城市淺埋暗挖隧道施工控制要點(diǎn)分析

馮甲林

（中國電建集團(tuán)昆明勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，昆明 650000）

1 引言

隧道工程在施工中易受到不良地下環(huán)境以及地質(zhì)條件的影響，多采用淺埋暗挖法，控制工程建設(shè)安全。隧道工程建設(shè)中實(shí)施淺埋暗挖法，需要加強(qiáng)對其工藝特性以及施工工藝的研究，充分了解和掌握淺埋暗挖法在隧道工程施工中的結(jié)構(gòu)承載方式、支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及開挖方式等，為淺埋暗挖法實(shí)施提供可靠的工程測量監(jiān)控方案，使其滿足隧道工程施工的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)內(nèi)容以及技術(shù)控制要點(diǎn)等均需從工程實(shí)踐的角度展開綜合研究與探討[1]。

2 城市淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的應(yīng)用原則

城市隧道淺埋暗挖施工技術(shù)，要想發(fā)揮理想的作業(yè)效果，實(shí)際施工中還要嚴(yán)格遵循以下幾點(diǎn)應(yīng)用原則：

第一，做到管超前。城市隧道工程建設(shè)中，淺埋暗挖技術(shù)運(yùn)用過程中要合理運(yùn)用超前管棚及小導(dǎo)管開展注漿作業(yè)，如此一來可以有效加強(qiáng)對于隧道結(jié)構(gòu)的防護(hù)，同時也有利于提升掌子面的穩(wěn)定性和可靠性，防止隧道圍巖結(jié)構(gòu)坍塌等事故的發(fā)生，為后續(xù)施工的順利進(jìn)行提供安全保障。

第二，規(guī)范注漿操作。在運(yùn)用超前管棚加強(qiáng)支護(hù)效果以后，對圍巖空隙部位要進(jìn)行注漿操作，一般以水泥漿為主，通過注漿作業(yè)可以讓隧道結(jié)構(gòu)更加趨向于整體，使其安全性和可靠性大幅提升。

第三，控制開挖長度。城市淺埋暗挖隧道施工要求規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其中對于開挖環(huán)節(jié)來說，要特別加強(qiáng)對于開挖長度的控制，施工過程中要結(jié)合工程實(shí)際情況，通過勘察和研究明確工程開挖的限定條件，避免過度開挖而降低隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，引發(fā)坍塌、沉陷等安全事故，給作業(yè)人員人身安全構(gòu)成威脅的同時，也給施工建設(shè)單位造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

第四，實(shí)現(xiàn)快速封閉。對于隧道臺階施工環(huán)節(jié)，受到臺階長度參數(shù)的影響，臺階變形情況出現(xiàn)的概率大幅提升，如果防護(hù)處理不當(dāng)，那么必然會導(dǎo)致隧道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，此時必須要做到快速封閉，形成“一環(huán)施工一環(huán)封閉”的作業(yè)狀態(tài)，極大程度上降低臺階變形出現(xiàn)的概率，同時也顯著提升隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 城市淺埋暗挖隧道施工的技術(shù)要點(diǎn)

3.1 真空降水技術(shù)

開挖作業(yè)是城市淺埋暗挖隧道施工的基礎(chǔ)所在，要想確保開挖作業(yè)順利開展，首先工作人員需要通過勘察的方式及時有效地掌握地下水位的情況，結(jié)合勘察結(jié)果制定合理的控制對策，為后續(xù)開挖作業(yè)的順利開展奠定基礎(chǔ)。與此同時，由于地區(qū)地質(zhì)條件等因素存在差異，所以實(shí)際隧道施工情況也不盡相同，因此，還需要加強(qiáng)對施工方案的優(yōu)化和改進(jìn)，防止因方案設(shè)計(jì)不合理而引起的地面沉陷及其他一系列問題。通常，為了達(dá)到以上的施工作業(yè)效果，在實(shí)際開展城市淺埋暗挖隧道施工當(dāng)中，需要運(yùn)用真空降水技術(shù)手段，其主要原理是采取合理規(guī)范的方式對需要降水的區(qū)域進(jìn)行封閉處理，接著選擇相應(yīng)型號的水泵實(shí)施抽水操作，并結(jié)合實(shí)際情況明確抽水量。通過抽水方式確保土壤覆層的水分被吸收，以達(dá)到提升土質(zhì)密實(shí)性的目的。除此之外，該技術(shù)運(yùn)用過程中要注意隨時觀察是否存在回水的問題，一旦發(fā)現(xiàn)要及時反饋處理，同時要結(jié)合抽水情況實(shí)時對水泵輸送功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保達(dá)到理想的作業(yè)效果。

