淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)的發(fā)展

高曉培

摘要：淺埋暗挖法在隧道施工中隨處可見，淺埋暗挖法在我國隧道開挖中有較長時間，并通過不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，逐漸建立了一套先進的隧道淺埋暗挖法工藝，被普遍應(yīng)用于隧道工程。近年來，隨著我國城市建設(shè)中下穿隧道數(shù)量的增加，現(xiàn)代新技術(shù)被普遍引入隧道工程，使原來只靠淺埋暗挖法無法完成的工序成為可能。從某種意義上說，現(xiàn)代高科技技術(shù)推動了淺埋暗挖法發(fā)展。本文主要分析了淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)，并對其在未來隧道施工中的重要作用作一簡要闡述。

關(guān)鍵詞：隧道施工；淺埋暗挖法；施工工藝

中圖分類號：U45 文獻標(biāo)識碼： A

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高科技機械設(shè)備及高素質(zhì)工人必然會促進淺埋暗挖法發(fā)展，淺埋暗挖法改進是符合隧道施工發(fā)展規(guī)律的。在隧道施工中不但要善于總結(jié)經(jīng)驗，還能將理論與實踐有機結(jié)合，不斷創(chuàng)新淺埋暗挖法，使其在隧道工程中展現(xiàn)更大魅力。

一、隧道淺埋暗挖法的簡介

1、淺埋暗挖法應(yīng)用條件

受綜合因素限制無法采用明挖法施工的場地可采用淺埋暗挖法施工。該方法自從在隧道施工中應(yīng)用以來，就展現(xiàn)了其獨特的魅力，以至于被大范圍推廣應(yīng)用。其具有易于操作、適應(yīng)性強、符合國情、經(jīng)濟環(huán)保等特點，經(jīng)過不斷地總結(jié)前人施工經(jīng)驗，淺埋暗挖法已經(jīng)已建立了一套先進的隧道淺埋暗挖法工藝，屬于具有中國特色的隧道施工方法，并且被國外隧道施工采用，所以說淺埋暗挖法具有極大的應(yīng)用價值。

2、淺埋暗挖法施工工藝及施工原則

淺埋暗挖法具有的特點是使用采前導(dǎo)管注漿法，其作用是確保掌子面穩(wěn)定，避免圍巖不牢固發(fā)生塌方事故；當(dāng)超前導(dǎo)管施工完成時，馬上開始壓注水泥砂漿以及其他特殊工程材料，確保圍巖裂隙被充實，使隧道四周產(chǎn)生一個具有支撐上部載荷的外殼，起到提高圍巖抵抗力的作用；一次注漿，多次開挖，掌控好每次掘進的長度，降低圍巖的松動；由于淺埋的土層松軟，超前支護一定要穩(wěn)固可靠，從而能有效抵抗圍巖前期的變形；在臺階法施工中，應(yīng)當(dāng)及時將仰拱封閉，保證初期支護承載能力足夠大；在隧道開挖時，必須時刻注意施工動態(tài)，根據(jù)施工條件變化情況，作出相應(yīng)的調(diào)整。

淺埋暗挖法的施工原則主要有八點，以下就來一一列舉。第一點，按照地層狀態(tài)、地上的建筑物特征和設(shè)備的配置狀態(tài)，選取相對于地層來說干擾少、有效、簡潔的開挖措施。如果斷面比較大或者地層差一些，就應(yīng)采用積極有效的輔助工藝以及對應(yīng)的分部開挖工法；如果斷面比較小或者地層相對較好，就可全斷面開挖工法。第二點，做好輔助工藝的選取，如果地層比較差或者開挖的層面自身不能穩(wěn)定的時候，采用輔助工藝施工后，依然要首先選取分部開挖工法。第三點，選用能夠適用于多種地層及斷面施工的一系列配套的施工機械，為了能夠盡快施工，機器的投入的量通常來說應(yīng)該不低于整個施工過程的總成本的百分之十。第四點，施工過程中的監(jiān)控量測和信息反饋十分的關(guān)鍵。第五點，工序的安排應(yīng)該彰顯及時性，地層比較差的情況下，一定要認真落實好十八字的方針。第六點，提升工作人員的素質(zhì)，計劃安排整體工班進行測試，這樣可以有效提升質(zhì)和速度。第七點，做好施工中的通風(fēng)，使洞內(nèi)外人與施工環(huán)境和諧相處。第八點，采用用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行施工進度計劃的調(diào)整，實施安全、質(zhì)量、設(shè)備、監(jiān)控、環(huán)境等的統(tǒng)一管理。

二、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(dāng)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(dāng)中洞隧道的初期支護工作完成之后，應(yīng)當(dāng)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、超前大管棚、超前小導(dǎo)管注漿、超前錨桿等輔助施工措施。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(dāng)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14m，最長已經(jīng)能夠達到50m。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。

結(jié)語：

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、公路和城市隧道等等，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。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。

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