地铁隧道浅埋暗挖施工技术分析

地铁隧道浅埋暗挖施工技术分析

宋攀登

宋攀登

广东水电二局股份有限公司523952

摘要：在我国地铁的建设过程之中，经常会用到浅埋暗挖法施工，其具有着施工难度小，独对地表场地占地少的特点，基于此，本文论述了在地铁车站之中如何应用浅埋暗挖法，并且不断促进其发展。

关键词：地铁隧道；浅埋暗挖；施工

引言

目前，我国各大城市都在大力发展地铁建设，地铁交通具有缓解交通拥堵、环保、安全、节能、运量大、准时等优点，地铁所到之处楼宇兴旺、经济繁荣。随着地铁建设的蓬勃发展，地铁施工技术也处于快速发展的阶段。在地铁施工中，若采用明挖大揭盖的方法，那么往往会对地面商业、交通造成了严重干扰，并会对环境造成破坏，而浅埋暗挖法以处理、加固软弱的地层为前提，在地下施行各种地下暗挖施工的方法，实践证明，施工效果较佳。

1、浅埋暗挖法施工技术概述

所谓浅埋暗挖技术也就是矿山法。在新奥法的基础上进行理论和原理的借鉴，再结合中国具体的工程条件，整合出一套较为完善的修建地铁隧道的理论以及操作方法。该方法和新奥法之间的区别主要在于，该方法更适用于开发城市的松散土介质围岩条件，隧道的直径要小于或者等于隧道埋深，在修建隧道的时候要采用较小的地表沉降。其有着突出的优势，就体现在不对城市交通产生影响，也不产生噪声和污染，且与各种尺寸与断面形式的隧道洞室相适合。可以边挖边浇注是浅埋暗挖技术的特点。

2、浅埋暗挖法工作原理分析

浅埋暗挖法工作原理是在新奥法原理基础上提出了新的信息化量测设计与施工理念，应用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构，以全部承担基本荷载为基准设计初期支护，将二次模筑衬砌作为安全储备，前后两次支护共同承担特殊荷载。在实际施工中，须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针灵活运用这套工法。浅埋暗挖法常用在第四纪软弱地层的地下施工项目上，围岩本身欠缺稳固性，地表沉降极易导致围岩松散、变形。为避免此类现象出现，必须及时、适当地增加初期支护的刚度。在图1所示的特征曲线中，C点距离A点越近越好，距离越近，支护结构的承载力越强，可有效减少围岩的自承载。

图1围岩特征曲线和支护刚度曲线示意图

3、浅埋暗挖新技术在地铁隧道施工中的应用

3.1、施工方法

施工时应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及本单位的技术水平等，选择适宜的开挖方法及掘进方式，必要时应通过试验段进行验证。施工中常用台阶法以及分部开挖法。山岭隧道常采用正台阶法；城市及附近地区的一般隧道采用上台阶分部开挖法或短台阶法；大断面的城市或山岭隧道采用中隔墙台阶法、单侧壁导坑法或双侧壁导坑法；城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法、侧洞法或中洞法。浅埋隧道断面较大时不宜采用全断面开挖胧先采用掘进机或人工开挖。采用爆破开挖时应采用短进尺、弱爆破，必要时要对爆破振动进行监控爆破进尺一般不宜超过1.Om。

3.2、支护方式

施工时支护时间要尽可能提前皮护刚度也应适当加大，除必须选用适当的开挖方法、支护方式及施工工艺外还要对前方围岩条件进行改良及超前支护等，以控制地层沉降变形。支护设计分为三种：初期支护承受全部荷载二次支护（内层衬砌）仅作为安全储备。初期支护与二次支护共同承担荷载初期支护仅作为施工期间的临时支护，二次支护作为主要承载结构。施工时应将结构设计、施工方法及支护方式、辅助施工方法等进行综合研究并经试验段进行验证。在施工过程中根据量测数据不断进行改善。一般地质条件下，初期支护类型由喷、锚、钢架或格构架四种方式而组成不同的结构型式。

3.3、围堰导流

选用暗挖技术建设地铁隧道，既可以确保工程的顺利进行，也可以保证工程的质量，围堰导流就是其中的具体应用。由于该隧道工程受河水流的影响，在施工过程中需要先疏干上、下游围堰之间的存水，这样可以在一定程度上减少隧道拱顶土层的含水量，更加有助于施工，但是这里需要强调的是围堰导流的时间需要在特定的季节完成，最佳方案是在河流枯水期和暗挖隧道开挖前1个月左右施工，这样才可以确保围堰导流发挥其真正的功能，为地铁隧道建设的后期工作打下坚实基础。

