簡談市政隧道施工淺埋暗挖技術的應用

趙航

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引言

市政隧道施工通常會伴隨許多復雜工況，如惡劣地形、地勢和復雜的氣候條件，給隧道工程施工帶來很大困難。淺埋暗挖法相比于其他施工技術，更加適用于各水質地質條件，并較適合各種斷面形式，其自身分步開挖及輔助施工的特性，有利于對地表坍塌和沉降進行控制，并具有較高的經濟性。因此，本文結合市政工程隧道施工特殊性，對淺埋暗挖技術特性及要點進行闡述，使其能夠更好地應用于具體工程中。

1 淺埋暗挖技術的特性

根據目前理論依據來說，淺埋暗挖施工技術為新奧法，主要針對承載力小、地質條件差、圍巖穩定性差的隧道工程施工，其主要作用為預加固圍巖并對沉降進行有效控制，確保施工安全。同時，將信息化設計以及信息化施工引入，能夠實現施工過程的實時測量與控制。在市政隧道建設中實施淺埋暗挖技術，基本荷載作用力由初期支護和復合襯砌結構承擔，二次襯砌結構起到安全儲備作用，同時特殊荷載力由二次襯砌和初期支護來承擔。另外，淺埋暗挖技術在應用中還有其他施工技術的輔助配合，對圍巖結構起到了加固作用，最大化利用了圍巖承載力，同時結合隧道施工現場的實際情況來選擇開挖技術，與圍巖結構配合形成整體支護體系，保障了施工現場的安全。此外，淺埋暗挖施工中對機械設備要求較低，主要以人工施工為主，其基本原則可歸納為“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤測量”。當前該項技術廣泛應用于市政隧道建設、地鐵開挖、地下管線埋設等工程中，應用經驗較為豐富[1]。

2 淺埋暗挖技術要點

2.1 上臺階施工

在具體的隧道施工工作開展過程中，面對底線部分管道較為復雜的問題，施工是應充分考慮地表結構的不同影響，同時需要根據實際情況對施工過程中的方案進行優化，同時應結合施工過程中的具體情況對施工方案進行優化。要對要強對降水管理，避免降水過多影響到施工，控制好水位下降情況，對主支管和前直支管進行密封。在上臺階施工前要制定好施工計劃，開挖時候保護好圍巖，將重心放在建筑的拱部，同時再將其延續到其他部分進行操作。通過對支護部位的體系進行優化，及時將不同階段中產生的土方進行運送，將其放置到不同臺階之下，開挖結束后要及時進行支護處理。

2.2 下臺階施工

在下臺階使用過程中，按照既定方案，通過人工方式合理控制，同時配合挖掘設備，提高開挖質量和效率，確保核心土體處的開挖效果，同時對于兩邊輪廓部分要合理控制，一般保持在30～50cm為佳，開挖后要及時對其進行優化處理，調整不同階段過程中存在的不妥當之處，防止出現一些因操作失誤出現的問題。在對隧道臺階進行施工時，還要做好支護處理，保證施工安全，做好風險防控。

2.3 隔離樁的設定

建筑物、風道之間應注意保持一定的間隔，為滿足距離要求，可以應用小導管，來確保注漿作業的有序實施，減小地層變形范圍。同時，在實際施工過程中，應做好測量與監控作業，根據準確的數據信息，完成對應工作。實際施工中，應根據設計圖紙的要求，掌握各分項作業的流程與職責范疇，確保各個結構的獨立性均滿足既定標準，從而提高隧道施工質量。同時，要做好結構的護理工作，防止底層結構變形問題的出現。在施工過程中應讓專業監護人員對其施工工作展開動態化管理，一方面確保施工過程滿足行業要求和標準，另一方面也能更好發揮施工技術過程中的自身價值，對施工過程中存在的各種隱患進行分析，結合實際情況對其支護結構進行優化，從而保證施工質量。

