關(guān)于淺埋暗挖地鐵隧道施工技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)探討

程蓉

（北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司， 北京 100048）

地鐵作為城市公共交通中的重要一部分， 其在建設(shè)施工過程中受到城市地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境因素的影響， 需要采取的施工技術(shù)也各不相同。 而淺埋暗挖技術(shù)作為地鐵隧道施工過程中最為常見的施工技術(shù)之一， 其在運(yùn)用過程中很少會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成較大的影響， 可以有效保障地鐵施工期間城市的正常運(yùn)行， 因此， 在當(dāng)前的地鐵建設(shè)中越來越受重視。 但其在實(shí)際的運(yùn)用過程中存在的施工風(fēng)險(xiǎn)， 因此， 相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)研究深度， 提高我國(guó)地鐵建設(shè)工作的整體效率與質(zhì)量。

1 淺埋暗挖技術(shù)

1.1 淺埋暗挖技術(shù)簡(jiǎn)述

淺埋暗挖作為我國(guó)遞減建設(shè)施工過程中最為常見的集中施工方法之一， 在實(shí)際應(yīng)用過程中， 往往具有較強(qiáng)的實(shí)用性。 并且運(yùn)用淺埋暗挖技術(shù)后， 還可以有效保障地鐵建設(shè)施工的整體質(zhì)量。 在面對(duì)一些土質(zhì)較為疏松的施工環(huán)境， 一些其他的施工方法可能很難起到較好的效果， 而運(yùn)用了淺埋暗挖技術(shù)后， 就可以對(duì)松軟土質(zhì)的施工環(huán)境進(jìn)行較好的控制， 并將地鐵隧道的埋深控制到一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。 此外， 其他一些施工技術(shù)在進(jìn)行地鐵隧道的施工過程中， 都不可避免的會(huì)對(duì)隧道上方的地面公共交通造成一定影響， 而運(yùn)用了淺埋暗挖技術(shù)后， 不僅不會(huì)對(duì)地面交通造成較大影響， 對(duì)周圍居民的生活環(huán)境造成的影響也較小， 從而使得地鐵隧道的施工效率更高。 圖1 是地鐵隧道淺埋暗挖技術(shù)的施工流程圖。

圖1 地鐵隧道淺埋暗挖技術(shù)施工流程圖

1.2 淺埋暗挖技術(shù)的特點(diǎn)

較其他的地鐵隧道施工技術(shù)相比， 淺埋暗挖技術(shù)運(yùn)用在地鐵隧道施工中的最為顯著的一個(gè)特點(diǎn)是就是可以在挖掘隧道的同時(shí)完成混凝土的澆筑工作， 并且還能夠?qū)⒌罔F隧道的埋深控制在一定數(shù)值范圍內(nèi)。 另外， 運(yùn)用其它施工技術(shù)是可能會(huì)對(duì)隧道地面表層造成較大影響， 而運(yùn)用淺埋暗挖技術(shù)則對(duì)表層的影響較小。 但需要注意的是， 淺埋暗挖技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用過程中不可避免的會(huì)導(dǎo)致地層表面出現(xiàn)一定程度的移動(dòng)， 對(duì)于這個(gè)問題， 在施工過程中相關(guān)人員一定要進(jìn)行嚴(yán)格把控， 要充分控制住施工過程中灌漿、 支護(hù)以及排水等方面的具體施工情況， 使其滿足整體地鐵隧道施工的具體要求。 淺埋暗挖技術(shù)主要過程是先對(duì)地鐵隧道所處位置的土層進(jìn)行相應(yīng)的挖掘工作， 隨后利用相關(guān)技術(shù)手段對(duì)挖掘過后的圍巖以及土層表面進(jìn)行有效支護(hù)， 這樣的施工方法可以有效避免地鐵隧道在施工過程中產(chǎn)生較為嚴(yán)重塌陷問題， 因此， 其在當(dāng)前城市地鐵隧道施工過程中較為受到重視。 與其他施工方法相比， 淺埋暗挖技術(shù)再試試過程中可以對(duì)施工的具體情況一質(zhì)量進(jìn)行較為準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)， 確保地鐵隧道施工的平穩(wěn)推進(jìn)。 在當(dāng)前這個(gè)信息技術(shù)不斷發(fā)展的社會(huì)， 還可以將信息技術(shù)與淺埋暗挖技術(shù)相結(jié)合， 通過搭載各種信息化設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)對(duì)地鐵隧道施工的數(shù)據(jù)以及施工情況的全面監(jiān)控， 對(duì)于一些施工過程中存在的異樣數(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并找出原因， 從而確保地鐵隧道施工的平穩(wěn)推進(jìn)。 支護(hù)作為淺埋暗挖技術(shù)中的一項(xiàng)重要施工環(huán)節(jié)， 其施工的質(zhì)量嚴(yán)重影響到地鐵隧道施工的整體質(zhì)量， 因此， 工作人員不僅要對(duì)支護(hù)環(huán)節(jié)保持足夠重視， 還要盡量選擇一些質(zhì)量較高的材料進(jìn)行支護(hù)工作， 提高地鐵隧道的整體強(qiáng)度， 盡可能避免坍塌等問題的出現(xiàn)。

