公路隧道施工埋暗挖法施工技術運用

孟 偉

(山西交通建設監理咨詢集團有限公司，山西 太原 030000)

1 淺埋暗挖法原理分析

根據淺埋暗挖施工效率分析，淺埋隧道主要是通過進行洞頂埋設深度沒有達到隧洞跨2倍的隧道或者某個結構部分，在施工中，其主要是因為受到標高限制的一些城市軌道、山區隧道出口、水利項目下部的結構等。淺埋暗挖施工技術以新奧法為指導思想，在施工環節需要應用多種施工技術進行圍巖部分的加固處理，保證圍巖具備較高的承載性能，隧道開挖進行支護處理，封閉形成穩定的結構形式，組合形成聯合支護體系，實現綜合配套使用，達到技術標準和要求。隧道建設施工階段，需要選擇合理的開挖方法、支護方式進行施工，切實提高其結構性能和標準，不會對結構產生嚴重的危害和影響。隧道洞身開挖作業前，保證地表、邊仰坡進行防護和處理，達到超前支護標準。洞身經過開挖作業結束后，保證支護結構的形式和質量符合要求，不會產生嚴重的圍巖結構變形，制作成為穩定性好的圓形結構形式。初期支護施工之后，保證襯砌防排水系統以及結構受力效果合格。

2 工程概況

某隧道項目的兩側開挖段部分的尺寸為9.5 m×5.0 m的結構，埋設深度比較淺，暗挖施工結構部分的混凝土厚度尺寸為35 cm，二次襯砌則將厚度增加到50 cm。在開挖作業進行前，需要對于整個斷面實施注漿處理，同時開展大管棚、小導管的注漿超前支護施工，確保結構強度符合要求，為后續的施工作業提供基礎，保證項目施工效果和質量達標。

3 淺埋暗挖法工藝流程與方法

3.1 淺埋暗挖法的施工工藝流程

從淺埋暗挖施工方式展開分析，具體的工藝流程見圖1。隨著現代科學技術的高速發展，隧道監控技術水平得到了很大的提升，很多先進技術、設備以及材料研發和使用，工程技術水平有了很大的提升，保證淺埋暗挖施工效果合格，并且可以使用到多種條件下，發揮出該技術的優勢。隧道施工作業階段，因為現場的自然環境、地質條件等要素，可以結合具體的施工技術和要求，選擇相應的輔助措施，保證淺埋暗挖施工可以順利地進行，不會產生嚴重的質量問題。

圖1 淺埋暗挖法隧道施工工藝流程

3.2 淺埋暗挖法施工方法

目前最為常見施工方式為臺階預留核心土、中隔墻、雙側壁導坑等，每種方法都有獨特的優勢，也有明顯的差異，需要根據不同施工環境和要求選擇最佳施工方式。

4 淺埋暗挖法應用到隧道施工的具體情況

4.1 地表加固

地表加固是保證結構強度和穩定性的關鍵，主要的應用方式就是地表注漿。在注漿開始前，技術人員進入到現場進行全面的勘察，了解水文地質、埋深尺寸、洞身支護等情況，通常情況下，加固施工需要在隧道最大開挖線以45°向上進行，和地面相交的范圍內進行加固施工。注漿順序也非常的重要，先是隧道口向洞身進行，然后再進行周邊施工。

4.2 超前支護

很多隧道都建設在山區地帶，其出口以及部分洞身會直接穿越溝谷低洼部分的淺埋段部分，會有較厚的土層、破碎巖體，還會有斷層破碎帶等地質條件很差的情況。因為圍巖結構強度性能不足，所以在掘進施工環節極易造成坍塌、變形等缺陷。要想提升隧道工程的安全性，提高質量水平，應該在施工前對于這些軟弱地層結構進行超前支護施工，比如超前長管棚、超前錨桿等都是常見的方法。比如管棚加固施工，這是常見的加固施工方式，一般需要在拱頂開挖輪廓線120°范圍內向外插入熱軋無縫鋼管進行注漿施工，可以使得漿液順利注入到巖層結構內。在規定壓力之下，進行填充、滲透、擠密處理，將破碎巖體結構內部的水、空氣全部都擠出，然后把漿液填充到內部空間中，組合形成穩定的結構體系，促進承載性能的提升，保證受力條件合格。

4.3 洞身開挖

洞身開挖作業階段，現場技術人員進行勘察和分析，明確斷面的形式和尺寸，掌握地質條件、埋深深度、支護要求，同時還要準備足夠的施工材料、設備以及人員，在保證安全、質量、經濟等各方面符合要求的基礎之下，確定合適的開挖方式。

