淺埋暗挖機械化施工技術在城市軌道交通建設中的應用

劉佳梅

摘 要：隨著城鎮化的深入發展，城市發展加快了建設腳步，相關項目建設施工技術也日益提升。尤其是淺埋暗挖法工藝在城市軌道交通建設中得到了廣泛應用，該技術在應用中具有擴張效果好、適應性強、效率高等優點，但也存在缺點，在使用該技術施工時，還需要依靠人力施工，尤其是要用鏟、鎬等工具挖掘土方，且勞動力大，這嚴重影響了整體施工效率。因此本文就淺埋暗挖法機械化施工技術在城市軌道交通建設中的應用進行討論，促使淺埋暗挖法工藝技術得到更好的發展和應用，提高整體施工效率，進而更好的服務城市軌道交通建設。

關鍵詞：淺埋暗挖;施工技術;交通建設

中圖分類號：U231.3 文獻標識碼：A

0 前言

雖然暗挖法工藝技術城市軌道交通建設中得到了廣泛的應用，但其很多地方還需要人工勞動進行，這嚴重影響了整個施工團隊的進度。因此可以采用暗挖法工藝進行機械化施工，并采用相應的輔助工具，制定相應的操作技術，確保標準操作，這樣不僅可以提高城市軌道交通建設的施工效率，而且還能有效的降低勞動力，在提高施工安全性的同時提升施工環境質量，促使城市軌道交通得到更好的建設，進而推動社會經濟得到進一步提升。

1 淺埋暗挖機械化施工裝備功能要求

在對城市軌道進行施工時，要根據施工現場的作業條件，選擇合適的施工設備，尤其是對施工設備的使用功能、移動條件、地質條件及作業范圍等方面進行全面了解和認識，這樣才能確保順利施工。淺埋暗挖機械施工時，其施工裝備要做到以下幾點：第一，具有靈活性，這樣才能實現挖、裝、支護等多種功能，進而提升土方開挖功能;第二，要采用多功能臂架系統技術，確保設備可伸縮自如，進而滿足小空間長距離作業需求;第三，要搭設超前小導管功能，確保錨桿在推進時可以夾緊裝置，避免錨桿受力不均出現彎曲現象;第四，格柵槽位銑剖功能和銑頭要實現自調平，確保銑刨頭斷面實現垂直和平行;第五，還要具備格柵輔助架設功能，這樣可以提升格柵拱架的平穩度，同時還便于安裝;第六，要具備土方裝運功能，促使機械裝備具有淺埋暗挖機械化施工能力。但要注意的是，淺埋暗挖機械施工雖然具有相應的施工設備，但施工設備屬于單體裝備，在施工時需要將各個單體設備功能整合在一起，這樣才能滿足淺埋暗挖機械施工裝備靈活性及一機多能需求。

2 淺埋暗挖機械化的工藝原理及控制標準

（1）工藝原理。在原有暗挖施工理論、不改變工藝流程、不降低施工質量的基礎上，將超前小導管打設、格柵架設及土方開挖等工序實現淺埋暗挖機械化施工。該裝備不僅可以將多種施工機械功能有效的融合在一起，而且還能提升設備動力、施工效率及施工功能等作用，同時還會讓淺埋暗挖設備變得更加靈活多動，且左右壁可以相互配合，實現挖、裝、銑等多種功能。

（2）適用范圍。淺埋暗挖機械化施工要根據實際地層情況進行施工，這樣才能確保裝置充分發揮其作用。淺埋暗挖機械施工主要適用于粉土、黏土、粉質黏土、砂卵石等地層條件，但淺埋暗挖機械施工在施工時要在結構尺寸不小于高4 m、寬4 m的區間隧道進行作業，要是尺寸過小就會導致裝置無法進入。

（3）工藝特點。淺埋暗挖機械施工技術具有以下幾點工藝特點：第一，技術可靠，該技術裝置滿足任何臺階環形開挖施工流程和基本控制要求，所以該技術裝置在使用過程中安全可靠;第二，機械化程度高，該技術裝置可以對超前小導管打設、臺階土方開挖、運送渣土、格柵槽位銑剖、格柵輔助架設等等，不僅可以代替人工勞動，而且還能降低安全風險;第三，適應性強，該技術裝備可以滿足各種隧道及山嶺的施工需求，且該技術裝備還具有靈活性強、一機多能等特點，可以滿足任何粉土、黏土、粉質黏土、砂卵石等地層條件;第四，施工速度快，要是施工人員熟練掌握該技術裝備后，其裝備工作速率是人工施工的2倍;第五，減少施工人數，淺埋暗挖機械施工人員可以在滿足設備正常運行的情況下適時減少，不需要太多的人力;第六，節能環保，淺埋暗挖機械施工設備大都通過電力驅動，不需要燃燒汽油就能完成施工，這有效的降低力環境污染率，逐漸實現環保施工。

