淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)的發(fā)展

摘 要：近年來，我國各類建設(shè)工程項目不斷增多，其中有很大一部分地下工程，如地鐵、隧道等等，這些工程項目的出現(xiàn)，使得淺埋暗挖法施工技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用。采用這種方法進行隧道施工，能夠邊開挖、邊澆筑，并且無需開槽，適用于砂層和粘性土層。目前，我國在淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)方面的研究取得了一定成果，但是需要進一步改進和完善的地方仍有很多。基于此點，本文就淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的發(fā)展進行淺談。期望通過本文的研究，能夠促進淺埋暗挖法在隧道工程建設(shè)施工的推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：隧道工程 淺埋暗挖 發(fā)展趨勢

中圖分類號：U45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0043-02

1 淺埋暗挖法概述

隧道施工較為常用的方式有明挖和暗挖兩種，并且還有一些輔助方法。其中，暗挖法又分為淺埋暗挖和盾構(gòu)法兩種，但是由于盾構(gòu)法的機械設(shè)備價格比較昂貴，會增大工程總體造價，所以在大部分隧道工程施工中，都比較習(xí)慣采用淺埋暗挖法進行施工?，F(xiàn)階段，隨著隧道工程項目的不斷增多，推動了淺埋暗挖法的發(fā)展，可以說這種方法是一種獨具中國特色并符合中國國情的施工技術(shù)，它的特征是管超前、短開挖、嚴注漿、強支護、快封閉、勤量測。從理論的角度上講，淺埋暗挖法的核心為新奧法，在實際施工過程中采用相應(yīng)的輔助措施對圍巖進行加固，能夠有效調(diào)動圍巖自身的承載能力，開挖之后做到及時支護，并封閉成環(huán)，借此來使初期支護與圍巖結(jié)構(gòu)形成聯(lián)合支護體，這樣便可以控制圍巖變形過大的情況發(fā)生，當初期支護沉降穩(wěn)定之后，便可以進行二次支護，從而完成整個隧道斷面的施工。淺埋暗挖法最大的優(yōu)勢是能夠與其它施工方法互相兼容，同時也可作為獨立的施工方法使用，例如，北京的地鐵1號線采用的就是淺埋暗挖與蓋挖法相結(jié)合的施工工藝進行修建的。

國外在上個世紀70年代便開始將新奧法應(yīng)用于淺埋地層的研究，到了80年代初期形成了一套較為完整的技術(shù)體系，該技術(shù)在城市地鐵隧道開挖中獲得了應(yīng)用，但是由于國外勞動力相對較少，致使淺埋暗挖技術(shù)并未獲得廣泛推廣應(yīng)用。經(jīng)過了40多年的發(fā)展，我國在隧道工程修建方面形成了自己的技術(shù)體系，從最早的單一明挖法，到現(xiàn)在的盾構(gòu)法、暗挖、礦山法、眼鏡法、淺埋暗挖法的出現(xiàn)，進一步推動了國內(nèi)隧道工程項目建設(shè)的發(fā)展，上述這些隧道施工方法都各具優(yōu)缺點，也都分別具有適合的施工條件?，F(xiàn)如今，淺埋暗挖法已在大量的隧道工程施工中獲得了廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的成效。較為常見的淺埋暗挖法為正臺階法，還有一些適用于特殊地質(zhì)條件下的方法，如CRD法、CD法、超前臺階法、全斷面法等等。雖然淺埋暗挖法具有諸多的優(yōu)點，但其也具有一定的缺點，如施工速度較為緩慢、施工過程易受施工人員技術(shù)水平的影響以及結(jié)構(gòu)防水問題等，這些都是有待于加強和改進的地方。經(jīng)過大量的工程實踐表明，通過相應(yīng)的施工輔助技術(shù)能夠顯著提高淺埋暗挖的施工速度，并使工程風(fēng)險有所降低，這也是該方法主要的應(yīng)用發(fā)展趨勢。

2 淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

（1）中洞法暗挖技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

在對以往施工經(jīng)驗進行總結(jié)，并對國外先進的隧道建設(shè)經(jīng)驗進行借鑒的基礎(chǔ)上，將中洞法暗挖技術(shù)應(yīng)用于北京地鐵5號線大跨度暗挖車站的施工建設(shè)當中。所謂的中洞法具體是指先對隧道的中間部分進行開挖，因中洞的跨度都相對較大，在實際施工過程中可以采用CRD法或是CD法，并遵循短臺階、小分塊、早成環(huán)的原則進行施工，當中洞隧道的初期支護工作完成之后，應(yīng)當立即進行二次襯砌，借此來實現(xiàn)對地層結(jié)構(gòu)的剛性支撐，具體施工時可采用洞內(nèi)逆作法，這樣有助于初期沉降變形的控制，還能對鄰近的構(gòu)筑物起到一定的保護作用。隧道中洞施工完畢以后，采取側(cè)洞法對整個隧道的其它部分進行施工，并確保兩側(cè)洞對稱施工，這樣能夠解決壓力不平衡的問題，并且有利于地層沉降的控制。

