關于淺埋暗挖法技術及其在地鐵建設中的應用

徐明

（西安市地下鐵道有限責任公司 陜西省西安市 710018）

經濟的迅猛發展和城市化進程的加快導致了交通路網的繁雜，地鐵在眾多交通方式中脫穎而出。目前，地鐵建設在城市交通中占據著主要地位。地鐵隧道建設以其高難度、高質量要求著施工技術的推進和更新，以保證高效性及合理性。科學技術的平穩發展帶動了施工技術的強化和完善。淺埋暗挖法作為重要部分起著不可小覷的作用。

1 淺埋暗挖法簡述

1.1 施工原理

淺埋暗挖法沿用新奧法的基本原理，采用先柔后剛復合式襯砌新型支護結構體系，初期支護承擔全部基本荷載設計，二次模筑襯砌作為安全儲備；初期支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。應用淺埋暗挖法設計、施工時，同時采用多種輔助工法，超前支護，改善加固圍巖，調動部分圍巖的自承能力；并采用不同的開挖方法及時支護、封閉成環，使其與圍巖共同作用形成聯合支護體系；在施工過程中應用監控量測、信息反饋和優化設計，實現不塌方、少沉降、安全施工等，并形成多種綜合配套技術。

1.2 應用現狀

為追逐經濟和社會效益，城市建設速度持續加快，帶來的交通擁堵問題也日益顯現。傳統的地下隧道修建方式，如蓋挖法和明挖法在施工中的弊端逐漸暴露：占地面積大、管線拆遷多、交通干擾強以及環境污染嚴重。而淺埋暗挖法具有突出的優化效果，在避免上述問題的同時，最大限度的為交通暢行提供了保障。淺埋暗挖法尤其適用于地面建筑密集、交通運輸繁忙、地下管線密布，且對地面沉陷要求嚴格的都市城區，如修建地下鐵道、地下停車場、熱力與電力管線，這項技術方法更為適用。這種工法主要應用在比較軟弱的地層中，由于圍巖自身的承載能力有限，為減少對地面建筑物和地下管線的破壞，需嚴格控制地面沉降量。要求初期支護剛度大，支護及時，以減小圍巖變形形成的承載力。其要點可概括為管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測、速反饋，即常說的十八字方針。施工初期支護從上向下進行，二次襯砌必須通過變位量測，當結構基本穩定時，才能施工，而且必須從下向上進行施工，絕不允許先拱后墻施工。

1.3 應用特點

淺埋暗挖法在實際施工中有著突出的應用效果，其主要應用特點有如下幾點：

（1）對影響環境的程度小。淺埋暗挖法是在地下開展，因此對地上的交通不會帶來干擾，建成后還能為地上交通減小壓力。同時，由于此法中大型機械設備的使用率不高，進而不會對周邊地質或水文環境帶來程度深的破壞，也不會對周圍居民生活帶來噪音干擾和安全隱患。此外，淺埋暗挖法大多是人為施工，避免了大型機械設備對管線的損壞，能夠在最大程度上保證管路的完整。

（2）對斷面結構的適應強。淺埋暗挖法能夠針對各類斷面結構進行符合其特點的處理，能夠達到理想效果的工程建設實際。該法能夠對規則斷面結構形狀在合理控制的基礎上加以優化，使其發揮自身作用，同時還能對斷面結構的形狀加以調整，以保證施工的可靠性和靈活度。

（3）對實時動態的掌握快。在施工過程中能通過有效的動態監測系統進行信息采集，進而掌握實際地質情況，采取有效措施或技術手段，以達到施工操作真正意義上的落實，提高效率和質量。

2 淺埋暗挖法在地鐵建設中的應用

為達到淺埋暗挖法在地鐵建設中能夠得以合理運用的目的，需對施工中的每個環節都加以關注和掌控。

2.1 豎井施工

豎井是隧道上方開挖的與隧道相連的豎向坑道，是隧道出渣和進料運輸線路、也是人員進出通道。豎井的設置應注意其位置、斷面形狀與尺寸以及施工要求。應選擇合適的位置進行施工，以此為滿足施工要求提供保障，并且注意管線保護。

