淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)及其地面沉降控制

黃金國(guó)

（重慶高速公路集團(tuán)有限公司， 重慶 401147）

0 引言

在淺埋地段隧道施工中，可采用暗挖施工方式。隧道工程淺埋暗挖法的應(yīng)用基礎(chǔ)是新奧法，在具體的開挖施工中，需要對(duì)圍巖進(jìn)行加固處理，并及時(shí)做好支撐結(jié)構(gòu)，形成完善的支撐保護(hù)體系，充分利用圍巖的自承能力。但是，在隧道工程施工中，容易受到周邊環(huán)境因素的影響，因此，對(duì)淺埋暗挖法隧道施工要點(diǎn)進(jìn)行深入研究迫在眉睫。

1 淺埋深挖法的原理

隧道工程淺埋暗挖施工技術(shù)的應(yīng)用原理是新奧法，采用復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)，其中，初期支護(hù)可承擔(dān)所有荷載，而二襯則可作為安全準(zhǔn)備，對(duì)于隧道工程特殊荷載，可由復(fù)合襯砌共同承擔(dān)。在具體的施工過程中，為了充分發(fā)揮圍巖的自承能力，需及時(shí)做好支護(hù)施工，對(duì)圍巖進(jìn)行加固處理。有些隧道工程施工地質(zhì)條件硬度較小，圍巖自承能力比較差，對(duì)此，需結(jié)合實(shí)際情況提升初期支護(hù)剛度，保證施工安全，同時(shí)對(duì)地面沉降進(jìn)行有效控制。

2 淺埋暗挖法施工基本原則

（1）在進(jìn)行隧道工程施工前，需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、水文條件進(jìn)行全面細(xì)致的勘察，為施工方案的制定奠定基礎(chǔ)。（2）在具體的施工過程中，必須嚴(yán)格依據(jù)“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的施工原則。（3）在隧道工程洞身開挖施工中，可應(yīng)用環(huán)形開挖方式，并留核心土。（4）在隧道開挖施工前，必須保證開挖現(xiàn)場(chǎng)為無水條件，如果有地下水，則需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用適宜的降水措施或者堵水措施。（5）在隧道開挖和襯砌施工中，可能會(huì)對(duì)隧道穩(wěn)定性造成干擾，對(duì)此，需采取相應(yīng)的輔助加固措施，保證施工現(xiàn)場(chǎng)安全。（6）對(duì)于隧道支護(hù)，一般采用復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，在襯砌間，應(yīng)設(shè)置防水層。（7）在隧道工程施工全過程中，都必須加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)以及安全質(zhì)量監(jiān)理。

3 淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)

3.1 隧道開挖

在隧道工程淺埋暗挖施工前，需要綜合考慮施工單位施工技術(shù)條件、隧道圍巖特點(diǎn)、水文地質(zhì)條件等因素，制定科學(xué)合理的隧道開挖方案，對(duì)于一些特殊的隧道工程，對(duì)施工方案的合理性進(jìn)行驗(yàn)證分析。在隧道工程開挖施工中，開挖施工方式有很多種，其中，臺(tái)階式開挖施工方式比較常見。在山嶺隧道工程開挖施工中，一般應(yīng)用正臺(tái)階法；而在地下隧道工程施工中，可采用側(cè)洞法、柱洞法等；在城市隧道施工中，一般則應(yīng)用臺(tái)階法。有些隧道工程斷面比較大，不能應(yīng)用全斷面開挖施工方式，在具體的施工過程中，施工人員應(yīng)注意盡量避免對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)造成擾動(dòng)作用，同時(shí)聯(lián)合應(yīng)用挖進(jìn)機(jī)以及人工開挖施工方式。除此以外，還需要注意，如果需要對(duì)隧道工程進(jìn)行爆破施工，則需應(yīng)用短進(jìn)尺、弱爆破施工裝置。

3.2 隧道支護(hù)

在淺埋暗挖隧道施工過程中，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)，可采用復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu)，在支護(hù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)于隧道初期支護(hù)，可將其作為臨時(shí)支護(hù)，而對(duì)于二次支護(hù)，可作為隧道工程主要支護(hù)結(jié)構(gòu)。第二，初期支護(hù)可承擔(dān)所有荷載，而對(duì)于二次支護(hù)，可作為安全儲(chǔ)備。第三，將初期支護(hù)以及二次支護(hù)組成支護(hù)結(jié)構(gòu)，在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需綜合考慮隧道工程實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在具體的施工過程中，需要設(shè)置雙層超前小導(dǎo)管，并向?qū)Ч苤凶⑷霛{液，對(duì)隧道工程內(nèi)部土體結(jié)構(gòu)起到擠壓作用，當(dāng)漿液穩(wěn)定后，即可提升圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證隧道工程抗?jié)B能力。

3.3 輔助施工方法

在隧道工程開挖施工中，輔助措施的合理性會(huì)對(duì)隧道工程施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。在輔助方法的制定過程中，需要對(duì)施工環(huán)境地質(zhì)條件進(jìn)行分析，然后選擇適宜的輔助方式，一般采用錨桿支護(hù)、小導(dǎo)管注漿以及大管棚作為輔助施工方式。有些隧道工程地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度較大，對(duì)此，可聯(lián)合應(yīng)用多種輔助施工方式。