（2）PBA工法的應(yīng)用發(fā)展。

在對大量隧道施工經(jīng)驗進行總結(jié)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)設(shè)計人員提出了如下觀點，即先做成多個分離導(dǎo)洞，然后在小導(dǎo)洞內(nèi)施工支護樁再進行加拱的暗挖技術(shù)，這種方法簡稱為PBA工法。目前，該方法已經(jīng)獲得了國家的技術(shù)專利，并在很多隧道工程中獲得應(yīng)用。這種方法最為顯著的優(yōu)點是不會對地層造成過大的擾動，其在北京地鐵復(fù)八線的建設(shè)中獲得應(yīng)用，實踐表明采用這種方法進行隧道開挖施工所引起的地層沉降是最小的，同時因采用了邊樁，對周圍的環(huán)境起到了一定的保護作用。

（3）平頂直墻暗挖技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

通常情況下，在地鐵隧道及出入口建設(shè)施工過程中，往往會遇到一些埋設(shè)在地下的構(gòu)筑物，如既有地鐵線、熱力管道、燃氣管道等等。以往在設(shè)計時，常采用加大新建地鐵線路縱坡的方法，但是這樣會導(dǎo)致隧道的整體埋深深度加大，若是地下水位較高時，會造成降水難度增加。為了有效解決這一問題，可采取平頂直墻暗挖技術(shù)。經(jīng)過大量的工程實踐表明，在下穿既有結(jié)構(gòu)時，采用少留或是不留間隔土的方法有利于既有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的控制。

（4）輔助施工技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

為了確保施工安全、控制沉降，淺埋暗挖法采取了管井降水、大管棚、小導(dǎo)管注漿、環(huán)形開挖留核心土等輔助施工措施。隨著施工中新問題的不斷發(fā)生，輔助施工措施也應(yīng)隨之不斷改進和完善。

①初支和二襯背后注漿技術(shù)。由于在開挖至初支完成期間內(nèi)土體有沉降、擾動現(xiàn)象，以及在初支施作完成后會存在初支背后與土層不密貼的問題，這些問題若不能得到及時處理，勢必會造成地表沉降的增加。如，通過北京復(fù)八線施工總結(jié)了以下施工經(jīng)驗：在設(shè)計和施工中增加初支背后注漿，也就是在初支施作期間將注漿管埋設(shè)在拱部范圍內(nèi)，當封閉段與開挖面保持一定距離后立即注漿到初支背后，起到控制沉降和防水的雙重作用。

②注漿技術(shù)。注漿在隧道施工中的應(yīng)用較為廣泛，尤其在近些年來，深孔前進式和后退式注漿技術(shù)得到了一定發(fā)展。一般情況下，深孔注漿為14 m，最長已經(jīng)能夠達到50 m。注漿材料的選用不僅包括水泥漿和改性水玻璃漿液，而且還包括無收縮漿液、TGRM漿液、MS漿液等膨脹性漿液。將注漿技術(shù)應(yīng)用到砂卵石地層中，可使其等同于無砂混凝土的強度。

③降水技術(shù)。無水作業(yè)是淺埋暗挖法的基本施工要求，而在有水地層施工中必須采取相應(yīng)的降水技術(shù)。降水技術(shù)一般采取管井降水的方式，若管井布設(shè)遇到障礙物無法順利布設(shè)時，可利用輻射井降水技術(shù)。先做直徑3 m的深井，根據(jù)井內(nèi)含水情況及影響半徑，將輻射形水平井管按照多排多層的形式進行布設(shè)，而后利用泵將井管內(nèi)的水排出；真空管井技術(shù)適用于滲透系數(shù)較小的地層降水。

3 結(jié)論

總而言之，淺埋暗挖法施工技術(shù)以其自身諸多的優(yōu)點，在各類隧道工程建設(shè)施工中獲得了廣泛應(yīng)用。雖然我國在該技術(shù)的應(yīng)用上已經(jīng)形成了一套較為完整的體系，但是隨著暗挖隧道規(guī)模的擴大以及復(fù)雜程度的不斷提高，對該技術(shù)提出了更高要求。為此，加大對該方法在復(fù)雜隧道方面的應(yīng)用研究顯得尤為重要?，F(xiàn)如今，隨著各種新型材料、機械設(shè)備的出現(xiàn)以及相關(guān)理論的進步和完善，相信在不久的將來，淺埋暗挖法必然會獲得更大的發(fā)展。

參考文獻

[1]侯永兵.北京地鐵10號線海淀黃莊站超淺埋暗挖法施工對地下管線主要保護技術(shù)措施[J].鐵道標準設(shè)計，2008（12）.

[2]康富中.城市地下淺埋/超淺埋暗挖大變斷面工法重點控制技術(shù)要點及對環(huán)境影響監(jiān)測[A].第四屆中國國際隧道工程研討會文集[C]，2009（10）.

[3]周劉剛.淺埋暗挖地鐵車站管棚加交叉小導(dǎo)管超前注漿預(yù)加固施工技術(shù)[J].鐵道勘察，2008（7）.

[4]李迎春.富水砂層大跨度平頂淺埋暗挖隧道施工技術(shù)[J].國防交通工程與技術(shù)，2012（7）.

[5]陳景安.淺埋暗挖技術(shù)在北京長安街過街通道施工中的應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2009（6）.