淺埋暗挖隧道全斷面機(jī)械施工技術(shù)研究

程謀新

【摘 ?要】埋暗挖法可有效減少對(duì)環(huán)境影響因素，減少占地面積，保證交通暢通，避免地下管線受到影響。本文介紹了淺埋暗挖技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況，分析了一些機(jī)械施工方案，希望幫助國(guó)內(nèi)施工單位提升施工技術(shù)，促進(jìn)科學(xué)隧道技術(shù)施工的傳播。

【關(guān)鍵詞】淺埋暗挖隧道;全斷面機(jī)械施工;支護(hù)工作

隧道施工涉及到許多工藝，應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，許多城市地鐵系統(tǒng)都使用了淺埋暗挖的施工技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)地對(duì)工程進(jìn)行加固，通過(guò)支護(hù)和注漿，改善不同的施工環(huán)境，達(dá)到最終的施工目的。

一、淺埋暗挖隧道設(shè)計(jì)原理

淺埋暗挖方法是根據(jù)巖體受力規(guī)律，通過(guò)維護(hù)及利用圍繞巖體的穩(wěn)定性，通過(guò)鋼筋與混凝土共同作用，加固支護(hù)設(shè)備。通過(guò)支護(hù)系統(tǒng)，能夠有效的改善巖體的穩(wěn)定能力，讓巖體能夠承受更多的壓力，在進(jìn)一步施工中為二次維護(hù)提供安全保障。

二、淺埋暗挖施工

（一）主要施工原則

淺埋暗挖施工過(guò)程中，要遵守探頭管道在前原則，將泥土及時(shí)轉(zhuǎn)移出去，在澆筑混凝土的過(guò)程中要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，防止混凝土質(zhì)量較差。在挖掘隧道時(shí)，要穩(wěn)扎穩(wěn)打，挖開(kāi)一部分區(qū)域后及時(shí)進(jìn)行合理的支護(hù)，支護(hù)工作要快速進(jìn)行。在挖掘過(guò)程中，工作人員要定時(shí)勘測(cè)地下?tīng)顩r，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行干預(yù)，防止隧道中出現(xiàn)安全隱患[1]。在施工之前和施工過(guò)程中，要做好水文記錄和地質(zhì)勘測(cè)工作。挖掘隧道時(shí)，要保證挖掘環(huán)境污水。如果發(fā)現(xiàn)周圍有地下水源，工作人員要使用降水技術(shù)或堵水方法，保證作業(yè)環(huán)境的無(wú)水。在作業(yè)過(guò)程中，要使用環(huán)形挖掘法，并留有核心土方。隧道支護(hù)過(guò)程中通常使用復(fù)合型襯砌法，在襯砌中增加防水層。隧道開(kāi)挖和襯砌過(guò)程中要確保洞體的穩(wěn)定，以安全為第一要?jiǎng)?wù)。在施工過(guò)程中要做好實(shí)時(shí)監(jiān)控工作。

（二）基本施工流程

1、施工預(yù)備

在施工前工程單位要確保工程材料、設(shè)備、工作人員就位，確認(rèn)工程圖紙與實(shí)際情況一致。

2、預(yù)支護(hù)和預(yù)加固

在施工開(kāi)始時(shí)，首先要做的是超前支護(hù)以及預(yù)加固工作，確保施工安全，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

3、開(kāi)始挖掘

工作人員使用相應(yīng)設(shè)備開(kāi)始挖掘。

4、初期支護(hù)

在挖掘工作開(kāi)展一定程度后，工作人員要開(kāi)始進(jìn)行初步支護(hù)工作，使用錨噴砼和鋼架對(duì)巖體進(jìn)行加固。

5、做好防水工作

如果施工場(chǎng)所一定范圍內(nèi)存在地下水，可以使用降水位技術(shù)，或者對(duì)可能滲漏部位進(jìn)行高壓注漿，堵死滲水口[2]。

6、二次襯砌

隨著工程的深入，工作人員要對(duì)工程進(jìn)行二次支護(hù)。

7、工程結(jié)束

工作人員在工程結(jié)束后要對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行匯總，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)要檢查工程效果，對(duì)課程出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行處理。

三、機(jī)械施工優(yōu)化方案

（一）超前分段后退式雙液注漿技術(shù)

1、設(shè)計(jì)思路

注漿技術(shù)屬于靜態(tài)注漿方式，通過(guò)漿液滲透，填充土壤中的空隙。注漿鉆機(jī)配備有旋轉(zhuǎn)探頭，能夠全方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，工作人員能夠使用設(shè)備向任意角度進(jìn)行注漿。鉆機(jī)注水后采用后撤注漿的方式，將混凝土和水玻璃充分注入到空隙中。鉆桿空隙能夠幫助人們注漿，內(nèi)管出混凝土，外管出水玻璃，兩種漿體在鉆頭位置混合，噴射到空洞中[3]。

2、技術(shù)特征

（1）確保暗挖隧道注漿質(zhì)量，必須進(jìn)行封閉式注漿，漿墻厚度在2dm以上，用碳20混凝土，必要時(shí)可以使用鋼筋網(wǎng)進(jìn)行加固。

