地鐵淺埋暗挖法施工技術(shù)思考

謝士卿

南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司建設(shè)分公司 廣西 南寧 530029

前言

隨著城市居民對(duì)于交通與出行的便利性要求不斷提升，城市車輛保有量不斷增加，交通壓力也不斷加大，城市軌道交通成為緩解城市壓力的重要途徑，而地鐵作為城市軌道交通的重要組成部分，很好地緩解了城市交通壓力、為城市居民提供便利。地鐵淺埋暗挖技術(shù)是地鐵工程施工的重要技術(shù)應(yīng)用，尤其適用在城市里建筑密集、交通繁忙、對(duì)地表沉降要求大的地段。對(duì)地鐵淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行研究與分析，有利于進(jìn)一步推動(dòng)地鐵工程更好地發(fā)展。

1 地鐵淺埋暗挖法施工技術(shù)的應(yīng)用原理與技術(shù)流程

1.1 應(yīng)用原理

地鐵工程施工作業(yè)的過(guò)程中，淺埋暗挖施工技術(shù)是其中較為常用的方法，大量運(yùn)用在地鐵車站、區(qū)間、聯(lián)絡(luò)通道、出入口、風(fēng)亭等工程中。與盾構(gòu)法相比較，其特點(diǎn)為斷面靈活，短開(kāi)挖地段較為經(jīng)濟(jì)，工期較短；與明挖法相比，能減少地面的拆遷量，減少對(duì)地面商業(yè)活動(dòng)的干擾，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益較好。淺埋暗挖法施工技術(shù)的基本原理源于新奧法，其設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為初次支護(hù)承載全部基本荷載，將二次模筑襯砌作為安全技術(shù)儲(chǔ)備，初次支護(hù)與二次模筑襯砌共同承擔(dān)特殊荷載。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中遵循“十八字原則”，即管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)。常用的輔助性施工方法為超前管棚或超前導(dǎo)管注漿加固圍巖，提高圍巖的承載能力，達(dá)到良好的支撐效果。在開(kāi)挖過(guò)程中，可以采用多種開(kāi)挖方法，同時(shí)用噴射混凝土、錨桿、鋼格柵、鋼筋網(wǎng)進(jìn)行及時(shí)支護(hù)，使其成封閉的環(huán)狀，以確保其與圍巖形成整體的聯(lián)合支護(hù)體系，確保開(kāi)挖安全。在施工作業(yè)中，配合采用現(xiàn)代化的工程監(jiān)控、工程測(cè)量、信息系統(tǒng)等技術(shù)作為輔助手段，及時(shí)反饋，優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工，避免塌方現(xiàn)象的產(chǎn)生，減少地表沉降等。

1.2 技術(shù)流程

淺埋暗挖法施工順序一般為：施工準(zhǔn)備——超前小導(dǎo)管布設(shè)——注漿——土方開(kāi)挖——格柵/鋼拱架架立——鋼筋網(wǎng)片、連接筋——噴射混凝土——防水施工——二次襯砌，以下就兩個(gè)重點(diǎn)步驟進(jìn)行簡(jiǎn)要分析說(shuō)明。

（1）地層加固。淺埋暗挖法施工技術(shù)的應(yīng)用是在地層當(dāng)中進(jìn)行，面臨一定的工程塌方風(fēng)險(xiǎn)，為保證開(kāi)挖安全，這就要對(duì)地層進(jìn)行超前加固。地層加固有多種方法，主要為錨桿、小導(dǎo)管、管棚、水平旋噴、預(yù)襯砌等，具體根據(jù)地質(zhì)條件及周邊環(huán)境選擇使用。在國(guó)內(nèi)，主要運(yùn)用較多的為小導(dǎo)管、管棚、水平旋噴預(yù)加固，因其都需要注漿，能改善大多數(shù)地層，加固效果較為理想。在注漿前，一般要先進(jìn)行地質(zhì)超前探測(cè)，以掌握前端隧道的地質(zhì)情況，有無(wú)砂層、黏土層位置等，作為下一步超前注漿的詳細(xì)勘察資料，進(jìn)一步指導(dǎo)施工。注漿時(shí)要注意控制注漿壓力，跳孔施工，及時(shí)封孔，防止溢漿及壓力過(guò)大造成地面隆起。

