市政隧道施工淺埋暗挖技術的應用

徐志江

【摘要】在市政工程建設作業持續發展的背景下，地鐵、管廊等工程建設項目日益增多，多數工程項目地下建設作業中均需通過淺埋暗挖的方式開挖作業斷面，以進行后續施工作業。本施工技術實現了澆筑作業與開挖作業同步進行，具有施工速度快、質量可靠、結構安全等優勢，備受工程實踐青睞。本文對市政隧道施工淺埋暗挖技術的應用進行探討。

【關鍵詞】市政隧道施工;淺埋暗挖技術;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

1、市政工程隧道施工特殊性

（1）環境條件復雜。市政工程隧道施工地質條件復雜程度高，開挖方案的設計與執行必須綜合對上部既有建筑結構、交通負載量及管線布置方案等因素的考量，通過優化設計的方式提高開挖方案適應性。由于隧道開挖所處地層土質結構松散甚至呈流態問題，管線、道路施工及遷移問題，結構范圍內可能有漏水、沉積問題，地下水補給平衡等問題，都可能在一定程度上影響開挖作業的順利進行。

（2）地下管線滲漏。考慮上層滯水及穩定性要求，需要充分了解水源補給情況，根據穩定性范圍及結構，做好地下管線的布控工作。隧道開挖過程中若施工順序不利于地層穩定，則勢必會導致工程風險的增加。

（3）土質條件不穩定。隧道開挖區域內土質條件不穩定，如以軟土層為主，則必須在開挖前期對軟化、崩塌風險較高的巖石區段進行處理。當隧道穿越地層以砂質粘性土為主時，周邊圍巖結構可能受自身重力影響產生松弛或變形問題，嚴重時導致坍塌，如不加強地表控制，可能因喪失穩定性影響施工。

2、淺埋暗挖技術原理與適用范圍

淺埋暗挖技術基于新奧法施工原理，將信息化設計方案及施工技術引入其中，可實現測量、控制等施工基本環節的實時性要求。在市政工程隧道施工實踐活動中應用淺埋暗挖技術，基本荷載作用力由初期支護及復合襯砌結構同步承擔，二次襯砌結構作為安全儲備使用，特殊荷載作用力則由初期支護及二次襯砌結構共同承擔。此外，在淺埋暗挖技術實踐應用中還通過對多種輔助工法、超前支護等技術的應用，改善加固圍巖結構，充分調動圍巖結構自身承載作用力，結合施工現場的實際情況，通過對不同開挖技術的應用，與既有圍巖結構配合形成一個完整的支護結構，保障現場作業的順利進行及施工期間的安全性。目前，在地鐵開挖、地下停車場建設及地下綜合管線埋設等大量工程實踐中，均對淺埋暗挖技術進行了深入的應用與嘗試，取得了豐富的應用經驗。

3、市政隧道施工存在的問題

（1）土質穩定性有待提升。在整個市政隧道施工過程中最為嚴重的問題就是土質穩定性不高。若將軟土作為施工的主體，在隧道施工的初始階段，需要對容易軟化和坍塌的巖石，采取一定的保護措施。同時也需要對市政隧道施工各個路段的巖石有一個正確的認識。隧道通過地層的泥土通常都是砂紙粘性土壤，而且有些位置還會有沖擊砂層，這樣地層的薄弱性較強。因此，在隧道開始開挖過程中，周圍的圍巖會受到自重因素的影響，出現下沉。而若圍巖表層出現松動或者變形的問題，很容易導致圍巖發生坍塌，進而造成嚴重的安全事故。此外，若未做好地表控制作業，則會無法保障圍巖的穩定性，進而嚴重影響后續施工作業的順利開展，無法在規定的時間完成工程項目。

（2）地下管線滲漏。在實際的市政隧道施工過程中，若想要保障圍巖穩定性，則需要全面了解水源補給情況，進而可以根據隧道實際情況和結構分位，保障水源補給工作的順利開展。與此同時，還需對隧道內風道結構和范圍進行深入分析，若各個結構的飽和程度較高，則會導致在一些地層中存在水囊或者空洞情況。另外，若未做好降水工作，則將會對后續風道開挖工作產生一定的影響。若施工工作人員在實際施工過程中，未控制地層穩定性，則會對整個市政工程施工造成嚴重的影響，甚至會發生安全事故。