（2）鉆頭桿需要先注水，達(dá)到預(yù)設(shè)位置后，開(kāi)始注漿。鉆桿是一節(jié)一節(jié)構(gòu)成的，每節(jié)2m，在狹窄位置能夠拆分，鉆桿最長(zhǎng)長(zhǎng)度可以達(dá)到150m，超過(guò)該長(zhǎng)度，需要使用其他工藝進(jìn)行處理，為了達(dá)到更好的封閉效果，可以采用分段注漿法，進(jìn)行注漿，每一段在10米左右。長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)影響漿壓，長(zhǎng)度過(guò)短不利于注漿工作。

（3）注漿時(shí)要將噴口向前，將漿液填充到土層的空隙中，通過(guò)加壓，漿液會(huì)流到空隙中，注入量達(dá)到一定程度后，壓力不會(huì)明顯下降。注漿過(guò)后，需要對(duì)漿管進(jìn)行洗滌，防止?jié){液堵塞。

（4）掌子面擠出變形監(jiān)測(cè)

隧洞開(kāi)挖引起圍巖變形取決于超前核心土體的外形特點(diǎn)，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)在掌子面到達(dá)之前，至少有三成的收斂性變形產(chǎn)生于隧道區(qū)域[4]。由于暗挖法保留核心土，所以只注重于隧道變形控制和拱頂、地表變形沉降監(jiān)測(cè)。

1、設(shè)計(jì)思路

初步支護(hù)外圍時(shí)應(yīng)當(dāng)采用圍壁注漿技術(shù)，在施工位置周圍產(chǎn)生漿脈，增加支護(hù)能力，防止支護(hù)變形或塌方。掌子面采用擴(kuò)散注漿，加固內(nèi)部結(jié)構(gòu)，阻止砂層流動(dòng)，便于挖掘。

2、主要技術(shù)

（1）圍壁注漿技術(shù)：

混凝土漿液：水玻璃溶液=1：1

水：水泥=1：1

水：水玻璃=2：1

注漿壓力要控制在0.3到0.5兆帕之間，最低不能超過(guò)0.2兆帕。在逐漸增壓后，注漿壓力達(dá)到0.5兆帕?xí)r，穩(wěn)定壓力，10分鐘后注漿壓力下降在10%以內(nèi)，表面注漿已經(jīng)達(dá)到飽和，注漿管后退0.4m，洗管，再進(jìn)行注漿。

注漿孔要按照護(hù)臂的弧度進(jìn)行分步，注漿孔間距0.8米。鉆孔要有一定的外插角度。

四、實(shí)時(shí)效果

通過(guò)一些列全斷面機(jī)械施工技術(shù)，根據(jù)第三方檢測(cè)數(shù)據(jù)，如果路面下沉在合理范圍內(nèi)，表明實(shí)施效果滿足工程要求[5]。

隧道開(kāi)挖產(chǎn)生的圍巖變形反應(yīng)是由超前核心土體的變形特性決定的，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)隧道區(qū)域至少30%的收斂變形是在掌子面到來(lái)之前產(chǎn)生的。傳統(tǒng)暗挖法由于留有核心土，因此只注重隧道洞壁收斂變形及拱頂、地表沉降變形的監(jiān)測(cè)。不留核心土實(shí)現(xiàn)全斷面開(kāi)挖后，掌子面穩(wěn)定性是隧道安全施工的關(guān)鍵，因此更要注重對(duì)掌子面前方土體的加固以及對(duì)掌子面擠出變形的監(jiān)控量測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)土體的穩(wěn)定性，指導(dǎo)隧道安全施工。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，工程單位在淺埋暗挖隧道全斷面機(jī)械施工中，要遵守施工流程與基本原則，通過(guò)不同的機(jī)械施工方案，提升工程質(zhì)量，降低環(huán)境污染。工程技術(shù)占用空間小、環(huán)保性強(qiáng)、能保證暢通交通，工作人員要不斷地探索和創(chuàng)新，進(jìn)一步優(yōu)化施工技術(shù)，建設(shè)更多的優(yōu)質(zhì)工程。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鵬.大跨度淺埋暗挖隧道安全評(píng)估及施工力學(xué)分析[J].交通科技，2021（04）：116-120+124.

[2]姜世超.淺埋暗挖綜合管廊下穿城市主干道超前加固技術(shù)[J].建筑機(jī)械化，2021，42（07）：30-32+37.

[3]許錦錦，高永紅，張偉，李歡秋.超淺埋暗挖動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)施工方法在城市平頂?shù)叵鹿こ讨械膽?yīng)用[J].防護(hù)工程，2021，43（03）：63-68.

[4]邢振明.市政隧道施工淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用[J].綠色環(huán)保建材，2021（06）：108-109.

[5]付曉健，王文正，黃明利，張志恩.淺埋暗挖隧道全斷面機(jī)械施工技術(shù)[J].市政技術(shù)，2020，38（01）：133-136.