（2）開(kāi)挖與襯砌施工。淺埋暗挖法開(kāi)挖的方法主要有全斷面法、臺(tái)階法、中隔墻法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼睛工法）、洞樁法（PBA法）、中洞法及側(cè)洞法等。具體可根據(jù)地質(zhì)水文情況、工程實(shí)際需要、工期、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行選擇。一般開(kāi)挖面分倉(cāng)越多，支撐體系越多，施工越困難，工期越長(zhǎng)，造價(jià)越高，所造成的沉降也越大。無(wú)論哪種方法，都不允許帶水作業(yè)，否則相當(dāng)危險(xiǎn)。這就需要根據(jù)實(shí)際情況采取地面降水井、地下連續(xù)墻阻水、注漿止水帷幕、凍結(jié)法等措施，同時(shí)周邊有建筑物的配合基礎(chǔ)加固技術(shù)，減少建筑物的沉降。在采用導(dǎo)洞開(kāi)挖方法的過(guò)程中，要注意導(dǎo)洞之間的開(kāi)挖順序及間隔距離，開(kāi)挖進(jìn)尺需控制在0.5m～1m內(nèi)，開(kāi)挖完后按順序先及時(shí)噴射混凝土、施作鋼格柵、鎖腳錨管及系統(tǒng)錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片、最后噴射混凝土。在噴射混凝土前，要設(shè)置厚度標(biāo)志控制好噴射厚度。初期支護(hù)時(shí)噴射混凝土由上而下進(jìn)行，二襯由下而上進(jìn)行。初期噴射混凝土后架設(shè)鋼格柵，接著打入鎖腳錨管和系統(tǒng)錨桿并注漿，掛鋼筋網(wǎng)片焊接好后施做防水層，最后噴射或澆筑二襯混凝土。總之，以上施工遵循“短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、勤測(cè)量、早封閉”的施工原則[1]。

2 地鐵淺埋暗挖法施工技術(shù)的質(zhì)量控制

2.1 開(kāi)挖階段的質(zhì)量控制

在超前注漿過(guò)程中，要按設(shè)計(jì)圖紙嚴(yán)格控制漿液配比，選用合格材料，做好試驗(yàn)孔，控制注漿壓力，及時(shí)監(jiān)測(cè)注漿壓力的變化及地表沉降值，不斷調(diào)整參數(shù)反饋施工。在開(kāi)挖過(guò)程中，做好各類施工標(biāo)志，加強(qiáng)測(cè)量，做好復(fù)測(cè)，控制好開(kāi)挖面輪廓線、中線，保證凈空、高程。避免超挖、欠挖。開(kāi)挖過(guò)程中要加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整開(kāi)挖進(jìn)尺及臺(tái)階步距。

2.2 鋼筋格柵、鋼筋網(wǎng)質(zhì)量保證措施

鋼格柵、鋼筋網(wǎng)宜在工廠加工。在第一榀時(shí)要進(jìn)行試拼，經(jīng)檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行批量生產(chǎn)。鋼筋進(jìn)場(chǎng)時(shí)要有產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告，其性能必須滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。電焊工必須持證上崗，鋼筋的焊接質(zhì)量必須符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，不能有銹蝕、損傷，焊縫應(yīng)飽滿、無(wú)氣泡、夾渣等缺陷。

2.3 澆筑混凝土質(zhì)量控制

噴射混凝土應(yīng)做好試噴，試噴合格后才能進(jìn)行大面積噴射。噴射前應(yīng)檢查好機(jī)具性能，備足料，清除隧道壁上的雜物。在隧道開(kāi)挖后立即對(duì)巖面進(jìn)行噴射混凝土，以防巖體發(fā)生松弛。在噴射混凝土初凝后才能進(jìn)行下一層噴射。噴射前應(yīng)處理好巖面的危石、較大凹洼處，掌握好風(fēng)壓、水壓，經(jīng)常清洗、檢查噴頭，防止堵頭。在舊混凝土上噴射時(shí)，應(yīng)先清除剝離部分，保證新舊混凝土黏結(jié)牢靠，連續(xù)施工，不留或者少留施工縫。在混凝土終凝后要進(jìn)行曬水養(yǎng)護(hù)，一般不少于14天。為保證以外情況發(fā)生，應(yīng)多備一套噴射工器具及發(fā)電機(jī)[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

在地鐵工程施工作業(yè)中，淺埋暗挖法是重要的施工技術(shù)，其適用性要根據(jù)地面周邊建筑物及管線情況，結(jié)合地質(zhì)條件，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)比選決定。在施工過(guò)程中，嚴(yán)格遵守“十八字”方針，做好開(kāi)挖前的準(zhǔn)備工程，尤其是控制好地層中的水，嚴(yán)格注漿。在開(kāi)挖過(guò)程中，短開(kāi)挖，同時(shí)及時(shí)施工襯砌封閉成環(huán)，勤測(cè)量，不斷糾偏施工方案，確保開(kāi)挖的穩(wěn)定與安全。另一方面，無(wú)論什么工程，都存在不可預(yù)見(jiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，因淺埋暗挖法為風(fēng)險(xiǎn)較大的分部工程，需要做好安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)急預(yù)案，并通過(guò)專家論證，以保證工程出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)能夠快速處理事故，盡量減少損失。