淺埋暗挖地鐵隧道施工技術與風險研究

祝月猛

摘 要：淺埋暗挖地鐵隧道施工技術常用于城市地鐵隧道開挖施工中，有效地加快了城市地鐵建設。本文首先論述了淺埋暗挖地鐵隧道施工技術的特點，然后分析了多種淺埋暗挖地鐵隧道施工技術方法，最后圍繞淺埋暗挖地鐵隧道施工技術在實際施工中面臨的種種風險，提出了針對性的風險控制措施，以供參考。

關鍵詞：淺埋暗挖;地鐵隧道;施工技術;風險控制

中圖分類號：U455.4文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）29-0127-03

Abstract： The construction technology of shallow-buried and undercut subway tunnels is often used in the excavation of urban subway tunnels， which effectively speeds up the construction of urban subways. This paper first discussed the characteristics of the construction technology of shallow-buried and undercut subway tunnels， and then analyzed a variety of shallow-buried and undercut subway tunnel construction techniques， finally put forward specific risk control measures around the various risks faced by the construction technology of shallow-buried and undercut subway tunnels in actual construction for reference.

Keywords： shallow-buried and undercut;subway tunnel;construction technology;risk control

隨著國民經濟的迅猛發展，人們日常出行需求越來越旺盛，城市交通運行壓力逐漸增大，人們對地鐵交通提出了更高的要求。淺埋暗挖地鐵隧道施工技術作為城市地鐵隧道開挖施工常用的一種技術，本身對周圍建筑擾動較小，不會影響城市正常運行[1-2]，因此在城市地鐵建設中有著較為廣泛的應用。本文分析了淺埋暗挖地鐵隧道施工技術的內容以及面臨的施工風險，這對于推動我國城市地鐵建設實現可持續發展具有重要意義。

1 淺埋暗挖地鐵隧道施工技術特點

淺埋暗挖地鐵隧道施工技術具有多個顯著特點[3]。在隧道上部，通常埋土量比較小，技術實施方面會遇到各種各樣的地質情況，因此人們在實際應用過程中需要多加注意。該項施工技術通常會面臨比較復雜的周邊環境，因此人們需要結合實際，靈活采用多種施工方法，有效落實各種安全保護措施，從根本上提升施工質量。

淺埋暗挖地鐵隧道施工技術有多種開挖方法，在遇到不同的斷面情況時，人們可以靈活選用，因此該施工技術在斷面開挖方面有著良好的適應性，能保障隧道施工效果。淺埋暗挖地鐵隧道施工技術在實際應用方面有著比較大的施工風險管理難度，尤其是在進行爆破開挖施工時，要著重加強爆破控制力度，否則將會對整體技術的順利實施帶來非常嚴重的影響。

淺埋暗挖地鐵隧道施工技術對地面交通的干擾一般比較小，不會出現擾民問題，對地下管線的干擾也比較小，因此能夠應用在城市中。該施工技術也有一定缺點需要注意。比如，施工程序一般比較復雜，其間需要輔以人工開挖，導致整個施工效率較慢;其還應用到爆破技術，因此對施工安全的要求高，而且對工作人員的專業技術水平也有較高的要求。

基于上述分析，在應用淺埋暗挖地鐵隧道施工技術的過程中，要對現有技術做好進一步改進，注重提升該項技術的自動化水平，從根本上提升隧道施工質量，推動我國城市地鐵建設實現更好的發展。

2 淺埋暗挖地鐵隧道施工技術方法

2.1 臺階法

臺階法是一種比較典型的隧道開挖方法，在當下城市地鐵隧道開挖中有著較為廣泛的應用。這種施工方法非常靈活，有著比較強的適用性，一般在采用其他開挖方法前，都會采用這種開挖方法作為“打底”。但在實際采用這種施工方法時，如果實際制作的臺階比較多，將會對巖層帶來更大的擾動，因此要結合實際，做好臺階數量的控制。一般在上下臺階之間需要以掌子面穩定情況為依據，其間要做好核心土的預留工作，土壤高度需要控制在140～160 cm，長度應控制在100～150 cm，同時土的兩側到邊墻的距離應保持在80 cm左右。在實際作業時，應遵循以下施工工序。一是要設置超前支護，并先對上斷面進行開挖，在此基礎上，還需要做好支撐安裝和混凝土噴射處理。二是進行下臺階開挖，做好初步支護，最終封閉形成環狀。三是在隧道中做好防水施工，整個施工過程應分段進行，最后還需要進行二次襯砌混凝土的澆筑。

