浅埋暗挖隧道施工技术及其地面沉降控制

浅埋暗挖隧道施工技术及其地面沉降控制

谢喜庆

重庆交通大学  重庆  400074

摘要：随着科学技术的发展，在浅埋暗挖施工环节中应用的设备规模持续扩大，复杂度也日渐升高。文章主要基于当前隧道施工所面临的问题，探究浅埋暗挖法施工技术的基本概念，分析浅埋暗挖法施工技术的基本特点和基本原则，系统阐述在隧道工程施工过程中浅埋暗挖法施工的技术要点和地面沉降控制措施，旨在提升隧道工程的施工质量。

关键词：浅埋暗挖法；隧道施工；地面沉降；控制措施

1.浅埋暗挖法的施工原理

浅埋暗挖法是一种比较成熟的施工技术，主要被应用于软弱地层的地下工程施工中。这一施工技术的基本原理为：在软弱地层进行地下工程施工中，由于其围岩自承能力相对比较差，在工程开挖的初期，可通过初期支护的方式，对基本的荷载进行承担。在此基础上，并进行二次支护，使其作为安全储备。同时将初期支护和二次支护共同进行荷载承担。同时，利用辅助工法进行超前支护，并对围岩进行加固，不断提升其自承能力。另外，在施工过程中也会使用到多种开挖方法，结合支护措施来形成工程闭环，形成稳固的支护体系，确保隧道施工活动的有序展开。

2.浅埋暗挖法施工技术要点

2.1 浅埋暗挖开挖技术要点

在实施工程之前，需要综合考量工程的基本特点和围岩情况，同时要掌握工程周围环境的变化情况和施工单位的基本要求，在掘进时选择使用合适的方式完成开挖与掘进任务，利用试验段试验的方式完成工程质量校验。分步开挖法与台阶法是最常用的开挖方法，在丘陵地区挖掘隧道时可以选择使用正台阶法，在城市位置或地势平坦的地区，则可以选择使用短台阶法或上台阶分部开挖法。山岭隧道或大断面城市适合应用隔墙台阶法、双侧壁导坑法或单侧壁导坑法。地下停车场位置或地铁车站等多跨隧道位置，最佳施工方法是中洞法、侧洞法或柱洞法。当深埋隧道断面的面积比较大时，不适合应用全断面的方式挖掘，可以首先应用人工开挖的方式或掘进机开挖的方式完成。爆破开挖时，需要选择使用弱爆破以及短进尺的方式完成，在必要的情况下，要实施监督与控制爆破的振动情况，控制爆破进尺的长度低于1.0m。

2.2 浅埋暗挖支护技术要点

在隧道工程施工之前，要尽量提前完成支护，根据实际施工情况增加支护刚度。另外，要选择合适的施工工艺、支护手段以及开挖方式，改良优化围岩工程的基础施工条件，并且做好超前支护，从而对地层沉降变形的问题做出有力控制。当展开支护时，根据实际施工内容的不同，可以将支护工程划分成为三种不同的类型：第一种是初期支护，在初期阶段施工时，需要由支护结构承担起工程中的全部荷载；第二种是二次支护，又被称作内层衬砌，这一环节将会作为安全储备完成施工；第三种是结合初期支护与二次支护，在这种方式之下，需要由初期支护作为临时支护手段，由二次支护作为主要承载结构，两者相互结合，共同承担起荷载压力。施工中要综合支护方式、结构设计、辅助施工措施以及施工方法等，同时展开试验段验证。基于施工验证中获得的数据以及施工中存在的问题，动态性调整施工过程。

2.3中洞法暗挖技术施工要点

隧道挖掘中应用中洞法主要是对隧道的中间位置进行挖掘，但是因为在中洞位置具有比较大的跨度，因此在具体施工环节中经常选择使用CRD等方法。初步完成中洞隧道支护工程以后，要在最短时间内完成二次衬砌，通过这种方法以确保在最短的时间之内提升工程结构强度，保证合理的控制地面沉降现象，另外也对周围的建筑工程具有一定程度的保护。当完成隧道工程施工后，需要利用侧洞法完成其他部位的挖掘工作，保证洞的两侧位置保持对称。这样做的主要目的是缓解压力失衡现象，有效控制地面沉降。

