淺埋暗挖法在隧道施工中的應用

王儒奇

【摘要】科學技術的快速發展推動我國各行業發展迅速，使得我國快速進入現代化科學技術發展階段。在建筑工程建設作業持續發展的背景下，公路、鐵路等工程建設項目日益增多，地下作業也隨之增多。多數工程項目地下建設作業中均需要通過淺埋暗挖的方式開挖作業斷面，以進行后續施工作業。在淺埋暗挖施工期間，澆筑作業與斷面開挖同步進行，省略了開槽環節，憑借適用范圍廣、施工速度快、質量安全可靠等優勢在各類工程實踐中得到了非常廣泛的應用。

【關鍵詞】淺埋暗挖法;隧道施工;應用

近年來，我國很多先進技術運用到各行業中，使其發展更為迅速。淺埋暗挖法在隧道施工中多應用于地層柔軟區，該區域圍巖自身承載力降低，需防范地面沉降現象。淺埋暗挖法隧道施工中，應對工程項目實際情況進行分析，把握地質地形、氣候水文等具體條件，科學應用施工技術與機械設備，規范、有序施工，并從施工進度和施工安全等方面保證隧道工程施工的質量。

1、施工原則

在淺埋暗挖法隧道施工過程中，為最大限度確保開挖作業的順利進行，同時實現對地表沉降量的合理控制，應遵循以下基本原則：○1結合淺埋暗挖作業現場地層情況、既有建筑物構造特點以及現場施工機械的配置情況，對開挖方法進行合理選擇。針對比較常見的大地層斷面或地層條件較差的情況，可以將分部正臺階開挖法與輔助工法結合應用。反之，若地層斷面小或地層條件良好，則可以優先選用全斷面開挖工法。○2在斷面開挖過程中應當重視對輔助工法的選擇與合理應用，在輔助工法應用基礎之上結合實際情況優先考慮大斷面開挖工法。○3開挖作業面現場機械設備投入應當與地層、斷面實際情況契合，按照工程造價×10.0%以上標準投入作業。○4現場隧道開挖應當安排專人對通風狀態進行監測與控制，密切處理各關鍵施工工序、作業人員以及內外部環境間的對應關系。○5現場開挖施工期間應當基于對信息化技術的應用，合理調整與優化工序進度與實踐安排，以保障施工進度與質量水平。

2、淺埋暗挖法在隧道施工中的應用

2.1工程概況

沈陽市運河水系綜合治理工程（新開河東段）截污工程四標段 Y33-Y34暗挖工程 全長230m結構上部覆土約10m。支護采用鋼格柵拱架和噴射C25混凝土結構，后施工二次襯砌。初支結構厚度為0.30m，凈寬為6m，各導洞采用臺階法開挖。

2.2開挖方法

對工程項目實際情況進行全面分析，勘測圍巖具體情況，保證施工工藝與施工方法的對應性與可行性。必要條件下需要開展實驗檢測，確保施工方法得以順利進行。一般需要結合實際情況選擇開挖方法，山嶺隧道多應用正臺階法，城市隧道則多應用上臺階法，大斷面城市隧道施工多應用中隔墻臺階法，而柱洞法則在城市地鐵施工中具有良好的應用價值。結合施工具體情況出發，若隧道斷面較大，則需合理應用全斷面挖設方式，應用掘進機以及人工挖設方式，降低對于區域圍巖的不利影響，確保隧道施工得以有序進行。

2.3隧道支護

復合淺埋暗挖法的施工工藝比較常見，為加強施工質量控制，需要在施工之前做好充分的支護準備工作，確保支護剛度符合實際情況，控制地層以及地表沉降。改良前方圍巖條件能夠有效控制地層沉降變形。復合式襯砌在淺埋暗挖隧道施工中具有良好的應用價值，在實際應用過程中應結合具體情況優化支護設計，保證設計的合理性。初期支護環節以所有結構負荷力承載為重點，在二次支護中發揮安全儲備的價值，這兩個環節需要對結構負荷力進行聯合承載，初期支護發揮臨時支護的作用，二次支護則在支護中占據主要地位。在支護設計中需要綜合分析承載結構以及設計方案，全方位開展實驗檢測，保證設計方案的最優化。在明確各項數據資料的基礎上，通過資料優化為隧道施工的順利進行提供可靠支持。常規地質環境下，初期支護的內容眾多，噴、錨、鋼架等都是其中重要組成部分。淺埋軟弱地層的特殊性在于錨桿所發揮的作用較小，需要保證初期支護具有較大的剛度，有助于提升隧道工程項目質量。