2.2 超前預支護

加強對超前預支護的重視程度，確保其在真正意義上發揮保護作用，避免后續出現的安全隱患和質量問題，如出現變形等。超前預支護內容繁雜、要求嚴格，在管棚、超前小導管注漿、超前小導管以及超前錨桿等方面都要確保其效果的可靠性，能夠切實對后續可能出現的現象進行避免。同時要注意對超前預支護進行圍巖條件的分析和探究。

2.3 注漿加固

此步驟的實施應以帶孔小導管為中心來注漿，保證其在具體支護結構內發揮穩固性作用，以真正達到注漿加固的目的。在注漿加固過程中，應根據地層條件選擇漿液，同時兼顧漿液數量和質量，保證應用效果最好，避免因填充不合理導致的支護結構不穩定。

2.4 地層（掌子面）開挖

一般采用人工或輔助機械的方式進行開挖，應用于超前預支護過程中完成的結構部分。通過人工來進行工作，能夠對地鐵工程起到良好的支撐和保護，同時發揮在地表沉降等問題上的有效控制，應注意的是，開挖順序應按照設計要求進行。

2.5 鋼拱架

當掌子面開挖符合要求，就要進行鋼拱架的安裝。鋼拱架是在噴、錨、網支護中作為加強承載能力的構件，其必須在開挖完成后及時架設，并在最短時間內噴射混凝土覆蓋，使噴射混凝土和鋼拱架共同受力，盡快提高其承載能力，使承載力的增長速度大于土體壓力的增長速度，做到安全施工，鋼拱架一般與超前支護配合應用。

2.6 噴射混凝土

此項工作為淺埋暗挖法在施工過程中的重中之重，能夠最大程度起到保證結構穩定性的作用。處理順序為先墻后拱，并進行由下到上的分層噴射，一次完成，噴射厚度可根據噴射部位和設計厚度來確定。施工中應采取措施減少回彈料、粉塵及噴射面的平整密實，為后續施工創造條件。噴射混凝土應在開挖完成后4h內完成，以減少圍巖變形。

3 淺埋暗挖法的應用范圍

3.1 開挖方式的更新

淺埋暗挖法主要應用于第四紀軟弱地層，以正臺階法、單側壁導洞法、中隔墻法（CD法或CRD法）、雙側壁導洞法等為主。在地鐵建設中需結合多項要素進行施工方式的科學選擇。

3.2 輔助施工

地鐵施工過程中難免遇到不良底層，而輔助施工法正是解決此現象的有效方法。在對輔助工法進行選取時，應結合自身實際工程現狀。在加固地層時，要綜合考慮一種或多種輔助施工法，以此作為建設優質地鐵工程的方法依據。地層加固主要有方法如下：①長管棚超前支護地層施工；②輔助降水；③超前小導管周邊注漿；④地面注漿加固；⑤設置臨時仰拱；⑥凍結法等。

3.3 實際應用情況

淺埋暗挖法在得到了普遍推廣和應用，并以其輔助施工法解決了因地質條件或施工環境帶來的諸多難題。北京、深圳和廣州的皆采用了此法，先進的施工技術和規范的操作流程將城市地鐵建設水平進行了極致展現。切實加快了城市發展進程，為提高其經濟和社會效益作出了貢獻。

4 結束語

在城市的地下建設中，淺埋暗挖法占據了主導地位。因其對環境的污染低、交通影響小管線保護好等，得到了廣泛應用。淺埋暗挖法雖其優點突出，但也存在著弊端，如勞動強度大、施工進展慢等，同時一些技術上的難題仍未破解，如施工人員的技術水平不達標以及高水位地層結構防水難等。因此，在未來應用過程中，應進行詳細研究，對輔助工法不斷摸索，并注重提升機械化程度，來不斷充實和完善法，以實踐讓其發揮實效，更好服務于社會。