城市淺埋暗挖隧道施工控制要點分析

馮甲林

（中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司，昆明 650000）

1 引言

隧道工程在施工中易受到不良地下環(huán)境以及地質(zhì)條件的影響，多采用淺埋暗挖法，控制工程建設(shè)安全。隧道工程建設(shè)中實施淺埋暗挖法，需要加強對其工藝特性以及施工工藝的研究，充分了解和掌握淺埋暗挖法在隧道工程施工中的結(jié)構(gòu)承載方式、支護結(jié)構(gòu)特點以及開挖方式等，為淺埋暗挖法實施提供可靠的工程測量監(jiān)控方案，使其滿足隧道工程施工的標準，關(guān)于淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)內(nèi)容以及技術(shù)控制要點等均需從工程實踐的角度展開綜合研究與探討[1]。

2 城市淺埋暗挖隧道施工技術(shù)的應(yīng)用原則

城市隧道淺埋暗挖施工技術(shù)，要想發(fā)揮理想的作業(yè)效果，實際施工中還要嚴格遵循以下幾點應(yīng)用原則：

第一，做到管超前。城市隧道工程建設(shè)中，淺埋暗挖技術(shù)運用過程中要合理運用超前管棚及小導(dǎo)管開展注漿作業(yè)，如此一來可以有效加強對于隧道結(jié)構(gòu)的防護，同時也有利于提升掌子面的穩(wěn)定性和可靠性，防止隧道圍巖結(jié)構(gòu)坍塌等事故的發(fā)生，為后續(xù)施工的順利進行提供安全保障。

第二，規(guī)范注漿操作。在運用超前管棚加強支護效果以后，對圍巖空隙部位要進行注漿操作，一般以水泥漿為主，通過注漿作業(yè)可以讓隧道結(jié)構(gòu)更加趨向于整體，使其安全性和可靠性大幅提升。

第三，控制開挖長度。城市淺埋暗挖隧道施工要求規(guī)范標準，其中對于開挖環(huán)節(jié)來說，要特別加強對于開挖長度的控制，施工過程中要結(jié)合工程實際情況，通過勘察和研究明確工程開挖的限定條件，避免過度開挖而降低隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，引發(fā)坍塌、沉陷等安全事故，給作業(yè)人員人身安全構(gòu)成威脅的同時，也給施工建設(shè)單位造成嚴重的經(jīng)濟負擔。

第四，實現(xiàn)快速封閉。對于隧道臺階施工環(huán)節(jié)，受到臺階長度參數(shù)的影響，臺階變形情況出現(xiàn)的概率大幅提升，如果防護處理不當，那么必然會導(dǎo)致隧道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，此時必須要做到快速封閉，形成“一環(huán)施工一環(huán)封閉”的作業(yè)狀態(tài)，極大程度上降低臺階變形出現(xiàn)的概率，同時也顯著提升隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3 城市淺埋暗挖隧道施工的技術(shù)要點

3.1 真空降水技術(shù)

開挖作業(yè)是城市淺埋暗挖隧道施工的基礎(chǔ)所在，要想確保開挖作業(yè)順利開展，首先工作人員需要通過勘察的方式及時有效地掌握地下水位的情況，結(jié)合勘察結(jié)果制定合理的控制對策，為后續(xù)開挖作業(yè)的順利開展奠定基礎(chǔ)。與此同時，由于地區(qū)地質(zhì)條件等因素存在差異，所以實際隧道施工情況也不盡相同，因此，還需要加強對施工方案的優(yōu)化和改進，防止因方案設(shè)計不合理而引起的地面沉陷及其他一系列問題。通常，為了達到以上的施工作業(yè)效果，在實際開展城市淺埋暗挖隧道施工當中，需要運用真空降水技術(shù)手段，其主要原理是采取合理規(guī)范的方式對需要降水的區(qū)域進行封閉處理，接著選擇相應(yīng)型號的水泵實施抽水操作，并結(jié)合實際情況明確抽水量。通過抽水方式確保土壤覆層的水分被吸收，以達到提升土質(zhì)密實性的目的。除此之外，該技術(shù)運用過程中要注意隨時觀察是否存在回水的問題，一旦發(fā)現(xiàn)要及時反饋處理，同時要結(jié)合抽水情況實時對水泵輸送功率進行調(diào)節(jié)，確保達到理想的作業(yè)效果。