3 淺埋暗挖機械化施工技術要點

（1）超前小導管施工。利用淺埋暗挖機械施工工藝進行作業時，要先搭建超前預支護支架，并完成注漿作業，確保地層得到加固處理。在搭建超前預支護支架時，可以猜頂進法完成，但要確保拱頂不得超過180°，環向間距為300 mm，傾角在20°和25°范圍內，導管外露長度要在20 cm左右，同時還要根據實際地層條件，選擇合適材料進行注漿，且注漿要領要保持穩定，然后根據施工要求制定機械施工方案，由于淺埋暗挖機械施工工藝在作業時，容易受各種因素干擾，致使施工工藝變的較為復雜，所以在施工時要注意以下幾點：①做好鉆孔準備工作，要根據實際施工現場的地層條件及施工要求，合理標記鉆孔位置;②在檢驗鉆孔深度時，要根據實際情況及時調整鉆桿的轉速，確保鉆孔從鉆內順利撤出，但要注意的是，在進行鉆孔作業時，一定要由專員安排指揮;③安裝小導管時，一定要在鉆井完全停止轉速后在進行安裝，這樣才能夠確保作業環境安全。由于施工過程中，設備要不同的轉速運行，錨桿機構和銑刨裝置在長期運轉下容易出現磨損現象，這就需要相關工作人員根據實際磨損情況及時進行更換，但在更換時，智能調節油缸旋鈕，不可對其他按鈕進行調節拆卸;④淺埋暗挖機械設備在進行粉土層作業時，可以通過靜壓來完成小導管打設，在進行砂卵石作業時，要配備振動自傳設備，要根據實際地層情況，選擇合適的裝備配置。在進行小導管打設作業時，一定要先拱頂，然后在進行兩側作業，在完成打設后一定要進行注漿，等質量滿足要求時再進行下一導管打設。

（2）土方開挖。在對臺階進行土方開挖作業時，淺埋暗挖機械設備的左右機械臂要協同工作，這樣才能順利完成施工，但在施工過程中要注意以下幾點：第一，要根據實際施工地質情況，合理利用臺階法，確保臺階的長度在合理范圍內;第二，在進行土方開挖作業時，要遵循由上而下原則，在拱頂處要先完成中間再進行兩邊，要是土方開挖是仰拱則順序反之。要是開挖作業的為黏土及粉塵地層，則要用銑刨頭，這樣才能對土地進行合理分割，要是開挖的作業為砂卵石地層，則要根據實際地質情況，采用人工和機械相配合的方式進行作業;第三，設備在運行中必須保持穩定狀態，要是在運行過程中出現異常，要及時停止運行，查看異常原因，并采取解決措施。要是在淺埋暗挖機械工藝作業時出現大石塊，要先將大石塊進行清理后再進行開挖作業，并且在開挖作業過程中還要積極控制鏟斗工作狀態，不可讓鏟斗出現碰撞隧壁的現象，否則就會導致施工作業出現不穩定現象。另外，在對粉細砂地層進行作業時，一定要注意山體滑坡現象，這就需要在作業時要及時施作卸力槽，但不能影響人們正常出行，在卸力槽和施工核心土之間要留余寬闊的通行空間。

（3）管棚支護技術。淺埋隧道與普通的隧道工程存在差異，淺埋隧道工程較為復雜，所以對其預支護技術提出了更高的要求。隨著科學技術的迅猛發展，超前預支護技術也形成了較為成熟的體系，尤其是管棚預支護技術的應用，它不僅操作簡單，而且施工成本低。管棚以管徑為基準可以分為三類，即：小管棚、大管棚及中管棚，管棚的直徑越大，去剛度越大，要是在兩端設置支撐架，就可以有效的緩解因開挖作業出現變形問題。因此在進行開挖作業時，要想避免出現施工變形現象就要提高管棚與支撐架的剛度，但在設計管棚的支撐結構時，要具備以下特點：第一，管間的軟弱圍巖會因多種因素出現微供形狀;第二，桿件要起到消除圍巖壓力的作用。常見的管棚設計法有錨固巖體法，在設計管棚方案時，要想確保設計方案合理，就要注意以下幾點：①管徑和間距;②管棚的支撐厚度;③注漿的壓力和容量。

（4）雙側壁導坑法施工。要是在施工中遇到黏性土層地質條件，可以采用雙側壁導坑法。簡單的說，就是將施工面分成6個小斷面，挨個完成施工挖掘作業，但要注意的是，在進行挖掘時一定要進行澆筑。具體的操作流程如下，①兩側導坑上部施工流程：超前小導管、開挖、初噴施工、搭設格柵鋼架并掛網、復噴、下一階段;②施工兩側流程：開挖、初噴施工、搭設格柵鋼架并掛網、復噴、下一階段;③中間上部施工流程：超前小導管、土石開挖、搭設格柵鋼架并掛網、復噴、下一階段;④中間下部施工流程：土石開挖、搭設格柵鋼架并掛網、封閉底部各仰拱。

4 施工注意事項

在進行城市軌道交通建設施工時，要注意以下幾點：①進行臺階施工時，要根據實際地質情況開展作業，同時還要確保臺階的長度符合設計要求;②進行開挖作業時，一定要由上而下，要是拱頂的先挖中間，再挖兩側，要是仰拱的，先挖兩側再挖中間;③在進行黏土粉土地層開挖作業時，要采用環形留核心法進行施工，對于砂卵石地層，要人工和機械相互協作;④在使用環形留核心法時，要確保不會出現反坡;⑤設備在運行期間出現異常或者故障，要及時停止運行;⑥要是在作業中遇見大石塊，要先將其清除;⑦在進行開挖作業時，確保鏟斗運行平穩;⑧鏟斗在開挖格柵槽時禁止碰撞隧壁;⑨在砂卵石地質開挖臺階時，要避免出現坍塌現象，并且卸力槽和施工核心土之間要確保人行通過。

5 結語

由于城市軌道建設施工較為繁瑣復雜，致使在施工中經常出現這樣那樣的問題，而暗挖法工藝技術可以有效的緩解這一問題。由于暗挖法工藝在使用過程仍然需要大量的人力和物力，且施工效率不高，而暗挖機械化施工技術可以有效的緩解這些問題，因此暗挖機械化施工技術在城市軌道交通建設中得到了廣泛的應用，該技術不僅可以提升施工效率，而且還能降低勞動力度和安全風險，這為城市軌道交通建設發展奠定了基石。

參考文獻：

[1]向江波.城市地鐵施工技術中淺埋暗挖法的應用[J].安徽建筑，2020，27（01）：133-134+144.