給情況，進而可以根據(jù)隧道實際情況和結構分位，保障水源補給工作的順利開展。與此同時，還需對隧道內(nèi)風道結構和范圍進行深入分析，若各個結構的飽和程度較高，則會導致在一些地層中存在水囊或者空洞情況。另外，若未做好降水工作，則將會對后續(xù)風道開挖工作產(chǎn)生一定的影響。若施工工作人員在實際施工過程中，未控制地層穩(wěn)定性，則會對整個市政工程施工造成嚴重的影響，甚至會發(fā)生安全事故。

4、市政工程隧道施工中淺埋暗挖技術的具體應用

（1）真空降水中的應用。一般情況下，真空降水是通過將管井和真空泵桐兩者相結合，之后與輻射井相連，采用水平滲水的方式，對滲水進行有效的控制。實際上，真空降水就是通過真空泵的真空情況，即水在真空的影響下，進入管道內(nèi)，進而促使水位下降。施工工作人員通常會在黏土層、粉土層的降水處理工作中使用真空降水的方式，其主要原因是由于黏土層滲透能力相對較差，若采用傳統(tǒng)的方式將會無法排除土層中的水分，進而影響后續(xù)的隧道施工，帶來嚴重的安全事故。根據(jù)實踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通常會將真空降水應用在掌子面進行施工作業(yè)，這樣可以保障全面排除地下水，同時也可以將粉土層中的水有效排除，與傳統(tǒng)的排水方式相比，有著十分顯著的特點。

（2）輻射降水中的應用。若想淺埋暗挖技術能夠在輻射降水中最大化發(fā)揮自身作用，首先需要挖設一個大口徑井，然后隧道含水層鋪設輻射管，這時的水會通過輻射管流入到大口徑井內(nèi)，之后在泵的作用下水便會被排出。此外，在實際施工過程中，大口徑井內(nèi)的水平滲水井會有較大的調(diào)整空間，因而施工工作人員將會在地表不存在降水位置進行施工，進而保障輻射降水工作的順利開展。

（3）管棚支護中的應用。市政工程隧道施工過程中，應用了大跨度單拱單柱雙層島式結構，在應用淺埋暗挖技術時，隧道最小埋深度為5.5m使用每根長146.5m直徑為11.4cm×0.5cm的管棚，進而可以最大化發(fā)揮管棚的作用。這樣的施工方式在我國是第一次出現(xiàn)，并且是一次性的施工流程，可以有效減少多次施工對整個施工造成的影響。這樣的施工所使用的管棚精度十分高，中心偏差均在1.9cm內(nèi)，而且在一定程度上減少了下沉和倒塌情況的發(fā)生，同時與傳統(tǒng)管棚相比，實際下沉有效減少了0.1cm。

（4）遠程監(jiān)控中的應用。為保障市政工程隧道施工結束之后，隧道能夠安全穩(wěn)定運行，并提高淺埋暗挖的安全質(zhì)量，在隧道施工結束之后，需要建立完善的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對隧道運行情況進行動態(tài)監(jiān)督管理。遠程監(jiān)控在隧道之外的隧道施工中的優(yōu)勢是十分明顯的，不僅可以有效監(jiān)管隧道燈的實際情況，而且還可以詳細了解新隧道對原有隧道造成的影響，進而保障市政工程隧道施工的順利完成，減少安全事故的發(fā)生。

5、淺埋暗挖技術的未來發(fā)展

（1）復雜受力轉化過程的下沉控制。通常情況下，淺埋暗挖技術復雜受力的轉化均是在已經(jīng)存在的建筑物下方進行。而若想做好避免拆遷、拆除等工作，則需要根據(jù)實際情況，采用合理的施工技術，嚴格控制下沉情況。因此，在未來城市地下工程施工中淺埋暗挖技術有著良好的發(fā)展空間。

（2）提升淺埋暗挖技術的施工速度和注漿技術。在市政工程隧道施工過程中應用淺埋暗挖技術，由于該技術的機械化較低，需要人工進行開挖，進而導致施工速度慢，工作效率低。因此，相關工作人員應要加大機械化研究力度，同時也需要選擇合適的輔助注漿施工方法。在當前階段，施工工作人員普遍會應用到超前小導管、水平旋噴加固等。此外，也需要站在施工安全和提高施工的角度，加快對注漿技術的研究力度。

（3）加大對淺埋暗挖技術防水新方法的研究力度。在當前，淺埋暗挖技術施工主要做兩層的防水處理，具體而言：a.初支和二襯兩者之間設置全包防水板。b.二襯防水混凝土。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，施工技術的完善，以及各種新型材料的普及。在未來應要加大防水材料的研究力度，保障能夠一次性完成防水工作。

結語：

總而言之，市政隧道施工中淺埋暗挖技術應用越來越普及，在一定程度上可以促使隧道質(zhì)量的進一步提升。因此，需要加大對淺埋暗挖技術的研究力度，進而保障市政隧道工程的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]辛弘峰.淺埋暗挖技術在市政工程隧道施工中的應用[J].建筑技術開發(fā)，2020，47（15）：97-98.

[2]張文濤.市政工程隧道施工中的淺埋暗挖技術分析[J].科技資訊，2020，18（09）：29+31.