市政隧道施工淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用

文/仲文強(qiáng)

1 前言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，當(dāng)前我國(guó)市政工程的建設(shè)數(shù)量不斷增多、規(guī)模不斷擴(kuò)大。淺埋暗挖技術(shù)是隧道施工中的常用技術(shù)，具有適應(yīng)性、靈活性均比較好的優(yōu)勢(shì)，有利于提高隧道施工質(zhì)量。因此，在市政隧道施工中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用。

2 市政隧道施工存在的問(wèn)題

市政隧道施工是一項(xiàng)復(fù)雜的、系統(tǒng)的工作，周圍環(huán)境復(fù)雜是其中重要的一點(diǎn)。市政隧道施工過(guò)程中，應(yīng)全面考慮周圍環(huán)境情況，主要包括周圍建筑情況、管道布置、交通情況等，均會(huì)給市政隧道施工帶來(lái)一定的影響。土質(zhì)穩(wěn)定性差。土質(zhì)是市政隧道施工中必須考慮的因素。如果市政隧道施工區(qū)域?yàn)檐浲翆?，則要在開(kāi)挖之前做好軟土處理；如果市政隧道施工需要穿過(guò)砂質(zhì)黏土，則周圍巖石可能在自身重力的作用下發(fā)生變形甚至是坍塌，影響施工。對(duì)市政隧道施工的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于受到各種因素的影響，隧道開(kāi)挖區(qū)域存在一定的失穩(wěn)現(xiàn)象，尤其是軟土地基，必須落實(shí)加固處理，以預(yù)防隧道崩塌，并要明確掌握巖石特點(diǎn)，優(yōu)化施工流程。隧道穿越地層通常為薄弱地層，開(kāi)挖過(guò)程中，圍巖極有可能發(fā)生沉降，圍巖坍塌概率較高，再加上地表控制效果不理想，則無(wú)法確保圍巖的穩(wěn)定性。地下管線滲漏。在實(shí)際施工中，應(yīng)對(duì)施工區(qū)域的地下管線情況進(jìn)行充分考慮，盡可能避免隧道施工對(duì)地下管線帶來(lái)的不利影響。上層滯水情況對(duì)市政隧道施工產(chǎn)生著不容忽視的影響，應(yīng)對(duì)其穩(wěn)定性要素進(jìn)行準(zhǔn)確分析，充分考慮水源補(bǔ)給情況，結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提升水源供給效率。

3 淺埋暗挖技術(shù)

淺埋暗挖技術(shù)是一種在新奧地利施工技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的新技術(shù)，對(duì)淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，可以起到加固圍巖的效果，能夠提高圍巖的穩(wěn)定性。實(shí)際應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的時(shí)候，在支護(hù)作業(yè)完成之后，應(yīng)將圍巖封閉起來(lái)，從而使得圍巖處于一個(gè)相對(duì)完善的支護(hù)系統(tǒng)中，大大降低后續(xù)施工過(guò)程中圍巖的變形系數(shù)，預(yù)防圍巖變形給施工帶來(lái)的不利影響。雖然淺埋暗挖技術(shù)有著良好的應(yīng)用效果，但其不可避免地也有一定的不足之處，其中最明顯的不足是實(shí)際施工中存在著較多的流程化項(xiàng)目，復(fù)雜程度較高，若是控制不到位，則會(huì)降低支護(hù)效果。

在實(shí)際應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)時(shí)，可以采取蓋挖法、管幕法等施工方法。蓋挖法是先從地面向下開(kāi)挖，等到挖至所要求的深度之后，再對(duì)頂部進(jìn)行封閉處理，然后在封閉的頂蓋下對(duì)其余下部工程進(jìn)行施工。按照施工順序的不同，可以將蓋挖法分為蓋挖順作法、蓋挖半逆作法、蓋挖逆作法三種類型。管幕法是一種新型淺埋暗挖技術(shù)，其指的是橫著設(shè)置鋼管樁，并使其緊密排列，形成管幕，借助凍結(jié)、齒槽密封等輔助施工方法，管幕變成了超前支護(hù)，既可以擋水又可以擋土，這樣的情況下，便可以在軟土地層等惡劣的條件下以箱涵頂進(jìn)的方法構(gòu)筑大斷面的隧道。管幕法的優(yōu)勢(shì)在可以使用小型化設(shè)備來(lái)完成復(fù)雜斷面型隧道的施工，可適應(yīng)多種類型的地質(zhì)條件，同時(shí)其斷面靈活，可以形成任何隧道斷面形狀，因此得到了越來(lái)越多的應(yīng)用[1]。

