關于淺埋暗挖法技術及其在地鐵建設中的應用

徐明

（西安市地下鐵道有限責任公司 陜西省西安市 710018）

經濟的迅猛發(fā)展和城市化進程的加快導致了交通路網的繁雜，地鐵在眾多交通方式中脫穎而出。目前，地鐵建設在城市交通中占據(jù)著主要地位。地鐵隧道建設以其高難度、高質量要求著施工技術的推進和更新，以保證高效性及合理性?？茖W技術的平穩(wěn)發(fā)展帶動了施工技術的強化和完善。淺埋暗挖法作為重要部分起著不可小覷的作用。

1 淺埋暗挖法簡述

1.1 施工原理

淺埋暗挖法沿用新奧法的基本原理，采用先柔后剛復合式襯砌新型支護結構體系，初期支護承擔全部基本荷載設計，二次模筑襯砌作為安全儲備；初期支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。應用淺埋暗挖法設計、施工時，同時采用多種輔助工法，超前支護，改善加固圍巖，調動部分圍巖的自承能力；并采用不同的開挖方法及時支護、封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護體系；在施工過程中應用監(jiān)控量測、信息反饋和優(yōu)化設計，實現(xiàn)不塌方、少沉降、安全施工等，并形成多種綜合配套技術。

1.2 應用現(xiàn)狀

為追逐經濟和社會效益，城市建設速度持續(xù)加快，帶來的交通擁堵問題也日益顯現(xiàn)。傳統(tǒng)的地下隧道修建方式，如蓋挖法和明挖法在施工中的弊端逐漸暴露：占地面積大、管線拆遷多、交通干擾強以及環(huán)境污染嚴重。而淺埋暗挖法具有突出的優(yōu)化效果，在避免上述問題的同時，最大限度的為交通暢行提供了保障。淺埋暗挖法尤其適用于地面建筑密集、交通運輸繁忙、地下管線密布，且對地面沉陷要求嚴格的都市城區(qū)，如修建地下鐵道、地下停車場、熱力與電力管線，這項技術方法更為適用。這種工法主要應用在比較軟弱的地層中，由于圍巖自身的承載能力有限，為減少對地面建筑物和地下管線的破壞，需嚴格控制地面沉降量。要求初期支護剛度大，支護及時，以減小圍巖變形形成的承載力。其要點可概括為管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測、速反饋，即常說的十八字方針。施工初期支護從上向下進行，二次襯砌必須通過變位量測，當結構基本穩(wěn)定時，才能施工，而且必須從下向上進行施工，絕不允許先拱后墻施工。

1.3 應用特點

淺埋暗挖法在實際施工中有著突出的應用效果，其主要應用特點有如下幾點：

（1）對影響環(huán)境的程度小。淺埋暗挖法是在地下開展，因此對地上的交通不會帶來干擾，建成后還能為地上交通減小壓力。同時，由于此法中大型機械設備的使用率不高，進而不會對周邊地質或水文環(huán)境帶來程度深的破壞，也不會對周圍居民生活帶來噪音干擾和安全隱患。此外，淺埋暗挖法大多是人為施工，避免了大型機械設備對管線的損壞，能夠在最大程度上保證管路的完整。

（2）對斷面結構的適應強。淺埋暗挖法能夠針對各類斷面結構進行符合其特點的處理，能夠達到理想效果的工程建設實際。該法能夠對規(guī)則斷面結構形狀在合理控制的基礎上加以優(yōu)化，使其發(fā)揮自身作用，同時還能對斷面結構的形狀加以調整，以保證施工的可靠性和靈活度。

（3）對實時動態(tài)的掌握快。在施工過程中能通過有效的動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)進行信息采集，進而掌握實際地質情況，采取有效措施或技術手段，以達到施工操作真正意義上的落實，提高效率和質量。

2 淺埋暗挖法在地鐵建設中的應用

為達到淺埋暗挖法在地鐵建設中能夠得以合理運用的目的，需對施工中的每個環(huán)節(jié)都加以關注和掌控。

2.1 豎井施工

豎井是隧道上方開挖的與隧道相連的豎向坑道，是隧道出渣和進料運輸線路、也是人員進出通道。豎井的設置應注意其位置、斷面形狀與尺寸以及施工要求。應選擇合適的位置進行施工，以此為滿足施工要求提供保障，并且注意管線保護。