2.2 中隔壁CD法

中隔壁CD法是一種淺埋暗挖地鐵隧道施工方法，將隧道分為兩個斷面，一般左右兩邊各一個，每側均需要先采用臺階法，從隧道頂部開始進行開挖，一直開挖到底部，后續再進行爆破作業，其間需要注意對臨時的中間隔離墻做好必要的保護。這一施工方法的工序如下：一是要采用超前小導管，向地層中注漿，做好地層加固處理，然后采用臺階法，做好左側導洞的開挖，在開挖完成后，需要進行初期支護，比如噴射混凝土，并對拱腳架設鎖腳錨管，然后繼續開挖左側導洞下臺階，一直挖到仰拱設計的標高，并做好臨時支護;二是進行右側導洞開挖，同樣采用臺階施工方法，后續也需要開挖到下臺階至設計標高，做好初次支護;三是在初次支護的背后進行注漿加固，并將之前設置的臨時支撐拆除掉，注意要分段拆除并做好防水層鋪設，仰拱需要做好回填施工;四是斷面的頂部與邊墻需要進行二次襯砌，并注重做好防水層施工，最后進行注漿加固，完成內部結構的施工。

2.3 拱蓋法

拱蓋法經常應用于車站隧道暗挖工程中，在實際施工時，采用的導洞數量一般比較少，因此不會對圍巖帶來較大的擾動。這種施工方法易于進行初期支護，采用的臨時支護較少，降低了后續支護拆除量，更為重要的是，這種施工方法適合應用于大面積施工的場景，實際工作效率較高，但也有一定缺點。比如，如果兩側墻部位圍巖強度較大，實際進行爆破作業時，弱爆破控制有著非常大的難度。單拱蓋法是人們最常用的拱蓋法，下面著重介紹其操作步驟。

一是采用超前小導管，做好注漿加固處理，做好主導洞兩側小導洞的開挖并進行初期支護，兩側小導洞之間的前后錯位應控制在5 m以內。在主導洞的外側，做好砂漿錨桿支護，使得拱腳處圍巖得到有效加固，在后續兩側小導洞貫通后，可以將其視作冠梁。

二是將主導洞分為兩個導洞，分左右兩側，采用臺階法完成開挖施工，做好第一層初期支護。在支護過程中，針對前面兩個小導洞空余部分，應采用素混凝土進行回填。然后進行第二層初期支護，分段拆除兩側小導洞的初期支護結構與中隔壁。

三是在完成車站雙層支護后，應沿著地鐵站縱向，做好施工段劃分并進行巖體分層開發，側墻應打入砂漿錨桿進行加固，為保證加固效果，需要加設第一道應力錨索。與此同時，做好側墻初期支護施工，其間可以采用非鉆爆法進行開挖，確保冠梁下部的巖體有著良好的完整性。在開挖至洞底標高后，可以進行底板墊層的施工。

四是鎖定最下方位置，將該位置的預應力錨索的鎖頭切掉，并進行底板防水施工，然后鎖定隧道中間位置，采用同樣方法將該位置的預應力錨索的鎖頭切掉，然后進行側墻二次襯砌施工，其間應完成站臺層立柱、梁板的施工，并做好防水施工。

五是采用同樣方式，將最后一道預應力錨索頭切除，做好頂拱防水劑二次襯砌施工，完成車站內部其他結構的施工。

3 淺埋暗挖地鐵隧道施工風險控制

3.1 工程地質與水文地質條件引起的隧道施工風險控制

在采用淺埋暗挖地鐵隧道施工技術時，工程地質與水文條件可能引起施工風險，人們需要采用以下措施對風險加以控制。

施工前，要做好施工場地考察，尤其是場地具體的地質情況，應提前做好勘查，并以此為依據，采取預防措施，比如提前準備緊急施工的材料和安全防護用具等，以便在發生緊急事件時及時應對。如果施工段的圍巖強度不足，施工時應注意做好超前預支護，例如，可以采用超前小導管注漿工藝進行加固。