3.隧道施工中控制地面沉降的措施

3.1 加强开挖环节的跟踪与观测

要全面且合理地控制隧道开挖工程，跟踪与观测开挖环节中存在的地面沉降问题，针对不断变化的地质情况，充分应用各种技术手段和施工工艺。隧道施工环节中将会对地面将会产生影响，开挖过程中为保证尽可能小的对地面产生不良影响，优化浅埋暗挖法对预防与控制地面沉降问题发生具有积极意义。优化浅埋暗挖法的主要策略为在隧道开挖过程中，强化监督与控制地面沉降，对地面沉降的程度做好精准掌握。为保证检测的可靠性与准确性，可以选择使用现代化装置和监测技术完成施工，并完成地层的处理与加固。对施工区域地层地质条件做好精准控制的前提下，要针对性地改善与优化地质条件，尽可能降低地表结构与施工围岩所受的影响，控制地面沉降。

3.2 改良施工土体

进行地面沉降控制的常用方法中，改良土体也是最为关键的一环。大多数情况下，浇灌不同类型的浆液可以有效加固土体，在保证土体被加固的同时，还可以实现隧道内部自然拱，对提升隧道安全性和稳定性具有积极作用。加固时可以选择使用超前注浆法和深层注浆法完成加固。应用灌浆法可以基于实际需求，选择不同性能的浆液作为填充物，如化学浆液、双液浆以及纯水泥浆等，保证施工土体性质达到施工要求。在具体应用时，要使其具备灵活性，从而能够有效控制地面沉降。

3.3 优化浅埋暗挖施工方案

在整个隧道施工过程中，施工方案具有重要指导作用。应用浅埋暗挖法控制地面沉降，要与实际施工情况相结合，首先完成施工方案的编制工作，将控制地面沉降作为重要的技术考核指标，选择合适的施工技术与施工方法，设计与处理好施工细节，明确影响地面沉降的因素，并且提出相对应的解决方案，从而确保工程顺利完成。另外，在优化施工方案的同时，要切实保证整体提升施工效率，通过强化不同环节之间的衔接，尽可能缩短施工工期，有效控制地层应力，从而最大限度地降低地面变形问题。

3.4注重沉降监控测量

在浅埋暗挖施工过程中，工程检测项目要从两个角度着手，分别是选测和应测。在浅埋暗挖法施工过程中选择使用应测方法，需要将全部施工地段根据相关的要求展开检测装备布置，检测过程中所包含的内容有地表沉降状况、围岩以及支护状态、净空收敛位移检测、隧道拱顶沉降情况，地下管线布设情况和周围建筑物的变动情况。选测项目所依据的是施工断面形式、现场地质条件、周边环境等，将设计完成的文件作为出发点，详细检测施工地段的施工情况，包括围岩的内部位移状况、隔栅拱架外力与内力情况、支护之间的应力、围岩压力等。选择检测设备时要细致，保证其简单易行性，可以将支护衬砌与围岩的实际受力状态真实地反映出来，提升元件与仪表性能的可靠性，保证测量设备的精准度达到规定要求，使得数据在反馈和处理时，更加真实。就监测的位移情况看来，主要是通过使用收敛计、水准测量、位移计等设备监测围岩周围压力值，使用液压式压力盒以及钢弦式压力盒完成位移监测。要始终遵守布置测点和监测断面的原则：一是在同一断面设置拱顶下沉监测观测点和洞内收敛监测观测点；二是监测软土地段和软岩地段地表下沉情况；三是每间隔10～500m设置监测断面，每个断面有3～15个测点。

结束语

随着现代科学技术发展，在现代城市轨道交通运输事业中，全新的技术手段正在普及，且对建设隧道工程具有积极意义。随着社会经济的不断发展和科技水平的不断提高，隧道工程施工技术必将得到进一步优化，能够高效解决当下存在的问题，保障隧道工程质量稳步提升。

参考文献：

[1]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(9):102-104.

[2]喻朔,崔浩.浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制探究[J].住宅与房地产,2019(27):212+214.