2.2 超前預支護

加強對超前預支護的重視程度，確保其在真正意義上發(fā)揮保護作用，避免后續(xù)出現(xiàn)的安全隱患和質量問題，如出現(xiàn)變形等。超前預支護內容繁雜、要求嚴格，在管棚、超前小導管注漿、超前小導管以及超前錨桿等方面都要確保其效果的可靠性，能夠切實對后續(xù)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象進行避免。同時要注意對超前預支護進行圍巖條件的分析和探究。

2.3 注漿加固

此步驟的實施應以帶孔小導管為中心來注漿，保證其在具體支護結構內發(fā)揮穩(wěn)固性作用，以真正達到注漿加固的目的。在注漿加固過程中，應根據(jù)地層條件選擇漿液，同時兼顧漿液數(shù)量和質量，保證應用效果最好，避免因填充不合理導致的支護結構不穩(wěn)定。

2.4 地層（掌子面）開挖

一般采用人工或輔助機械的方式進行開挖，應用于超前預支護過程中完成的結構部分。通過人工來進行工作，能夠對地鐵工程起到良好的支撐和保護，同時發(fā)揮在地表沉降等問題上的有效控制，應注意的是，開挖順序應按照設計要求進行。

2.5 鋼拱架

當掌子面開挖符合要求，就要進行鋼拱架的安裝。鋼拱架是在噴、錨、網支護中作為加強承載能力的構件，其必須在開挖完成后及時架設，并在最短時間內噴射混凝土覆蓋，使噴射混凝土和鋼拱架共同受力，盡快提高其承載能力，使承載力的增長速度大于土體壓力的增長速度，做到安全施工，鋼拱架一般與超前支護配合應用。

2.6 噴射混凝土

此項工作為淺埋暗挖法在施工過程中的重中之重，能夠最大程度起到保證結構穩(wěn)定性的作用。處理順序為先墻后拱，并進行由下到上的分層噴射，一次完成，噴射厚度可根據(jù)噴射部位和設計厚度來確定。施工中應采取措施減少回彈料、粉塵及噴射面的平整密實，為后續(xù)施工創(chuàng)造條件。噴射混凝土應在開挖完成后4h內完成，以減少圍巖變形。

3 淺埋暗挖法的應用范圍

3.1 開挖方式的更新

淺埋暗挖法主要應用于第四紀軟弱地層，以正臺階法、單側壁導洞法、中隔墻法（CD法或CRD法）、雙側壁導洞法等為主。在地鐵建設中需結合多項要素進行施工方式的科學選擇。

3.2 輔助施工

地鐵施工過程中難免遇到不良底層，而輔助施工法正是解決此現(xiàn)象的有效方法。在對輔助工法進行選取時，應結合自身實際工程現(xiàn)狀。在加固地層時，要綜合考慮一種或多種輔助施工法，以此作為建設優(yōu)質地鐵工程的方法依據(jù)。地層加固主要有方法如下：①長管棚超前支護地層施工；②輔助降水；③超前小導管周邊注漿；④地面注漿加固；⑤設置臨時仰拱；⑥凍結法等。

3.3 實際應用情況

淺埋暗挖法在得到了普遍推廣和應用，并以其輔助施工法解決了因地質條件或施工環(huán)境帶來的諸多難題。北京、深圳和廣州的皆采用了此法，先進的施工技術和規(guī)范的操作流程將城市地鐵建設水平進行了極致展現(xiàn)。切實加快了城市發(fā)展進程，為提高其經濟和社會效益作出了貢獻。

4 結束語

在城市的地下建設中，淺埋暗挖法占據(jù)了主導地位。因其對環(huán)境的污染低、交通影響小管線保護好等，得到了廣泛應用。淺埋暗挖法雖其優(yōu)點突出，但也存在著弊端，如勞動強度大、施工進展慢等，同時一些技術上的難題仍未破解，如施工人員的技術水平不達標以及高水位地層結構防水難等。因此，在未來應用過程中，應進行詳細研究，對輔助工法不斷摸索，并注重提升機械化程度，來不斷充實和完善法，以實踐讓其發(fā)揮實效，更好服務于社會。