4 市政隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用策略

4.1 上臺(tái)階施工

為實(shí)現(xiàn)施工項(xiàng)目安全性的提高，必須在施工之前，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的分析，結(jié)合實(shí)地勘察結(jié)果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況進(jìn)行全面掌握。實(shí)際施工中，圍繞周邊土體進(jìn)行擺噴施工，確保土體穩(wěn)定性。上臺(tái)階施工的時(shí)候，應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)管線，并合理控制開(kāi)挖階段的圍巖擾動(dòng)指標(biāo)，用風(fēng)鎬進(jìn)行開(kāi)挖。在實(shí)際開(kāi)挖的時(shí)候，應(yīng)從拱部位置開(kāi)始，預(yù)留中心部位，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，及時(shí)將開(kāi)挖施工中產(chǎn)生的土方運(yùn)到下臺(tái)階區(qū)域，保障開(kāi)挖、支護(hù)的同步進(jìn)行。

4.2 下臺(tái)階施工

下臺(tái)階施工中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，合理應(yīng)用挖掘機(jī)，按照施工圖紙的要求，逐步開(kāi)展開(kāi)挖作用，施工至中央位置的時(shí)候，應(yīng)結(jié)合施工實(shí)情，對(duì)土體開(kāi)挖中的兩側(cè)輪廓指數(shù)進(jìn)行合理調(diào)控。開(kāi)挖作業(yè)完成之后，對(duì)兩側(cè)輪廓進(jìn)行一一修正、處理，以控制土體擾動(dòng)問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該將隧道下臺(tái)階開(kāi)挖深度控制在1m，在開(kāi)挖完成后，應(yīng)及時(shí)開(kāi)展支護(hù)作業(yè)，并要確保支護(hù)的效果，以形成封閉圈，保障施工質(zhì)量。為確保實(shí)際施工過(guò)程中的安全性，應(yīng)注意避免超出循環(huán)進(jìn)尺范圍。

4.3 管棚支護(hù)

在市政隧道施工中，在實(shí)際應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的時(shí)候，對(duì)支護(hù)技術(shù)有著較高的要求。在淺埋暗挖技術(shù)中，支護(hù)體系占據(jù)著重要的地位，若是無(wú)法確保支護(hù)體系的穩(wěn)定性，則淺埋暗挖技術(shù)的作用便無(wú)法得到充分發(fā)揮。鑒于此，隧道施工中應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注支護(hù)環(huán)節(jié)，只有確保支護(hù)體系的質(zhì)量，才能充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而提升隧道工程的整體施工質(zhì)量。

超前支護(hù)環(huán)節(jié)中，管棚施工有著明顯的簡(jiǎn)易性特征，施工成本相對(duì)較低，可根據(jù)管井規(guī)格，合理選擇施工材料。如果鋼管兩端的支護(hù)體系規(guī)模已經(jīng)符合要求的情況下，便可以有效降低開(kāi)挖過(guò)程中的變形量。其原因在于，管棚本身具有支護(hù)能力，設(shè)置在鋼管兩端的支護(hù)梁彈性支撐系數(shù)較大，充分發(fā)揮兩者的作用，便可以確保穩(wěn)定性。上方地層變形主要包括繞曲變形、端頭支撐變形，實(shí)際施工中可以通過(guò)對(duì)管棚高度、支撐量剛度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，來(lái)滿足支護(hù)階段的系數(shù)要求，確保支護(hù)效果。這樣也可以為后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)，有利于確保市政隧道施工質(zhì)量[1]。

4.4 隔離樁設(shè)置

建筑物、風(fēng)道之間應(yīng)注意保持一定的間隔，為滿足距離要求，可以應(yīng)用小導(dǎo)管，來(lái)確保注漿作業(yè)的有序?qū)嵤瑴p小地層變形范圍。同時(shí)，在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)做好測(cè)量與監(jiān)控作業(yè)，根據(jù)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，完成對(duì)應(yīng)工作。實(shí)際施工中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，掌握各分項(xiàng)作業(yè)的流程與職責(zé)范疇，確保各個(gè)結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性均滿足既定標(biāo)準(zhǔn)，從而提高隧道施工質(zhì)量。

