浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点

浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点

伏栋梁

中国华冶科工集团有限公司四川分公司，四川成都 641400

摘要：隧道工程在施工中易受到不良地下环境以及地质条件的影响，多采用浅埋暗挖法，控制工程建设安全。隧道工程建设中实施浅埋暗挖法，需要加强对其工艺特性以及施工工艺的研究。

关键词：浅埋暗挖法；隧道；施工技术

引　言

随着我国经济发展和社会进步,城市建设规模不断扩大,其中城市地下管道、隧道等地下工程的建设也随城市发展的要求不断增多。 由于城市施工环境复杂,如地下水较丰富、地下管网复杂、地上交通繁忙、建(构)筑物特别是高层建(构)筑物较多等,大部分地下管道、隧道都不具备明挖施工的条件,而是采用浅埋暗挖的形式,而浅埋暗挖工程往往会穿越重大的风险源,比如公路、铁路、桥梁等,因此,穿越施工中的浅埋暗挖法技术控制起着重要的作用。

1 施工工艺的应用优势

浅埋暗挖法在技术研究持续深入以及工程实践活动逐步开展的情况下已经取得突出的发展成果，其施工技术日益成熟，常应用于城市轨道等工程的建设中。初期支护用于承受基本荷载，并修筑合适规格的二次衬砌，增强支护效果。在应用浅埋暗挖法时，常辅以超前支护等相关方法，用于加固围岩，连同支护结构共同受力。

在及时支护、尽快封闭成环的施工方法下，构成完整的联合支护体系。实际施工中，依托于全方位的监控量测手段，及时掌握施工现场的实际情况，采取针对性的控制措施，以免发生塌方、沉降等异常情况，或是将突发事件造成的影响降到最低。相比于明挖施工方法，浅埋暗挖施工具有更为突出的应用优势，主要体现在如下几方面。

1）穿越现状道路以及桥梁时，不会造成明显的扰动性影响，地面车辆能够正常通行，规避施工期间的地面交通拥堵问题。

2）土方开挖量相对较小，减轻员工的工作强度，通常仅需完成竖井和隧道断面两部分的开挖即可。

3）地表和管线得到有效的防护，可避免异常沉降、受损等情况。

4）对于埋深较大的隧道，应用浅埋暗挖法后具有更为突出的经济效益优势。

2浅埋暗挖法应用到隧道施工的具体情况

2.1地表加固

地表加固是保证结构强度和稳定性的关键，主要的应用方式就是地表注浆。在注浆开始前，技术人员进入到现场进行全面的勘察，了解水文地质、埋深尺寸、洞身支护等情况，通常情况下，加固施工需要在隧道最大开挖线以45°向上进行，和地面相交的范围内进行加固施工。注浆顺序也非常的重要，先是隧道口向洞身进行，然后再进行周边施工。

2.2 超前支护

很多隧道都建设在山区地带，其出口以及部分洞身会直接穿越沟谷低洼部分的浅埋段部分，会有较厚的土层、破碎岩体，还会有断层破碎带等地质条件很差的情况。因为围岩结构强度性能不足，所以在掘进施工环节极易造成坍塌、变形等缺陷。要想提升隧道工程的安全性，提高质量水平，应该在施工前对于这些软弱地层结构进行超前支护施工，比如超前长管棚、超前锚杆等都是常见的方法。比如管棚加固施工，这是常见的加固施工方式，一般需要在拱顶开挖轮廓线120°范围内向外插入热轧无缝钢管进行注浆施工，可以使得浆液顺利注入到岩层结构内。在规定压力之下，进行填充、渗透、挤密处理，将破碎岩体结构内部的水、空气全部都挤出，然后把浆液填充到内部空间中，组合形成稳定的结构体系，促进承载性能的提升，保证受力条件合格。

2.3 洞身开挖

洞身开挖作业阶段，现场技术人员进行勘察和分析，明确断面的形式和尺寸，掌握地质条件、埋深深度、支护要求，同时还要准备足够的施工材料、设备以及人员，在保证安全、质量、经济等各方面符合要求的基础之下，确定合适的开挖方式。

在开挖作业阶段，考虑到现场的具体情况，保证开挖施工达到质量与安全性的要求。根据工程的要求，在两车道隧道结构中，应用台阶法开展施工，而三车道及以上隧道的形式可以通过中隔墙、双侧壁导坑法开展项目施工。不管是应用哪种开挖作业方式，都要在地层条件符合要求的基础下进行，循环进行开挖作业施工。地质条件较差的路段结构部分，每一次开挖施工的尺寸控制在钢拱架间隔距离1.5倍以内，通常设定为0.5～0.8 m，或者更短。因为开挖进尺较小，所以拱架设置有足够的时间，并且可以立即喷射混凝土组成稳定结构，避免发生坍塌。循环进尺严格控制，各个工序步距随之确定，这样可以停止掌子面开挖施工，喷射5～10 cm厚混凝土可以实现掌子面的封闭处理，避免产生坍塌危害。