隨著淺埋暗挖技術(shù)的不斷完善， 越來越多城市的地鐵建設(shè)中運(yùn)用了淺埋暗挖技術(shù)， 如北京、 南京、 成都等， 使得城市的公共建設(shè)交通更加完善。

2 地鐵隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 支護(hù)工作環(huán)節(jié)

確定運(yùn)用淺埋暗挖技術(shù)后， 在實(shí)際施工前， 相關(guān)工作人員應(yīng)首先對(duì)隧道的施工環(huán)境中圍巖的實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)致的觀察與分析， 并根據(jù)施工環(huán)境中的實(shí)際情況， 選擇適當(dāng)?shù)臏\埋暗挖施工方法開展實(shí)際的施工工作。 淺埋暗挖技術(shù)知識(shí)以誒些同種類型的施工方法的總稱， 細(xì)分的話其中還包含了較為常見的臺(tái)階法、 CD法以及CRD法等施工方法。 其次， 支護(hù)環(huán)節(jié)作為淺埋暗挖技術(shù)中的重要施工環(huán)節(jié)， 想要為后續(xù)的地鐵隧道挖掘工作打下良好的基礎(chǔ)， 提高后續(xù)施工工作的效率， 就一定要保證支護(hù)工作的施工質(zhì)量工作人員在進(jìn)行支護(hù)工作時(shí)要注意保證施工環(huán)境的密封程度。 在施工過程中盡可能多使用超前注漿的施工方法（噴射混凝土工藝流程見圖2）， 從而使施工環(huán)境中圍巖的穩(wěn)定性能與抗壓力水平都得到大幅度提升。 淺埋暗挖技術(shù)中超前注漿主要有兩種注漿方法， 一種是單純的水泥注漿， 另一種是水泥玻璃雙漿注漿， 想要進(jìn)行后素的施工操作就首先要保證支護(hù)工作已經(jīng)完后曾并達(dá)到了要求的施工效果。 此外， 進(jìn)行襯砌工作時(shí)， 加盡可能極快施工的速度與效率， 使施工環(huán)境盡可能快的形成封閉環(huán)， 從而提高后續(xù)地鐵隧道施工工作的安全性。并且， 在知乎環(huán)節(jié)中， 要充分考慮到施工環(huán)境中各種地理環(huán)境所導(dǎo)致的一些問題， 例如地下水、 流沙等自然因素產(chǎn)生的問題。 提高地鐵隧道施工的整體質(zhì)量。

圖2 噴射混凝土工藝流程

2.2 初次支襯回填注漿

受一些因素影響， 在初次支護(hù)環(huán)節(jié)以及施工環(huán)境的土體中可能會(huì)存在空洞的情況， 而這些空洞情況的存在極容易導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)坍塌的情況， 同時(shí)還會(huì)使?jié)仓玫幕炷脸霈F(xiàn)收縮情況， 這樣不僅會(huì)使混凝土的密度受到影響， 還可能導(dǎo)致混凝土裂縫等施工隱患的存在。 因此， 在曾氏施工前， 要先將鋼管預(yù)埋在施工的指定區(qū)域中， 隨后根據(jù)施工環(huán)境的個(gè)方面因素綜合考慮， 選擇合適的施工方法并進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在結(jié)束成環(huán)施工的工作后， 應(yīng)當(dāng)采取背后填漿的手段來保證施工的質(zhì)量。 這昂才能使地鐵隧道的整體結(jié)構(gòu)密度變得更高。 在回填注漿的施工過程中， 應(yīng)當(dāng)盡量采取交互施工以及間歇式的施工手法， 盡量防止連續(xù)施工情況的發(fā)生。 這樣才能使工程的整體施工效果更高。

2.3 隧道二襯施工技術(shù)