在開挖作業階段，考慮到現場的具體情況，保證開挖施工達到質量與安全性的要求。根據工程的要求，在兩車道隧道結構中，應用臺階法開展施工，而三車道及以上隧道的形式可以通過中隔墻、雙側壁導坑法開展項目施工。不管是應用哪種開挖作業方式，都要在地層條件符合要求的基礎下進行，循環進行開挖作業施工。地質條件較差的路段結構部分，每一次開挖施工的尺寸控制在鋼拱架間隔距離1.5倍以內，通常設定為0.5～0.8 m，或者更短。因為開挖進尺較小，所以拱架設置有足夠的時間，并且可以立即噴射混凝土組成穩定結構，避免發生坍塌。循環進尺嚴格控制，各個工序步距隨之確定，這樣可以停止掌子面開挖施工，噴射5～10 cm厚混凝土可以實現掌子面的封閉處理，避免產生坍塌危害。

4.4 初期支護

經過開挖施工后，導致巖層受力條件出現了很大的變化，圍巖應力再次分布，容易造成結構強度的下降。為了有效地預防圍巖長期裸露導致強度、穩定性不足，特別是軟弱圍巖，應該立即應用錨桿、鋼拱架、鋼筋網進行支設施工，應用混凝土進行結構封閉處理，達到強度性能要求，不會出現巖層結構的風化、變形等危害，使支護系統和圍巖形成整體，達到工程結構性能的標準要求。

4.5 仰拱與填充

對于隧道全斷面結構部分進行支護施工，達到要求后可以立即進行仰拱、混凝土填充等施工，保證初期支護的結構可以成為穩定的支護形式，使現場施工可以順利進行。

4.6 監控量測

隧道施工環節，監控量測是主要的環節，對于工程質量的控制有著直接的影響，也是復合襯施工的核心，為整個工程的施工提供基礎條件。該工作可以有效地指導現場施工順利進行，還可以預測是否發生安全事故，從而滿足工程安全性標準，且隨時掌握和了解圍巖與支護結構變形的情況，優化結構性能與技術參數，達到施工工藝的要求，給二次襯砌提供良好的條件，滿足支護性能的要求。如果監控量測存在異常問題，應及時反饋給項目作業人員。

5 地面沉降控制

淺埋暗挖技術是以新奧法為基礎研發和應用的，主要的施工工序是超前支護、地層改良、注漿加固等階段，可以保證隧道結構的性能合格，并且做好地層沉降的控制。和新奧法中的沉降控制有著一定的差異，淺埋暗挖襯砌結構剛度性能要求更高，初期支護需要允許的變形量是很小的，所以需要全面提升地層結構承載性能，避免對地層產生擾動等影響。

5.1 加強開挖施工控制

隧道開挖環節，加強監控和管理，如果發現存在沉降等問題，及時采取措施處理，結合巖性條件進行地層加固施工，確保地層結構強度與承載性能合格，不會產生開挖地層移動等嚴重的情況，可以消除沉降的問題。此外，通過超前注漿等方式保證土質結構強度合格，促進加固效果的提升。

5.2 支護參數的選擇

進行必要的支護施工，應該避免產生支護結構損壞，不會導致變形嚴重的情況，錨桿會對淺埋軟弱層結構支護產生不利影響，在頂部空間兩側30°范圍內進行錨桿承壓施工，此時應該去除錨桿結構，同時還要安裝長度為3.5～3.7 m 的超前小導管，且需要插入到破裂損壞巖層的深度超過1 m。在初期支護施工環節，混凝土噴射厚度需要達到要求，過大或者過小都難以保證結構性能合格，這是提升工程承載性能的關鍵。

5.3 富水地層結構防水

要想有效地消除初期支護表面混凝土平整度不足的情況，確保防水板的整體結構性能合格，避免在初支與防水板結構的內部形成水囊，保證封閉結構的性能合格，一般會利用防水混凝土噴射施工以保證防水性合格，然后在初支和圍巖之間進行注漿填充施工，同時在初支表面設置引水盲管，保證滲水引出，切實提升防水效果。

6 結 語

在隧道施工環節，選擇符合工程要求的淺埋暗挖法進行施工，明確施工方案和工藝要求，嚴格執行施工工藝，加強各個環節的控制，保證隧道工程的安全性、質量合格，提高施工的總體水平，為工程項目順利實施奠定基礎。

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