在施工過程中，應加強現場監測，尤其是一些敏感位置，如圍巖和初期支護的部分，需要做好實時監測，一旦發現異常情況，要及時進行妥善處理，如果情況比較危急，要立即通知現場施工人員緊急撤離施工現場。如果隧道地質是比較危險、棘手的流沙地質，施工前應先做好支護，再進行開挖施工，前面進行開挖，后續緊跟著采取封閉措施，一旦發現縫隙，就及時進行封堵，避免流沙溢出，并注意做好防水施工。

如果隧道施工遇到的軟弱圍巖內含有豐富的承壓水，除了要做好支護，還應著重做好排水施工，結合實際工況，靈活進行截、排、堵防水措施的實施，同時輔以必要的超前探測，以便能夠預見安全事故的出現，提前準備好應急安全措施。針對巖爆地質的隧道，在實際施工過程中，如果發現巖壁面出現異常響動，應及時示警，要求現場施工人員快速撤離。在巖爆后，要進一步加強找頂工作的力度，其間需要做好隧道內的通風工作。

3.2 近接條件下引起的施工風險控制措施

一是做好地層加固，并結合實際地質條件，落實預支防護措施。如果臨近區域還有建筑物分布，應注重對其做好補強加固，提高建筑物的承載力，將隧道開挖的影響降至最低。

二是在實際進行隧洞開挖時應選擇分段開挖方式，并注重提升開挖的針對性，比如先開挖遠離建筑物的一側，再開挖另一側。同時，應注意縮減鉆孔的深度，每個孔洞要適當減少裝藥量，盡可能降低實際施工對周圍建筑物的擾動影響。

三是在采用短進尺施工的過程中，要進一步加強對循環進尺的控制力度，在實際布置炮孔時，應選擇線形布置的方式，同時采用加強炮孔堵塞、在臨近建筑物附近開挖減振孔等措施，將爆破產生的振動降至最低。

四是在完成開挖后，要立即對開挖面進行噴錨支護加固，盡可能降低圍巖暴露的時間，防止圍巖受各種應力的影響而出現大面積變形，有效降低其對周邊建筑物基礎的不利影響。在完成噴錨支護全斷面施工后，要及時進行仰拱混凝土灌注，保證整個支護結構形成一個完整的整體，提高整體承受能力，保證支護結構穩定。

3.3 隧道施工安全風險的控制

首先，要做好勘查工作，提前了解隧道圍巖的強度、密度、自穩性等關鍵信息，其間著重做好危險地質的勘查，比如是否存在有明顯松散的圍巖、是否有廢棄工程殘留等，提前做好應對，避免后續這些隱患爆發釀成隧道施工安全風險。要加強施工監測，如監測結構變形、圍巖與結構的相互作用等，做好地表沉降的記錄等。在施工過程中，要加強爆破控制，降低爆破對周邊環境的擾動，從有效避免坍塌安全事故。其次，要做好火災風險控制，施工現場經常會遇到很多使用明火和暗火的情況，因此做好火災風險控制非常重要，在實際控制過程中，應本著預防為主的原則，嚴格遵循消防管理條例和相關規章制度，做好消防管理措施的實施，降低火災事故發生率。施工安全管理部門應結合現場施工實際，制定防火事故責任制，合理劃分防火區域，派遣專人負責管理，將責任落實到個人，降低火災事故發生率。最后，在施工現場實施強電、明火等特殊作業時，應加強對操作者資格證書的檢查，要求持證上崗，并做好專人看管，及時發現和排除隱患。

4 結論

淺埋暗挖地鐵隧道施工技術是地鐵隧道施工中一種比較常見的技術。在具體實施過程中，人們需要了解淺埋暗挖地鐵隧道施工技術的特點，明確其具體施工方法，同時加強施工技術風險控制，充分發揮淺埋暗挖地鐵隧道施工技術的作用，推動我國地鐵建設實現更好的發展。

參考文獻：

[1]梁曉峰.淺埋暗挖地鐵隧道施工技術與風險探討[J].產業與科技論壇，2019（10）：78-79.

[2]代程文.淺埋暗挖地鐵隧道施工技術的相關研究[J].吉林交通科技，2018（2）：34-35.

[3]李宗奇.地鐵工程高瓦斯特大斷面淺埋暗挖法隧道施工技術探究[J].工程技術研究，2018（12）：39-40.