2.4格柵加工與安裝

（1）鋼筋格柵的加工，格柵鋼架在鋼筋加工廠冷彎分段制作，每節之間采用角鋼螺栓連接，加工完成驗收合格后，運至現場安裝。格柵質量必須滿足設計圖紙及規范要求。（2）鋼筋網片及拱架的安裝，鋼筋網片及拱架的安裝需注意以下事項：a.土方開挖到位，滿足初支厚度要求之后，立即鋪設內層鋼筋網片，內層網片用鐵絲固定于拱部土層，網片之間搭接長度不小于1個網格。b.網片鋪滿之后，安裝該部位的拱架，拱架由人工搬運至掌子面。架設拱架之前，拱腳位置土體先夯實，并墊上厚木板，以增大拱腳的受力面積，減小拱架沉降。c.鎖腳錨管的打設。拱架架設完成之后，應立即打設鎖腳錨管。鎖腳管采用DN32mm×2.75mm鋼管，長度2m，在拱腳以水平傾角40°-45°向下臺階處每個節點打設1根，注漿漿液采用水泥漿，注漿壓力0.3-0.5MPa，鎖腳錨管與格柵主筋之間采用焊接，以穩定拱架減小沉降。

2.5洞內超前管棚

左線淺埋段采用φ89*5管棚超前支護，即采用洞內水平鋼花管超前注漿預加固。為保證管棚施工空間，避免管棚侵入襯砌斷面，該段隧道圓心以上鋼拱架整體抬升30cm。施工先設置洞內管棚支點鋼架，噴射混凝土時，作為管棚支點的鋼架必須預留出鉆孔空間，與相鄰鋼架間噴射5-10cm混凝土封閉圍巖，剩余厚度待管棚施作完畢后補噴。當鉆機的偏斜度超過設計要求時，可根據鉆機鉆進的狀態判斷成孔質量進行糾正。在離定位鋼架2-3m處噴射混凝土表面，對應鋼架定位孔在噴射混凝土表面打點，作為控制管棚鉆桿鉆進方向。鉆機就位固定時，鉆桿鉆頭穿過鋼架定位孔，通過擺動鉆機使鉆桿尾部與后方對應方向控制點對齊，以使各管棚平行鉆進。通過計算仰角對應高差，確定鋼架定位孔與后方控制點處鉆桿高度差，控制管棚外插角。

2.6及時二次襯砌

在淺埋暗挖隧道開挖作業過程中，受到斷面開挖因素影響，孔隙水侵蝕開挖結構會導致附加應力水平的緩慢、持續性提升。對于該工程中所涉及的軟弱富水地層區域而言，在滲水、排水持續進行的過程中，勢必會產生日益增大的地表沉降量。考慮到這一情況，為了盡快恢復地層結構穩定性，控制初期支護結構剛度與地層剛度間的相互作用，就應當在初期支護開展基礎之上及時、盡早進行二次襯砌，以穩定地層變形，控制地面沉降問題。需要特別注意的一點是，某些特殊情形下，二次襯砌澆筑作業還可能涉及隧道開挖工作斷面邊頂拱以及仰拱分隔部分，針對兩者分界線的襯砌澆筑作業，必須適當縮短澆筑仰拱邊墻的總時間，若澆筑環節出現氣泡，現場施工人員可以通過翻轉定型模板的方式予以處理。

結語：

結合某工程實例，探討了地面沉降的影響因素，并針對上述影響因素，提出了針對性的地面沉降控制措施，旨在促進地面沉降的有效控制，進一步鞏固淺埋暗挖隧道施工的整體效果，值得業內人員關注與重視。

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