地鐵隧道土方開挖施工中淺埋暗挖法技術(shù)的探討

葛偉蘭+范秀江

（浙江省大成建設(shè)集團有限公司 浙江杭州 310012）

摘 要：伴隨著城市的日益發(fā)展，城市交通建設(shè)成為了一個越來越受關(guān)注的話題。在公用地下工程中，由于在實際施工過程中往往會遭受障礙物及其他不利因素的影響，極大地降低了施工效率。在這樣的形勢之下，淺埋暗挖法施工技術(shù)隨之產(chǎn)生了。此項技術(shù)的產(chǎn)生，不僅大大降低了障礙物及其它因素給施工造成的影響，還具有無污染、無噪聲，對城市正常交通影響較小等先天優(yōu)勢。下文中將會以某城市的地鐵1號線02合同段的暗挖區(qū)間隧道施工為例，通過多方面的研究與分析來對該項施工技術(shù)進行深入探討，從上下臺階環(huán)形開挖預(yù)留核心土法、CRD法的相關(guān)工藝和施工方法等方面來進行詳細介紹。

關(guān)鍵詞：淺埋暗挖法；優(yōu)勢；地鐵隧道；土方開挖；臺階法；CRD法

0 引言

相對于現(xiàn)代化的地鐵隧道建設(shè)來說，那些較為傳統(tǒng)的地鐵隧道，在進行施工過程之中會存在嚴重擾亂城市交通，給周邊環(huán)境產(chǎn)生極為不利的影響等不足。除此之外，傳統(tǒng)地鐵隧道在實際施工過程中還面臨著工程投入較大，破壞城市正常的管線分布等問題。在傳統(tǒng)地鐵隧道施工時，需要大量的機械施工，這也是施工過程中不可忽視的一大難題。據(jù)有關(guān)資料顯示，淺埋暗挖法主要所指的就是一種在非常接近于地表的位置進行暗挖的施工方式。

1 淺埋地下工程的基本含義

1.1 淺埋隧道的主要概念

①鐵路隧道。Ⅵ級圍巖的厚度為35～40m，Ⅴ級圍巖的厚度為18～25m，Ⅳ級圍巖的厚度為10～14m，Ⅲ級圍巖的厚度為5～7m，為淺埋隧道。

②城市地鐵。通常情況下將覆跨比H/D位于0.6～1.5m這一范圍內(nèi)的稱之為淺埋，位于0.6m以下的稱之為超淺埋。

1.2 淺埋隧道的主要特征

淺埋隧道最為重要的特征就是埋深淺。在進行地鐵隧道的施工過程中，很容易造成地層的損耗，給施工場地周邊的環(huán)境產(chǎn)生不利影響也是在所難免的。由于以上原因，在實際施工中便需要在合理方位內(nèi)提升其開挖、支護、襯砌、排水、注漿等等工作的標準，確保整個工程的萬無一失。

1.3 淺埋地下工程的建設(shè)方案

現(xiàn)階段我國在這一領(lǐng)域主要采用的方案包括：盾構(gòu)法、蓋挖法、明挖法和淺埋暗挖法。在表1中，主要包含的是 “場地占用情況、斷面、深度”等三個不同難度系數(shù)的表述，并最終對每一種施工方案的還出和壞處都進行了仔細分析歸納。

2 淺埋暗挖法的原理及其特征

淺埋暗挖法作為一種新興的地鐵隧道建造方案，其自身具備許多特征。在施工時，它往往會采取相關(guān)的加固技術(shù)來達到增強圍巖穩(wěn)固性的目的。其最為主要的工作原理就是盡可能依靠圍巖自身的承載力來對已經(jīng)挖掘好的隧道進行一定的支撐工作，并最終建立起一套較為完善且安全的聯(lián)合支護體系。在施工時，一定要貫徹落實 “管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的工作理念，爭取工程施工的萬無一失。

第四紀軟弱地層的地下施工中會首先考慮使用淺埋暗挖法來進行，此種方法不僅適合施工的實際情況，還能夠盡可能的彌補圍巖自身穩(wěn)固性不足的缺點，地表沉降很有可能直接迫使圍巖松散、變形。這樣以來很有可能導(dǎo)致施工受阻，因此在施工過程中，為了盡可能減少上述問題的產(chǎn)生，就必須要在第一時間并且按照科學(xué)有效的方法來增加初期支護的剛度，確保施工安全，保障施工進度。在如圖1所示的特征曲線中，C點與A點之間的距離約大，所達到的效果也就越好。此外，兩者之間的距離越小，支護結(jié)構(gòu)的承載力越強。