3.2 輻射井降水技術(shù)

該技術(shù)是常見的一種淺埋暗挖施工方法，其目的與上述分析的真空降水技術(shù)大體相同，實(shí)質(zhì)性目的是為了控制地下水位保持在合理的高度，避免沉降等問題影響到隧道施工的安全性。而相對真空降水技術(shù)而言，該技術(shù)的運(yùn)用優(yōu)勢更加明顯，一般可以實(shí)現(xiàn)井壁多個位置的同時抽水操作，以達(dá)到提升作業(yè)效率目的。與此同時，該技術(shù)通常在黏土層及淤泥層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)中運(yùn)用比較廣泛，實(shí)際運(yùn)用要結(jié)合地質(zhì)條件等因素的差異，確定輻射井降水施工參數(shù)[2]。

3.3 淺隧道支護(hù)技術(shù)

城市隧道施工中，需要工作人員對隧道圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)判，合理調(diào)整結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等參數(shù)，其中就需要采取支護(hù)技術(shù)提升圍巖整體的承載力，確保工程施工的穩(wěn)定性和可靠性得到全面提升。在運(yùn)用支護(hù)技術(shù)的過程中，首先作業(yè)人員需要對圍巖全部基本荷載進(jìn)行分析，明確初次支護(hù)的承載力參數(shù)，對施工作業(yè)的安全性進(jìn)行預(yù)測和分析。與此同時，作業(yè)人員要采取相應(yīng)的措施，確保初次支護(hù)與二次模筑襯砌之間的協(xié)調(diào)，達(dá)到提升結(jié)構(gòu)荷載強(qiáng)度的目的。需要注意的是，一旦隧道圍巖結(jié)構(gòu)強(qiáng)度預(yù)判結(jié)果不達(dá)標(biāo)，那么此時可以直接利用支護(hù)技術(shù)進(jìn)行圍巖結(jié)構(gòu)的加固處理；反之，如果預(yù)判結(jié)果顯示圍巖強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，此時工作人員可以采取簡單的錨桿掛網(wǎng)噴錨支護(hù)的方式，實(shí)現(xiàn)對圍巖結(jié)構(gòu)的處理。

除此之外，為了顯著提升隧道圍巖支護(hù)效果，實(shí)際當(dāng)中可以采取鋼筋格柵結(jié)合錨噴混凝土支護(hù)技術(shù)，全面提升支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。部分城市隧道工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以通過增加管棚及小導(dǎo)管預(yù)注漿的方式提前實(shí)施加固處理，為后續(xù)支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用提供充分的強(qiáng)度保障。

3.4 初次襯砌的回填注漿

工作人員在開展作業(yè)時，需要結(jié)合工程設(shè)計(jì)方案以及實(shí)際情況，對初襯與圍巖之間的空隙采用回填注漿技術(shù)進(jìn)行處理，目的是提升二者之間的緊密度，防止出現(xiàn)地面沉陷的問題。在此基礎(chǔ)上，作業(yè)人員也可以結(jié)合灌漿鋼管預(yù)埋的手段，進(jìn)一步提升防護(hù)效果。在實(shí)際當(dāng)中，可以將拱形兩端位置設(shè)計(jì)成梅花形，同時規(guī)范調(diào)節(jié)其間距參數(shù)，提升整體結(jié)構(gòu)的可靠性。當(dāng)結(jié)構(gòu)形成閉合環(huán)之后，接著便可以實(shí)施回填注漿施工作業(yè)。一般而言，回填注漿技術(shù)運(yùn)用中對于材料的要求比較高，使用最多的是水泥、水玻璃等材料，可以確?；靥钫w的牢固性。除了材料性能的影響外，回填方式的選擇也會影響到施工效果，所以實(shí)際中要盡可能采用間歇式的回填注漿方式，通過交替注漿和靜壓的作業(yè)流程，達(dá)到提升回填注漿質(zhì)量效果的實(shí)質(zhì)性目的。