在進(jìn)行該部門的施工工作前， 應(yīng)當(dāng)制定出相應(yīng)的施工模板， 隨后根據(jù)制定出的模板進(jìn)行實(shí)際的施工操作， 這樣才能使地鐵隧道的整體施工質(zhì)量得到保障。模板的各項(xiàng)數(shù)據(jù)都要根據(jù)隧道項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)定。 在施工過程中， 還要運(yùn)用一些相關(guān)的施工方法解決施工過程中存在的一些問題。 作為地鐵隧道施工過程中的一項(xiàng)重要施工內(nèi)容， 防水始終是施工過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問題。 對(duì)此， 施工單位應(yīng)當(dāng)更加重視施工過程中的防水問題， 嚴(yán)格做好中間防水層的施工， 通過相應(yīng)的施工方法提高隧道項(xiàng)目的防水性能。 支襯施工就是一種能夠有效提高隧道防水效果的施工方法， 其在是剛過程中大多是選擇無紡布作為水流的緩沖層， 從而實(shí)現(xiàn)地鐵隧道項(xiàng)目施工的具體要求。 某地鐵隧道二襯施工成品見圖3。

圖3 某地鐵隧道二襯施工成品

3 淺埋暗挖地鐵隧道施工技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)與控制

3.1 施工工程的地質(zhì)條件導(dǎo)致的施工風(fēng)險(xiǎn)

在運(yùn)用淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行地鐵隧道的施工過程中， 施工環(huán)境的地質(zhì)條件是能夠引發(fā)施工風(fēng)險(xiǎn)的重要原因， 因此， 工作人員應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拇胧?duì)地質(zhì)條件導(dǎo)致的施工風(fēng)險(xiǎn)加以控制

首先， 在正式施工前， 施工單位就應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)施工環(huán)境進(jìn)行考察， 其中重點(diǎn)是對(duì)施工環(huán)境的地理?xiàng)l件進(jìn)行檢測(cè)， 根據(jù)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析， 提前預(yù)設(shè)好可能遇見的施工風(fēng)險(xiǎn)， 摒棄出相應(yīng)的解決措施。， 例如提前購(gòu)進(jìn)一批緊急施工時(shí)需要用到的施工材料以及一些可能運(yùn)用到的安全防護(hù)裝備， 從而在施工過程中遇到施工風(fēng)險(xiǎn)能夠及時(shí)愛去適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行應(yīng)對(duì)

其次， 在施工過程中， 應(yīng)對(duì)施工環(huán)境中的各個(gè)部分進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控， 尤其是一些容易發(fā)生施工事故的部分， 例如圍巖和初期支護(hù)的位置。 同時(shí)要保證監(jiān)測(cè)工作的實(shí)時(shí)性， 要做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并盡快選擇應(yīng)對(duì)措施， 若發(fā)生較大的施工事故時(shí)， 首先要做的就是對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的工作人員發(fā)出撤離的相關(guān)指令。 對(duì)于一些地質(zhì)條件較為危險(xiǎn)的施工環(huán)境例如流沙環(huán)境等， 一定要先做好相應(yīng)的支護(hù)工作在進(jìn)行相應(yīng)的施工操作，在挖掘工作完成后立即實(shí)施封閉工作， 在發(fā)現(xiàn)裂縫后一定要在第一時(shí)間進(jìn)行裂縫的填補(bǔ)操作， 避免因流沙溢出從而導(dǎo)致裂縫問題愈演愈烈。

3.2 水文條件導(dǎo)致的施工風(fēng)險(xiǎn)

與地質(zhì)條件相似， 水文條件也是地鐵隧道最為常見的導(dǎo)致施工事故發(fā)生的因素之一。 隧道工程中水災(zāi)的發(fā)生原因歸根結(jié)底還是隧道的施工工作改變了施工環(huán)境周圍地質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化， 當(dāng)施工環(huán)境周圍的地質(zhì)條件發(fā)生改變后， 就為周圍的水體提供了流動(dòng)的路徑，從而引發(fā)水流的滲漏， 若施工單位的防水措施未做到位， 一旦發(fā)生水災(zāi)， 將為地鐵隧道的施工造成極大的麻煩。 而想要有效有效控制水災(zāi)的發(fā)生， 首先要做的就是對(duì)施工環(huán)境周圍的巖體及水體分布進(jìn)行精準(zhǔn)的探測(cè)， 根據(jù)施工環(huán)境的實(shí)際情況， 選擇合理的探測(cè)點(diǎn)，并采用較為精準(zhǔn)的探測(cè)儀器實(shí)施相應(yīng)的工作， 隨后根據(jù)探測(cè)結(jié)果對(duì)施工規(guī)劃進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)整。 其次，對(duì)于施工過程中運(yùn)用的施工材料也要進(jìn)行較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測(cè)， 確保材料的質(zhì)量符合國(guó)家規(guī)定的材料要求。 同時(shí)， 在施工過程中， 對(duì)施工過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的把控， 避免施工過度導(dǎo)致周圍巖體出現(xiàn)松動(dòng)從而導(dǎo)致的水害。 在施工過程中若產(chǎn)生的水災(zāi)情況并不嚴(yán)重切不影響正常的施工， 可以采取抽水排水的方法進(jìn)行處理， 若較為嚴(yán)重， 無法輕易控制， 則應(yīng)立即采取注漿的方式處理水災(zāi)。