双排小导管超前注浆加固在地铁隧道开挖到河道的加固段后，为了保证施工质量，在拱顶需要采用双排小导管超前注浆加固。超前下层小导管采用φ32的小导管，注浆也采用改性水玻璃浆液，至于超前上层小导管也与超前下层小导管相同，采用φ32的小导管，注浆采用超细水泥-水玻璃浆液，注浆加固固结范围外轮廓需要控制在2.0m左右，这样能够保证地铁隧道的安全。

合理控制回填注浆的压力在确定注浆材料后，便需要在一定压力下进行回填注浆，回填注浆需要克服管道阻力以及土体与初期支护之间的空隙阻力，如果注浆压力过大，很容易引起初期的支护变形。在回填注浆时常会采用注浆泵，注浆处的压力需要控制在0.3MPa~0.4MPa，注意不能超过0.5MPa。

3.4、全断面帷幕注浆施工技术

注浆孔成孔。各注浆孔的长度、角度、精确位置可由设计来进行计算，施作注浆孔的顺序应为：先外后内、先上后下，一个注浆孔完成后，那么就要在第一时间内退出钻机，然后再安装注浆管，紧接着二次封闭工作面后再注浆。注浆。后退式分段注浆是最为常见的注浆方式，每完成一次退式分段注浆之前，都要填充加固所有注浆管。为了防止在注浆时出现隆起、裂纹，还应该封闭处理工作面（施行网喷混凝土）。

3.5、初次支衬回填注浆技术

因为混凝土自身质量与喷射混凝土密度所产生的影响，空洞可能于初次支衬与土体之间出现，地面沉降容易产生，从有效控制沉降的目的出发，就要进行灌浆钢管的预埋，梅花型要按照每道3～5m设置在拱顶和拱脚的两侧。当仰拱成环之后，再开始背后回填灌浆，最好是选择水泥和水玻璃双液浆进行注浆液，可采用间歇式注浆来保证回填的密实度，同时，应交替进行注浆和静压。

3.6二衬施工技术分析

隧道的标准面的确定应采用定型的模板。要以直线段的施工进度和曲线段的半径影响为依据，按9m+3m的形式进行模板的设计，当于直线段开展衬砌施工之时，其长度控制在12m，要进行曲线段施工时，施工应去掉3m，而采用9m的长度。其施工步骤具体是：基面处理——仰拱防水层施工——仰拱钢筋的绑扎——仰拱混凝土的浇筑——拱墙防水层的设计——拱墙防水层的绑扎——台车模板——拱部混凝土的浇筑；应用定型钢模板来进行混凝土浇筑仰拱，采用丝杠来连接中间，尽量达到净空。要以施工工序的相关要求为依据，可从两端一次向横通道方向开展二衬的施工，主要目的就是要保证正常开展运输和各个工序的施工。到最后，需要对防水层施工加以注意。应有一道防水层设置在初次支衬和二衬之间，一般应用的防水板应控制的厚度、长度和宽度分别为1.5mm、3m，和2m。同时要把缓冲层留在防水板和初次支衬之间，无纺布要多使用。应于缓冲层做好一定数量暗钉圈的预设，以便能够焊接防水板。

4、结语

地铁作为城市中最为理想的交通方式，是未来城市交通的关键核心，其建设也是城市工程的重要项目。暗挖法技术的应用可以为环境复杂的地铁工程提供可行性，无论是地铁车站还是地下铁路隧道都可以采用暗挖法技术，这样既可以保证地铁施工的安全与质量，也可以控制施工的成本，这从经济角度来看具有积极意义。总之，在地下空间建设过程中，浅埋暗挖技术优势独特，并且与技术集合标准化设计和超前支护技术及新型防水技术有机结合，能够有利于施工质量的提高，也使地铁隧道施工安全有保障。

参考文献：

[1]王富强.城市地铁隧道浅埋暗挖法相关问题分析研究[D].北京交通大学，2010.

[2]郝忠院.地铁隧道浅埋暗挖法施工预加固技术及其应用研究[D].西安科技大学，2014.

[4]陈岩.探讨浅埋暗挖技术在地铁隧道施工中的应用[J].科技资讯，2013，32：38.