3.5 二襯施工技術(shù)

除了以上幾種常見技術(shù)工藝以外，城市淺埋暗挖隧道施工中應(yīng)用比較多的技術(shù)方式還包括二襯施工技術(shù)。該技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中主要包括以下幾部分流程：第一，通過采取規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的手段對地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，同時控制拱墻防水層施工質(zhì)量，確保各項(xiàng)參數(shù)的使用符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；第二，加強(qiáng)對于拱墻鋼筋的捆綁工作，為后續(xù)施工提供強(qiáng)度支持的同時，也能在很大程度上確保防水層施工質(zhì)量不出現(xiàn)問題；第三，將臺車模板設(shè)計(jì)安置在防水層施工之后，接著采取混凝土灌注操作。以上便是二襯施工技術(shù)流程，實(shí)際當(dāng)中要按照規(guī)范流程實(shí)施操作[3]，同時確保由中間向兩端的順序進(jìn)行作業(yè)。需要注意的是，在利用該技術(shù)實(shí)施防水層處理時，如果存在質(zhì)量隱患，必要時要使用紗布填充模板縫隙，防止隱患問題的進(jìn)一步擴(kuò)大。

4 城市淺埋暗挖隧道施工中的風(fēng)險(xiǎn)隱患

4.1 周邊環(huán)境因素的影響

城市隧道施工中，由于地區(qū)氣候因素存在明顯差異，如果處于強(qiáng)降水季節(jié)，極有可能由于降水量過大，隧道施工中水管路線破裂，導(dǎo)致隧道挖掘中基坑出現(xiàn)嚴(yán)重積水的隱患。不僅如此，區(qū)域隧道上層及周邊土質(zhì)中如果含水量較大，也會對隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成干擾，給淺埋暗挖施工技術(shù)運(yùn)用造成困擾。

4.2 管道滲漏因素的影響

城市隧道施工中一旦出現(xiàn)地下水管滲漏等問題，那么會導(dǎo)致隧道周邊土質(zhì)含水量大幅提升，對土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響的同時，也會讓隧道結(jié)構(gòu)面臨坍塌等嚴(yán)重安全隱患。管道滲漏在城市隧道施工中屬于常見的風(fēng)險(xiǎn)隱患，雖然通過淺埋暗挖施工技術(shù)可以達(dá)到很好的控制效果，但是實(shí)際當(dāng)中由于組織管理形式相對落后，很多情況下不能及時發(fā)現(xiàn)該類隱患，導(dǎo)致處理和應(yīng)對不及時，最終降低施工作業(yè)的整體質(zhì)量水平。

4.3 施工質(zhì)量因素的影響

導(dǎo)致實(shí)際開展作業(yè)中出現(xiàn)質(zhì)量問題的因素包括以下幾種：第一，隧道淺埋暗挖施工前沒有因地制宜地制訂科學(xué)合理的施工方案，后續(xù)技術(shù)運(yùn)用缺乏規(guī)范化指導(dǎo)，從而引發(fā)質(zhì)量隱患；第二，無法結(jié)合工程實(shí)際選擇合適的技術(shù)工藝，淺埋暗挖技術(shù)應(yīng)用不合理、不規(guī)范，也會導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)問題；第三，技術(shù)運(yùn)用中對于材料及設(shè)備的管理不到位，例如，材料選購性能方面存在隱患、設(shè)備老化破損嚴(yán)重等，也會導(dǎo)致淺埋暗挖施工質(zhì)量受到影響；第四，人員自身素質(zhì)有待提升，缺乏專業(yè)化的理論作為指導(dǎo)，很多情況下單憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測和判斷，對于隧道圍巖結(jié)構(gòu)等分析不合理，后續(xù)技術(shù)運(yùn)用缺乏針對性，起不到實(shí)質(zhì)性的防護(hù)效果。