3 淺埋暗挖法的主要施工方式

在本文中主要通過對某市地鐵1號線02合同的具體施工進行分析，從多個方面對土方施工臺階法和CRD法的施工方法、施工工藝進行分析。

4 工程概況

在本文所使用的實例中，其自身的區(qū)間隧道右線長為511.1m，左線長為511.101m，共計已經(jīng)達到了1022.201m。其頂部的覆土厚度通?？刂圃?.4m～10.6m這一范圍內(nèi)。區(qū)間所處的地層成分是以粉土層為主的，其自身含有少量的粉砂。區(qū)間的左右線間距通?？刂圃?3m～13.4m范圍內(nèi)。根據(jù)有關(guān)的施工數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)間隧道最大縱坡達到了4.17‰，最小縱坡2.0‰，其豎曲線半徑的最小值達到了3000m。

5 臺階法的施工

在現(xiàn)代地鐵隧道施工過程中，最為常見的施工方式叫做臺階法。與此同時，它還以現(xiàn)階段最為基礎(chǔ)、應(yīng)用也最為廣泛的方法，其與施工方法都或多或少的與之存在聯(lián)系，有的甚至要以之為基礎(chǔ)才能夠得以實現(xiàn)。如果在施工中發(fā)現(xiàn)開挖斷面較高，則能夠采取多臺階施工，并且需要將各個層面的臺階高度控制在3m～5m范圍內(nèi)。在對臺階法進行歸類時，往往會根據(jù)其臺階的長度將其劃分為下列幾類：

長臺階：長臺階可以大大提升掌子面的穩(wěn)定性，但是在施工過程中長臺階還存在著干擾過大的弊端；上臺階上設(shè)備、材料相比于其他施工方式來講存在著極大地困難；上臺階在向下臺階出碴時也會受到極大地限制；很難第一時間封閉成環(huán)，因此該方法通常情況下不會是工程施工的首要選擇。

中臺階：中臺階是一種介于上臺階與短臺階之間的一種施工方式，因為上臺階的距離并不是像長臺階那樣距離很長，所以說施工時噴砼和注漿設(shè)備依舊能夠放在下臺階位置上。

短臺階：在土質(zhì)隧道中上臺階沒有配置大型設(shè)備的必要，下半段可以在6～10m的范圍內(nèi)封閉成環(huán)，還可以確保圍巖能夠在穩(wěn)定的環(huán)境下進行挖掘，因此該種臺階長度在城市地鐵的第四系地層中獲得了廣泛應(yīng)用。

微臺階：當施工要求達到掌子面開挖標準的條件之下再下進行選擇，通常情況下設(shè)置為3～4m。在采用反向挖掘機進行挖裝碴工作時，上臺階中除了很少一部分都能夠采用該機進行挖、裝工作，如此以來能夠有效提升施工速度。

在此項工程中所使用的方法為臺階法，詳細的工藝流程見圖4、圖5。

其最為主要的施工方案如圖6所示。

6 CRD法

通常所說的CRD主要指的就是英文短語“Center Cross Diaphragm”的縮寫，它的主要含義就是交叉中隔墻法。

CRD法在實際施工過程中會被劃分成包含：左右分塊、上下分臺幾個部分，分別施工。這樣以來，不僅能夠大大降低施工難度，還能夠有效增加施工效率。所謂的CRD法模筑砼施工方案通俗來說就是，提前采取支承替換法來制作底板，把中壁分段拆除，為其配備相關(guān)的防水板以及施工底板之后，再用支撐對其中壁進行恢復(fù)，到了施工的最后再把中壁即臨時仰拱按段按順序進行拆除。如此以來，不但可以大大提升支護體系的安全系數(shù)，最大程度的對地表沉降量進行有效掌控，與此同時還能夠盡可能降低在施工過程中產(chǎn)生事故的概率。

7 總結(jié)

淺埋暗挖法在現(xiàn)代地鐵隧道施工過程中起著十分重要的作用和意義，它是噴錨暗挖法隧道施工的一個重要分支。將其與新奧法進行比對后不難發(fā)現(xiàn)，該方式在設(shè)計時并沒有將圍巖的自承能力考慮進去，過多的注重地層的預(yù)支護以及預(yù)加固環(huán)節(jié)，所以說此方式的適用環(huán)境就有了更多地要求。通過對本文實例進行仔細分析與多次研究后，對淺埋暗挖法臺階法、CRD法施工工藝和施工方法有了更為深入的了解和認識，為今后我國在該領(lǐng)域的工作積累了重要經(jīng)驗。

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