2.4 管棚支護技術

在市政隧道施工中，淺埋暗挖技術在預支護方面有著較高的要求，同時預支護技術也是整個淺埋暗挖施工的關鍵影響因素。超前支護環節中，管棚施工有著明顯的簡易性特征，可根據管井規格，合理選擇施工材料。如果鋼管兩端的支護體系規模已經符合要求的情況下，便可以有效降低開挖過程中的變形量。其原因在于，管棚本身具有支護能力，設置在鋼管兩端的支護梁彈性支撐系數較大，充分發揮兩者的作用，便可以確保穩定性。上方地層變形主要包括繞曲變形、端頭支撐變形，實際施工中可以通過對管棚高度、支撐量剛度進行優化調整，來滿足支護階段的系數要求，確保支護效果。這樣也可以為后續施工奠定良好的基礎，有利于確保市政隧道施工質量。

同時，相比于其他超前支護施工，管棚支護在效率和成本上有著較大優勢。根據管徑大小來對管棚支護技術進行劃分：①小管棚支護體系：管徑小于129mm；②中管棚支護體系：管徑為129～299mm；③大管徑支護體系：管徑大于300mm。一般來說，管棚支護體系具有較高的剛度，用支撐梁在鋼管兩側固定，其剛度足以對開挖形變量進行有效控制。在隧道開挖形成斷面時，為了建設管棚支護體系，一方面要在圍巖結構處形成微拱，另一方面還要有足夠數量的壓力傳遞擴散結構。目前而言，管棚法施工主要是通過經驗以及類比法進行設計，必須要深入研究分析管棚支護特征和狀況，與二次襯砌施工以及開挖應力釋放相結合，優化控制管棚設計施工[2]。

2.5 輻射降水

市政隧道施工中應用淺埋暗挖技術時，可以在輻射降水時進行應用。以實際情況為根據，先設置大口徑井，然后將輻射管敷設在隧道含水層中，含水層中的水在后續施工過程中會順著輻射管留到預設的井中，然后通過應用泵，便可以將水排出來。

2.6 雙側壁導坑法技術

在市政隧道工程中，淺埋暗挖的開挖施工技術主要包括臺階開挖、全斷面開挖、中隔墻開挖等等。其中雙側壁導坑法應用最為廣泛。該施工技術能夠將開挖大跨度斷面轉變為小跨度操作，主要應用于需要開挖較大斷面以及地層較差的隧道工程中。雙側壁導坑法技術能夠很好地適應于砂層、砂卵層以及黏性土層等地質條件。在實際操作中，將開挖斷面進行細分，分為6個小斷面加以施工，不同的斷面掘進之間具有獨立關系，最終整合為一個整體隧道結構。在斷面開挖過程中，同時進行澆筑加固處理，由于土層能夠在一定時間能保持自穩性，因此可以與網狀支護結構相配合，在開挖土層表面進行支護結構的建設，并且該結構有著薄壁性特點，由中隔板和中隔壁承擔部分荷載作用力。在市政隧道淺埋暗挖技術中，雙側壁導坑法具有較高的安全性，在需要進行大斷面開挖工程中適用性較好。但是其缺點在于施工復雜、工序較多，在實際開挖過程中可能面臨著較多干擾因素，因此在實際應用時施工人員要對開挖初期支護進度進行高度關注，保證圍巖結構支護安全和質量。

3 市政隧道施工淺埋暗挖技術的應用

3.1 初期支護施工

在市政隧道工程項目建設施工過程中，暗挖隧道施工方法需要有效做好前期的支護和防護工作，同時需要有效做好隧道工程的防水工作。在施工過程中需要有效結合施工區域周圍地質條件情況，結合實際生活環境對水泥漿材料進行針對性配比，同時需要對圍巖結構的縫隙、裂隙等各個部分進行充分填充和修復，有效做好注漿加固施工處理。在施工完成之后需要進行混凝土噴射施工，要充分保證混凝土噴射施工強度達到工程施工的標準要求。通過圍巖注漿加固和噴射混凝土技術的有效應用，可以進一步控制地下水二次襯砌結構所形成的不良影響。