3.4 混凝土噴射

在混凝土噴射施工中，首先需要做好施工機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備工作，包括通風(fēng)和送水處理，然后啟動(dòng)混凝土噴射方式給料。在實(shí)際施工中，還需注意加強(qiáng)輸料管控制，在噴射施工前，對(duì)噴頭進(jìn)行全面檢查，保證其處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。另外，對(duì)于受噴面，需采用人工或者高壓風(fēng)的方式進(jìn)行全面清理，在噴射過程中，噴射頭應(yīng)與噴射面保持垂直。

4 淺埋暗挖法隧道地面沉降控制

4.1 優(yōu)化施工方案

在隧道工程施工前，首先需制定科學(xué)合理的施工方案，然后根據(jù)施工方案組織施工。因此，為了對(duì)淺埋暗挖隧道進(jìn)行地面沉降控制，要求根據(jù)沉降控制要求完善施工方案，合理選用施工技術(shù)方案，并對(duì)施工細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。合理預(yù)估施工過程中可能會(huì)造成沉降量增加的因素，并制定應(yīng)對(duì)方案，以完善的施工方案組織隧道工程施工。通過優(yōu)化施工方案，還能夠保證隧道工程各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)的有效銜接，進(jìn)而節(jié)約工期，提升施工效率。

4.2 開挖處理

在隧道工程開挖施工環(huán)節(jié)，沉降控制要點(diǎn)如下：對(duì)隧道工程斷面形式以及圍巖類型進(jìn)行勘察，然后據(jù)此選用不同的開挖施工方式，比如CRD 法、臺(tái)階法等等。嚴(yán)格控制開挖面之間的距離，一般要求控制在3m～5m 之間，同時(shí)盡量減少土體暴露時(shí)間，并及時(shí)組織支護(hù)施工。在隧道工程開挖施工前，對(duì)于隧道掌子面，需采用超前注漿措施進(jìn)行加固處理。在開挖施工中，根據(jù)地質(zhì)條件變化情況，對(duì)各項(xiàng)施工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，包括格柵支護(hù)參數(shù)、注漿參數(shù)等等，保證土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對(duì)于輪廓土方，應(yīng)組織施工人員進(jìn)行人工開挖，并盡量減少超挖現(xiàn)象。

4.3 采取土體改良措施

在隧道工程地面沉降控制中，土體改良也是常用沉降控制措施。在隧道工程施工區(qū)域范圍內(nèi)，可對(duì)土體進(jìn)行灌漿施工，對(duì)其進(jìn)行加固處理，同時(shí)在隧道工程內(nèi)形成自然拱，保證隧道工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。需要注意，在灌漿加固法的應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際情況選用不同性能特點(diǎn)的漿液，靈活性比較強(qiáng)，對(duì)于土體的加固效果顯著，應(yīng)用范圍廣泛。

4.4 適度排放地下水

在自然地層結(jié)構(gòu)中，有些結(jié)構(gòu)層的地下含水量比較大，比如砂層的含水量比較大。通常情況下，如果在較短時(shí)間內(nèi)排空地下水，則會(huì)造成地層結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉降，對(duì)此，應(yīng)適當(dāng)減少地下水排放量，同時(shí)應(yīng)用旋噴樁以及水幔幕方式，堵塞地下水滲入，進(jìn)而對(duì)地層不均勻沉降起到良好的控制作用。

4.5 及時(shí)施作二次襯砌

在完成隧道工程淺埋暗挖施工后，應(yīng)及時(shí)組織進(jìn)行二次襯砌施工，使得施工區(qū)域的地層能夠及時(shí)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。在隧道工程淺埋暗挖施工中，施工地段地質(zhì)結(jié)構(gòu)如果為軟弱地層，這類軟弱地層一般為富水地層，在實(shí)際施工中，如果排水不及時(shí)，則會(huì)造成該施工區(qū)域發(fā)生不均勻沉降，另外，由于地層剛度與初期支護(hù)剛度之間的作用比較強(qiáng)，因此，必須及時(shí)進(jìn)行二次襯砌施工。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要對(duì)隧道工程淺埋暗挖施工技術(shù)要點(diǎn)以及施工過程中的地面沉降控制措施進(jìn)行了分析。傳統(tǒng)的隧道施工技術(shù)會(huì)對(duì)施工環(huán)境造成較大污染，同時(shí)還可能會(huì)對(duì)地下管線以及地上交通造成不良影響。對(duì)此，可采用淺埋暗挖施工技術(shù)，避免傳統(tǒng)施工方式的弊端。在具體的施工過程中，需要注意，淺埋暗挖施工勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，施工速度緩慢，地層結(jié)構(gòu)防水難度較大，對(duì)此，還需結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用輔助措施，提升施工技術(shù)水平，保證隧道工程施工的順利進(jìn)行。