4.5 輻射降水

市政隧道施工中應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)時(shí)，可以在輻射降水時(shí)進(jìn)行應(yīng)用。以實(shí)際情況為根據(jù)，先設(shè)置大口徑井，然后將輻射管敷設(shè)在隧道含水層中，含水層中的水在后續(xù)施工過(guò)程中會(huì)順著輻射管留到預(yù)設(shè)的井中，然后通過(guò)應(yīng)用泵，便可以將水排出來(lái)。

4.6 真空降水

在市政隧道施工中，可以在真空降水中對(duì)淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。真空降水中，一般情況下是使用管井、真空泵，確保管井、真空泵高效銜接后，與輻射井中的水平滲水連接起來(lái)，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)滲水問(wèn)題的有效控制。其作用原理是水容易被真空力控制，在呈真空性狀態(tài)的真空泵中，水會(huì)快速流進(jìn)管中，進(jìn)而達(dá)到降低水位的效果。降水作業(yè)的施工現(xiàn)場(chǎng)為粉細(xì)砂層、黏土層的時(shí)候，通常情況下可使用真空降水技術(shù)，其原因在于，黏土層的滲透系數(shù)不高，若是采用普通降水方法，則無(wú)法得到理想的降水效果，如果水不能被完全排出，便有可能導(dǎo)致后續(xù)時(shí)候面臨積水問(wèn)題，給隧道施工帶來(lái)更多的安全隱患。對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隧道施工中應(yīng)用真空降水技術(shù)，可以完全排出含水層的地下水，也可以有效排出粉土層中水，與普通排水方式相比采用真空降水技術(shù)，可以得到更好的排水效果。

4.7 遠(yuǎn)程監(jiān)控

市政隧道施工結(jié)束后，為確保隧道結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性，提高隧道結(jié)構(gòu)的使用壽命，應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)隧道運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化觀察，確保其貼近預(yù)期目標(biāo)，保障淺埋暗挖技術(shù)的作用得到充分發(fā)揮。

5 施工質(zhì)量控制措施

5.1 加強(qiáng)支護(hù)

在大管棚支護(hù)、掌子面開(kāi)挖作業(yè)完成之后，可使用交叉中隔墻法，在開(kāi)挖前期應(yīng)用超前導(dǎo)管進(jìn)行灌漿，對(duì)開(kāi)挖區(qū)域?qū)嵤┯行У募庸烫幚?，從而確保淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用效果。同時(shí)，應(yīng)確保初次襯砌安裝到位，并確保支護(hù)作業(yè)的有效性，結(jié)合實(shí)際情況合理確定并嚴(yán)格控制每次開(kāi)挖深度。

5.2 加強(qiáng)封閉

為有效控制圍巖變形問(wèn)題，應(yīng)廣泛收集隧道施工信息，及時(shí)對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整。在臺(tái)階、仰拱等區(qū)域，應(yīng)在施工完成后及時(shí)進(jìn)行封閉，確保隧道整體性符合要求，并同步開(kāi)展仰拱、底板的回填作業(yè)。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)隧道質(zhì)量的監(jiān)控，全面、全過(guò)程監(jiān)管隧道質(zhì)量，確保信息回饋的及時(shí)性，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)圍巖變形指數(shù)、圍巖受力參數(shù)的分析，根據(jù)圍巖情況，對(duì)支護(hù)效果進(jìn)行合理評(píng)估，并根據(jù)圍巖變化情況，對(duì)支護(hù)方案、系數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，確保隧道穩(wěn)定性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前市政隧道施工中面臨著諸多問(wèn)題，導(dǎo)致施工質(zhì)量無(wú)法得到有效保障。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)淺埋暗挖技術(shù)的研究，市政隧道施工中實(shí)際應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的時(shí)候，嚴(yán)格把控上臺(tái)階施工、下臺(tái)階施工、管棚支護(hù)、隔離樁設(shè)置、輻射降水、真空降水、遠(yuǎn)程監(jiān)控等環(huán)節(jié)，同時(shí)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，以充分發(fā)揮淺埋暗挖技術(shù)的作用，確保市政隧道施工質(zhì)量。