3.2 混凝土裂縫控制

市政隧道工程項目建設施工當中，混凝土材料是其中非常重要的施工原材料，在進行混凝土澆筑工作當中，由于水泥水化熱會釋放出大量的熱量，對混凝土的施工質量會產生一定的影響，不但會造成原材料的內部結構性質出現變化，同時還容易造成混凝土表面裂縫等情況。因此，在實際澆筑施工過程中必須要有效做好水泥水化熱問題的控制工作，進一步控制混凝土裂縫問題的產生。除此之外，需要進一步優化混凝土材料的設計配比，需要對各種原材料的使用量進行嚴格控制，需要盡可能降低水泥材料的使用量，可以實現將混凝土材料的配比控制在一個合理的工作范圍之內。在混凝土材料的配置工作中需要向其中加入一定量的粉煤灰材料，可以進一步提高混凝土材料的使用性能，充分保證混凝土具有較強的抗侵蝕能力，降低表面所產生的收縮問題，以此來控制裂縫問題的出現[3]。

3.3 地下水抽排工作

在市政隧道工程建設施工過程中，淺埋暗挖技術的使用必須要根據實際施工情況，對施工區域的地表沉降量進行合理控制。通過采取臺階開挖施工方法有效做好初期階段的支護工作，有效控制拱頂部的沉降率，需要在施工斷面位置使用型鋼材料臨時架設鋼拱架，有效改變隧道工程的受力結構，進一步控制隧道結構的沉降問題產生。在工程正式開始施工之前需要對工程施工現場進行全面地質勘測工作，如果發現施工現場無法利用降水井進行排水處理，則需要使用超前注漿施工方法對整個隧道內部進行加固，同時在注漿工作中需要根據先周圍后中間的施工方法，保證涂層結構的安全性和穩定性，避免產生地表出現嚴重的沉降現象。

3.4 附加防水層施工

通過淺埋暗挖施工技術的使用，在實際施工當中需要充分做好防水層的施工控制工作，具體需要從以下幾個方面工作再開展：第一，要充分保證基礎生命的干凈和整潔程度，避免基礎面出現凹凸不平等各種問題的產生。在防水板材鋪設工作之前需要充分做好基礎面的處理工作；第二，需要有效結合工程施工現場的實際工作情況，合理選擇隧道施工防水材料，避免一些不符合標準的材料出現在工程生現場。第三，針對防水板材的搭接施工方法和實際搭接施工長度，必須要有效滿足工程施工的規范要求，同時還需要對焊接質量進行有效控制，有效提高防水層的整體施工穩定性。第四，在完成防水施工之后，必須要有效做好后續的管理工作，如果發生隧道破壞性問題則需要及時進行處理，并且對下一道施工環節質量進行檢查。

3.5 鋪裝層處理施工

在隧道工程項目施工過程中，所存在的難點問題必須要逐一進行解決，在具體施工當中鋪裝層產生斷裂問題影響比較明顯，為了有效保證鋪裝施工層不會產生嚴重的施工質量問題，需要有效保證鋪裝層的厚度滿足隧道工程的建設要求。需要根據具體的施工情況，合理選擇工程施工材料。除此之外，在進行鋪裝層防水設計工作中，必須要充分考慮到表面防水問題，由于滲漏問題的出現會直接造成鋪裝層產生嚴重的開裂現象，因此需要將防水層材料合理運用到鋪裝層內部，可以有效起到良好的隧道防水工作效果，有效避免鋪裝成部分產生嚴重的開裂問題，進一步延長隧道工程的使用周期和耐久度。最后，相關施工人員還需要有效考慮到施工區域地質條件和自然環境所產生的影響，全面提高鋪裝層的整體施工效果。

3.6 遠程監控

市政隧道施工結束后，為確保隧道結構的安全性、穩定性，提高隧道結構的使用壽命，應設置遠程監控系統，對隧道運行狀態進行動態化觀察，確保其貼近預期目標，保障淺埋暗挖技術的作用得到充分發揮[4]。

4 結束語

總之，在市政項目隧道建設期間，應用淺埋暗挖技術，應當高度重視。結合工程實際情況，明確其施工要點。同時，在保證施工質量的前提下提高施工效率，緊跟時代潮流，在施工手段上加以創新和調整，科學應用淺埋暗挖技術，進而提高市政隧道建設的綜合效益。