2.4 初期支护

经过开挖施工后，导致岩层受力条件出现了很大的变化，围岩应力再次分布，容易造成结构强度的下降。为了有效地预防围岩长期裸露导致强度、稳定性不足，特别是软弱围岩，应该立即应用锚杆、钢拱架、钢筋网进行支设施工，应用混凝土进行结构封闭处理，达到强度性能要求，不会出现岩层结构的风化、变形等危害，使支护系统和围岩形成整体，达到工程结构性能的标准要求。

2.5仰拱与填充

对于隧道全断面结构部分进行支护施工，达到要求后可以立即进行仰拱、混凝土填充等施工，保证初期支护的结构可以成为稳定的支护形式，使现场施工可以顺利进行。

2.6监控量测

隧道施工环节，监控量测是主要的环节，对于工程质量的控制有着直接的影响，也是复合衬施工的核心，为整个工程的施工提供基础条件。该工作可以有效地指导现场施工顺利进行，还可以预测是否发生安全事故，从而满足工程安全性标准，且随时掌握和了解围岩与支护结构变形的情况，优化结构性能与技术参数，达到施工工艺的要求，给二次衬砌提供良好的条件，满足支护性能的要求。如果监控量测存在异常问题，应及时反馈给项目作业人员。

3关键风险控制

3.1掌子面围岩变形、塌落控制技术

为了减少掌子面围岩变形问题，有效解决拱顶沉降问题，可针对性进行以下措施进行管控：

(1）做好超前小导管注浆，形成拱部“封闭环”支护。在开挖前提前打设注浆管，并进行注浆施工从而对风化岩体进行加固作用，通过对内部风化岩层裂隙进行胶结整合为一整体，从而可以提高岩层强度与稳定性，改善岩体性质[5]。

(2）严格按照设计要求，预留核心土，增强掌子面围岩稳定性。预留核心土可以提高开挖的安全性，更好支撑掌子面从而防止坍塌，同时提高后续施工中的拱部初期支护。预留核心土的施工工序少，难度低，综合效益较高[6]。

(3）严格按照各断面要求工法进行施作，合理组织人员，加快施工速度，及时封闭。

3.2拱顶沉降、水平收敛变形控制技术

为了减少拱顶沉降与收敛变形问题，应提高支护强度，同时加强监控监测，可采取相应措施如下：（1）加强对初期支护拱顶沉降、水平收敛及建（构）筑物位移、沉降的监测，绘制位移-时间曲线，进行位移回归分析。（2）严格按照各断面要求工法进行施作，合理组织人员，加快施工速度，及时封闭及成环。（3）加强锁脚锚管施作角度、长度、与拱架焊接连接及注浆质量卡控。（4）及时进行初期支护背注浆，减少初期支护与围岩脱空，控制地表沉降。（5）进行信息化施工，根据监控量测数据，出现红色监测预警时，会同设计等单位调整初期支护参数。

3.3加强监测

以变形测量为主的工程监测对穿越工程项目,特别是浅埋暗挖法施工项目是一个重要内容和必不可少的环节。 因此,在变形监测工作开始前,应认真分析地下穿越工程的性质、规模、要求及影响变形的因素,制订有针对性的监测方案,采用准确可靠的仪器,既满足监测精度要求,又符合经济合理的原则,并应针对复杂的穿越地段,对监测方法进行可行性优化,确保实际监测过程和方法有理论及技术上的支持。

浅埋暗挖法在城市中进行地下穿越施工,一般施工环境较为复杂,在监测过程中应对某些穿越路段或监测项目进行重点监测,比如在地下雨污水、上水管线较多的穿越区域,暗挖施工中可能由于超挖或注浆等原因而对管线造成较大的变形,一旦这些管线因变形过大而破裂发生渗漏水,将对管线所在区域产生极大的威胁,因此应对这些区域中的管线沉降变形进行重点监测。

4结语

隧道施工建设中浅埋暗挖施工技术的运用比较常见，凭借其诸多的性能优势，受到了业内人士的高度认可。在该技术运用过程中，除了要严格按照规范标准执行操作以外，还需要结合工程实际进行浅埋暗挖方式的合理化选择。

参考文献：

[1]祝月猛.浅埋暗挖地铁隧道施工技术与风险研究[J].河南科技,2020,39(29):127-129.

[2]陈伟明.浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制[J].交通世界,2020(25):142-143.

[3]王颖苗.浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制研究[J].工程技术研究,2020,5(09):102-104.

[4]张铭海.隧道工程浅埋暗挖法施工要点及发展方向[J].工程技术研究,2020,5(05):70-71.

[5]向江波.城市地铁施工技术中浅埋暗挖法的应用[J].安徽建筑,2020,27(01):133-134+144.