5 城市淺埋暗挖隧道施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1 合理選擇開挖方法

城市隧道施工中的淺埋暗挖工藝種類繁多，因此，必須要結(jié)合工程實(shí)際情況科學(xué)合理地進(jìn)行技術(shù)選擇，特別是對于開挖方法的選取要更加規(guī)范，例如，結(jié)合隧道施工情況選擇短臺階、上臺階等開挖方式。與此同時，綜合考量區(qū)域周圍地下水文情況，選擇單側(cè)壁導(dǎo)坑法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，為隧道施工安全有序進(jìn)行提供充分技術(shù)保障。除此之外，在實(shí)際進(jìn)行開挖作業(yè)時，要盡可能避免對隧道周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響和干擾，防止周邊土質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化而降低承載力。

5.2 開挖階段質(zhì)量控制

在實(shí)際當(dāng)中工作人員要加強(qiáng)對于開挖階段的質(zhì)量控制，詳細(xì)包括以下幾點(diǎn)：第一，結(jié)合水文地質(zhì)、環(huán)境氣候等因素，制訂合理的開挖計(jì)劃，確保工程高效有序開展；第二，作業(yè)過程中要加強(qiáng)實(shí)時監(jiān)測，運(yùn)用信息化監(jiān)測技術(shù)手段，開展實(shí)時動態(tài)化的監(jiān)控管理，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)開挖不規(guī)范以及安全隱患等問題，第一時間進(jìn)行反饋，確保問題處理的及時性和有效性；第三，健全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測和識別機(jī)制，對開挖過程中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行識別和預(yù)判，提前制定應(yīng)對措施，確保真正出現(xiàn)時可以及時處理，降低隱患所造成的不良影響。

5.3 防止鋼筋銹蝕

隧道淺埋暗挖施工過程中必不可少會利用到鋼筋材料進(jìn)行支護(hù)和加固處理，而鋼筋腐蝕問題的發(fā)生會大大降低結(jié)構(gòu)的承載力和強(qiáng)度，所以防止鋼筋腐蝕也就成為淺埋暗挖施工質(zhì)量控制的一大要點(diǎn)，詳細(xì)如下：第一，鋼筋材料運(yùn)用過程中要在表面涂抹防護(hù)層，延緩鋼筋腐蝕生銹問題的出現(xiàn)；第二，鋼筋運(yùn)輸過程中要做好相應(yīng)的防護(hù)管理，對于運(yùn)輸溫度、濕度等因素進(jìn)行有效控制；第三，做好鋼筋材料的定期管理，運(yùn)用鋼筋之前，要定期檢測，做好預(yù)防處理；運(yùn)用之后要定期檢查，對于腐蝕部件要及時更換，防止腐蝕問題的進(jìn)一步擴(kuò)大，影響到施工技術(shù)的運(yùn)用效果。

6 結(jié)語

綜上所述，城市隧道施工建設(shè)中淺埋暗挖施工技術(shù)的運(yùn)用比較常見，憑借其諸多的性能優(yōu)勢，受到了業(yè)內(nèi)人士的高度認(rèn)可。在該技術(shù)運(yùn)用過程中，除了要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行操作以外，還需要結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行淺埋暗挖方式的合理化選擇。與此同時，對于技術(shù)運(yùn)用中存在的一系列的風(fēng)險(xiǎn)隱患，要有針對性地進(jìn)行防護(hù)和控制，防止隱患的進(jìn)一步擴(kuò)大，最終提升技術(shù)運(yùn)行效果，為城市隧道施工建設(shè)的安全性和可靠性提供根本保障。