3.3 臨近地面區(qū)域的施工風(fēng)險(xiǎn)

在離近地面區(qū)域， 首先要做好地層的加固工作，并且要對(duì)隧道施工環(huán)境的實(shí)際地質(zhì)條件做好考察， 選擇適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。 并且在似鐵隧道的挖掘過程中，又是不可避免的會(huì)遇到周圍有建筑物存在的情況， 這時(shí)施工單位就要做好相應(yīng)的強(qiáng)度提升工作， 盡可能加強(qiáng)建筑物的承載能力， 將其對(duì)地鐵隧道施工的不良影響盡可能降低。

其次， 在進(jìn)行臨近地面區(qū)域隧道的挖掘施工時(shí)，可以將整體的施工工作進(jìn)行劃分， 選擇分段式的施工方法進(jìn)行實(shí)際施工， 并注意提高挖掘工作的針對(duì)性。比如在接近地面的區(qū)域進(jìn)行施工時(shí)， 可以選擇先進(jìn)行距離建筑物較遠(yuǎn)的一側(cè)的隧道挖掘工作， 隨后再進(jìn)行另一側(cè)的挖掘工作， 同在在鉆孔時(shí)在允許的范圍內(nèi)盡量降低鉆孔的深度， 減少炸藥的使用量， 避免因?yàn)槭┕ざ鴮?duì)周圍建筑造成較大的影響。

對(duì)于一些采用短進(jìn)尺技術(shù)進(jìn)行施工的區(qū)域， 在整體施工過程中要加強(qiáng)對(duì)循環(huán)進(jìn)尺的限制程度， 在規(guī)劃炮孔位置時(shí)， 因盡可能選擇線形的布置手法， 同時(shí)采取適當(dāng)?shù)氖侄翁岣吲芡ǖ亩氯潭龋?對(duì)于一些靠近建筑物的區(qū)域， 還可通過設(shè)置減震孔的方式降低施工中爆破所產(chǎn)生的影響。

同時(shí)， 在開挖工作完成后， 要及時(shí)采取適當(dāng)?shù)氖侄螌?duì)開挖面進(jìn)行支護(hù)加固操作， 最大可能降低圍巖展示在外的時(shí)間， 避免圍巖受到施工環(huán)境中各種因素的影響而產(chǎn)生的大范圍變形等情況， 盡最大可能保障隧道周圍建筑物不受影響。 在支護(hù)加固工作結(jié)束后， 要盡快完成仰拱混凝土灌注操作， 提高隧道施工中支護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性， 從而使隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)變得更加穩(wěn)定。

3.4 隧道的安全施工風(fēng)險(xiǎn)

在進(jìn)行實(shí)際的施工前， 首先要做好施工環(huán)境的整體檢測(cè)工作， 例如隧道所處環(huán)境的的圍巖硬度、 穩(wěn)定性等， 同時(shí)要檢測(cè)施工環(huán)境中是否存在著危險(xiǎn)施工地質(zhì)條件， 例如是否存在較為輸送的圍巖， 是存在其他工作層的廢棄材料， 對(duì)于這些較為危險(xiǎn)的施工地質(zhì)條件提前設(shè)計(jì)好相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施， 避免在后續(xù)的施工過程中這些危險(xiǎn)地質(zhì)條件突然失控造成嚴(yán)重的施工安全事故。 在施工過程中要做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作， 例如隧道中各個(gè)結(jié)構(gòu)的形狀參數(shù)是否發(fā)生變化、地表沉降的數(shù)據(jù)是否存在異常等。 對(duì)于施工過程中的爆破操作， 應(yīng)控制好炸藥的量， 避免相關(guān)爆破操作做對(duì)周遭環(huán)境造成較大的影響。 在施工過程中往往會(huì)存在一些專業(yè)性較強(qiáng)的操作， 對(duì)于這協(xié)工作， 施工單位應(yīng)當(dāng)確保工作人員的專業(yè)技術(shù)水平， 爭(zhēng)取做到持證上崗， 避免安全隱患的存在。

4 結(jié)語(yǔ)

淺埋暗挖地鐵隧道施工技術(shù)作為當(dāng)前我國(guó)地鐵建設(shè)工作中較為重要的施工技術(shù)之一， 相關(guān)的施工單位在實(shí)際的運(yùn)用過程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身施工的實(shí)際情況，對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整， 同時(shí)明確施工過程中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)并加強(qiáng)控制， 可借鑒我國(guó)一些優(yōu)秀施工案例提高自身的施工效率， 提高我國(guó)地鐵建設(shè)工作的水平。