淺埋暗挖隧道全斷面機械施工技術研究

程謀新

【摘 ?要】埋暗挖法可有效減少對環境影響因素，減少占地面積，保證交通暢通，避免地下管線受到影響。本文介紹了淺埋暗挖技術實際應用情況，分析了一些機械施工方案，希望幫助國內施工單位提升施工技術，促進科學隧道技術施工的傳播。

【關鍵詞】淺埋暗挖隧道;全斷面機械施工;支護工作

隧道施工涉及到許多工藝，應用場景十分廣泛，許多城市地鐵系統都使用了淺埋暗挖的施工技術。該項技術能夠動態地對工程進行加固，通過支護和注漿，改善不同的施工環境，達到最終的施工目的。

一、淺埋暗挖隧道設計原理

淺埋暗挖方法是根據巖體受力規律，通過維護及利用圍繞巖體的穩定性，通過鋼筋與混凝土共同作用，加固支護設備。通過支護系統，能夠有效的改善巖體的穩定能力，讓巖體能夠承受更多的壓力，在進一步施工中為二次維護提供安全保障。

二、淺埋暗挖施工

（一）主要施工原則

淺埋暗挖施工過程中，要遵守探頭管道在前原則，將泥土及時轉移出去，在澆筑混凝土的過程中要嚴格按照施工標準進行，防止混凝土質量較差。在挖掘隧道時，要穩扎穩打，挖開一部分區域后及時進行合理的支護，支護工作要快速進行。在挖掘過程中，工作人員要定時勘測地下狀況，對施工過程進行干預，防止隧道中出現安全隱患[1]。在施工之前和施工過程中，要做好水文記錄和地質勘測工作。挖掘隧道時，要保證挖掘環境污水。如果發現周圍有地下水源，工作人員要使用降水技術或堵水方法，保證作業環境的無水。在作業過程中，要使用環形挖掘法，并留有核心土方。隧道支護過程中通常使用復合型襯砌法，在襯砌中增加防水層。隧道開挖和襯砌過程中要確保洞體的穩定，以安全為第一要務。在施工過程中要做好實時監控工作。

（二）基本施工流程

1、施工預備

在施工前工程單位要確保工程材料、設備、工作人員就位，確認工程圖紙與實際情況一致。

2、預支護和預加固

在施工開始時，首先要做的是超前支護以及預加固工作，確保施工安全，降低施工風險。

3、開始挖掘

工作人員使用相應設備開始挖掘。

4、初期支護

在挖掘工作開展一定程度后，工作人員要開始進行初步支護工作，使用錨噴砼和鋼架對巖體進行加固。

5、做好防水工作

如果施工場所一定范圍內存在地下水，可以使用降水位技術，或者對可能滲漏部位進行高壓注漿，堵死滲水口[2]。

6、二次襯砌

隨著工程的深入，工作人員要對工程進行二次支護。

7、工程結束

工作人員在工程結束后要對各項指標進行匯總，總結施工經驗，同時要檢查工程效果，對課程出現的問題進行處理。

三、機械施工優化方案

（一）超前分段后退式雙液注漿技術

1、設計思路

注漿技術屬于靜態注漿方式，通過漿液滲透，填充土壤中的空隙。注漿鉆機配備有旋轉探頭，能夠全方向進行旋轉，工作人員能夠使用設備向任意角度進行注漿。鉆機注水后采用后撤注漿的方式，將混凝土和水玻璃充分注入到空隙中。鉆桿空隙能夠幫助人們注漿，內管出混凝土，外管出水玻璃，兩種漿體在鉆頭位置混合，噴射到空洞中[3]。

2、技術特征

（1）確保暗挖隧道注漿質量，必須進行封閉式注漿，漿墻厚度在2dm以上，用碳20混凝土，必要時可以使用鋼筋網進行加固。

（2）鉆頭桿需要先注水，達到預設位置后，開始注漿。鉆桿是一節一節構成的，每節2m，在狹窄位置能夠拆分，鉆桿最長長度可以達到150m，超過該長度，需要使用其他工藝進行處理，為了達到更好的封閉效果，可以采用分段注漿法，進行注漿，每一段在10米左右。長度過長影響漿壓，長度過短不利于注漿工作。

（3）注漿時要將噴口向前，將漿液填充到土層的空隙中，通過加壓，漿液會流到空隙中，注入量達到一定程度后，壓力不會明顯下降。注漿過后，需要對漿管進行洗滌，防止漿液堵塞。

（4）掌子面擠出變形監測

隧洞開挖引起圍巖變形取決于超前核心土體的外形特點，通過研究發現在掌子面到達之前，至少有三成的收斂性變形產生于隧道區域[4]。由于暗挖法保留核心土，所以只注重于隧道變形控制和拱頂、地表變形沉降監測。

1、設計思路

初步支護外圍時應當采用圍壁注漿技術，在施工位置周圍產生漿脈，增加支護能力，防止支護變形或塌方。掌子面采用擴散注漿，加固內部結構，阻止砂層流動，便于挖掘。

2、主要技術

（1）圍壁注漿技術：

混凝土漿液：水玻璃溶液=1：1

水：水泥=1：1

水：水玻璃=2：1

注漿壓力要控制在0.3到0.5兆帕之間，最低不能超過0.2兆帕。在逐漸增壓后，注漿壓力達到0.5兆帕時，穩定壓力，10分鐘后注漿壓力下降在10%以內，表面注漿已經達到飽和，注漿管后退0.4m，洗管，再進行注漿。

注漿孔要按照護臂的弧度進行分步，注漿孔間距0.8米。鉆孔要有一定的外插角度。

四、實時效果

通過一些列全斷面機械施工技術，根據第三方檢測數據，如果路面下沉在合理范圍內，表明實施效果滿足工程要求[5]。

隧道開挖產生的圍巖變形反應是由超前核心土體的變形特性決定的，通過研究發現隧道區域至少30%的收斂變形是在掌子面到來之前產生的。傳統暗挖法由于留有核心土，因此只注重隧道洞壁收斂變形及拱頂、地表沉降變形的監測。不留核心土實現全斷面開挖后，掌子面穩定性是隧道安全施工的關鍵，因此更要注重對掌子面前方土體的加固以及對掌子面擠出變形的監控量測，根據監測結果評價土體的穩定性，指導隧道安全施工。

結束語：

綜上所述，工程單位在淺埋暗挖隧道全斷面機械施工中，要遵守施工流程與基本原則，通過不同的機械施工方案，提升工程質量，降低環境污染。工程技術占用空間小、環保性強、能保證暢通交通，工作人員要不斷地探索和創新，進一步優化施工技術，建設更多的優質工程。

參考文獻：

[1]李鵬.大跨度淺埋暗挖隧道安全評估及施工力學分析[J].交通科技，2021（04）：116-120+124.

[2]姜世超.淺埋暗挖綜合管廊下穿城市主干道超前加固技術[J].建筑機械化，2021，42（07）：30-32+37.

[3]許錦錦，高永紅，張偉，李歡秋.超淺埋暗挖動態控制設計施工方法在城市平頂地下工程中的應用[J].防護工程，2021，43（03）：63-68.

[4]邢振明.市政隧道施工淺埋暗挖技術的應用[J].綠色環保建材，2021（06）：108-109.

[5]付曉健，王文正，黃明利，張志恩.淺埋暗挖隧道全斷面機械施工技術[J].市政技術，2020，38（01）：133-136.