4、市政工程隧道施工中淺埋暗挖技術的具體應用

（1）真空降水中的應用。一般情況下，真空降水是通過將管井和真空泵桐兩者相結合，之后與輻射井相連，采用水平滲水的方式，對滲水進行有效的控制。實際上，真空降水就是通過真空泵的真空情況，即水在真空的影響下，進入管道內，進而促使水位下降。施工工作人員通常會在黏土層、粉土層的降水處理工作中使用真空降水的方式，其主要原因是由于黏土層滲透能力相對較差，若采用傳統的方式將會無法排除土層中的水分，進而影響后續的隧道施工，帶來嚴重的安全事故。根據實踐調查發現，通常會將真空降水應用在掌子面進行施工作業，這樣可以保障全面排除地下水，同時也可以將粉土層中的水有效排除，與傳統的排水方式相比，有著十分顯著的特點。

（2）輻射降水中的應用。若想淺埋暗挖技術能夠在輻射降水中最大化發揮自身作用，首先需要挖設一個大口徑井，然后隧道含水層鋪設輻射管，這時的水會通過輻射管流入到大口徑井內，之后在泵的作用下水便會被排出。此外，在實際施工過程中，大口徑井內的水平滲水井會有較大的調整空間，因而施工工作人員將會在地表不存在降水位置進行施工，進而保障輻射降水工作的順利開展。

（3）管棚支護中的應用。市政工程隧道施工過程中，應用了大跨度單拱單柱雙層島式結構，在應用淺埋暗挖技術時，隧道最小埋深度為5.5m使用每根長146.5m直徑為11.4cm×0.5cm的管棚，進而可以最大化發揮管棚的作用。這樣的施工方式在我國是第一次出現，并且是一次性的施工流程，可以有效減少多次施工對整個施工造成的影響。這樣的施工所使用的管棚精度十分高，中心偏差均在1.9cm內，而且在一定程度上減少了下沉和倒塌情況的發生，同時與傳統管棚相比，實際下沉有效減少了0.1cm。

（4）遠程監控中的應用。為保障市政工程隧道施工結束之后，隧道能夠安全穩定運行，并提高淺埋暗挖的安全質量，在隧道施工結束之后，需要建立完善的遠程監控系統，對隧道運行情況進行動態監督管理。遠程監控在隧道之外的隧道施工中的優勢是十分明顯的，不僅可以有效監管隧道燈的實際情況，而且還可以詳細了解新隧道對原有隧道造成的影響，進而保障市政工程隧道施工的順利完成，減少安全事故的發生。

5、淺埋暗挖技術的未來發展

（1）復雜受力轉化過程的下沉控制。通常情況下，淺埋暗挖技術復雜受力的轉化均是在已經存在的建筑物下方進行。而若想做好避免拆遷、拆除等工作，則需要根據實際情況，采用合理的施工技術，嚴格控制下沉情況。因此，在未來城市地下工程施工中淺埋暗挖技術有著良好的發展空間。

（2）提升淺埋暗挖技術的施工速度和注漿技術。在市政工程隧道施工過程中應用淺埋暗挖技術，由于該技術的機械化較低，需要人工進行開挖，進而導致施工速度慢，工作效率低。因此，相關工作人員應要加大機械化研究力度，同時也需要選擇合適的輔助注漿施工方法。在當前階段，施工工作人員普遍會應用到超前小導管、水平旋噴加固等。此外，也需要站在施工安全和提高施工的角度，加快對注漿技術的研究力度。

（3）加大對淺埋暗挖技術防水新方法的研究力度。在當前，淺埋暗挖技術施工主要做兩層的防水處理，具體而言：a.初支和二襯兩者之間設置全包防水板。b.二襯防水混凝土。隨著經濟的快速發展，施工技術的完善，以及各種新型材料的普及。在未來應要加大防水材料的研究力度，保障能夠一次性完成防水工作。

結語：

總而言之，市政隧道施工中淺埋暗挖技術應用越來越普及，在一定程度上可以促使隧道質量的進一步提升。因此，需要加大對淺埋暗挖技術的研究力度，進而保障市政隧道工程的快速發展。

參考文獻：

[1]辛弘峰.淺埋暗挖技術在市政工程隧道施工中的應用[J].建筑技術開發，2020，47（15）：97-98.

[2]張文濤.市政工程隧道施工中的淺埋暗挖技術分析[J].科技資訊，2020，18（09）：29+31.