3.2 輻射井降水技術(shù)

該技術(shù)是常見的一種淺埋暗挖施工方法，其目的與上述分析的真空降水技術(shù)大體相同，實質(zhì)性目的是為了控制地下水位保持在合理的高度，避免沉降等問題影響到隧道施工的安全性。而相對真空降水技術(shù)而言，該技術(shù)的運用優(yōu)勢更加明顯，一般可以實現(xiàn)井壁多個位置的同時抽水操作，以達到提升作業(yè)效率目的。與此同時，該技術(shù)通常在黏土層及淤泥層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)中運用比較廣泛，實際運用要結(jié)合地質(zhì)條件等因素的差異，確定輻射井降水施工參數(shù)[2]。

3.3 淺隧道支護技術(shù)

城市隧道施工中，需要工作人員對隧道圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行預(yù)判，合理調(diào)整結(jié)構(gòu)強度等參數(shù)，其中就需要采取支護技術(shù)提升圍巖整體的承載力，確保工程施工的穩(wěn)定性和可靠性得到全面提升。在運用支護技術(shù)的過程中，首先作業(yè)人員需要對圍巖全部基本荷載進行分析，明確初次支護的承載力參數(shù)，對施工作業(yè)的安全性進行預(yù)測和分析。與此同時，作業(yè)人員要采取相應(yīng)的措施，確保初次支護與二次模筑襯砌之間的協(xié)調(diào)，達到提升結(jié)構(gòu)荷載強度的目的。需要注意的是，一旦隧道圍巖結(jié)構(gòu)強度預(yù)判結(jié)果不達標，那么此時可以直接利用支護技術(shù)進行圍巖結(jié)構(gòu)的加固處理；反之，如果預(yù)判結(jié)果顯示圍巖強度達標，此時工作人員可以采取簡單的錨桿掛網(wǎng)噴錨支護的方式，實現(xiàn)對圍巖結(jié)構(gòu)的處理。

除此之外，為了顯著提升隧道圍巖支護效果，實際當中可以采取鋼筋格柵結(jié)合錨噴混凝土支護技術(shù)，全面提升支護結(jié)構(gòu)的強度。部分城市隧道工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以通過增加管棚及小導(dǎo)管預(yù)注漿的方式提前實施加固處理，為后續(xù)支護技術(shù)的運用提供充分的強度保障。

3.4 初次襯砌的回填注漿

工作人員在開展作業(yè)時，需要結(jié)合工程設(shè)計方案以及實際情況，對初襯與圍巖之間的空隙采用回填注漿技術(shù)進行處理，目的是提升二者之間的緊密度，防止出現(xiàn)地面沉陷的問題。在此基礎(chǔ)上，作業(yè)人員也可以結(jié)合灌漿鋼管預(yù)埋的手段，進一步提升防護效果。在實際當中，可以將拱形兩端位置設(shè)計成梅花形，同時規(guī)范調(diào)節(jié)其間距參數(shù)，提升整體結(jié)構(gòu)的可靠性。當結(jié)構(gòu)形成閉合環(huán)之后，接著便可以實施回填注漿施工作業(yè)。一般而言，回填注漿技術(shù)運用中對于材料的要求比較高，使用最多的是水泥、水玻璃等材料，可以確保回填整體的牢固性。除了材料性能的影響外，回填方式的選擇也會影響到施工效果，所以實際中要盡可能采用間歇式的回填注漿方式，通過交替注漿和靜壓的作業(yè)流程，達到提升回填注漿質(zhì)量效果的實質(zhì)性目的。

3.5 二襯施工技術(shù)

除了以上幾種常見技術(shù)工藝以外，城市淺埋暗挖隧道施工中應(yīng)用比較多的技術(shù)方式還包括二襯施工技術(shù)。該技術(shù)在實際運用當中主要包括以下幾部分流程：第一，通過采取規(guī)范標準的手段對地基結(jié)構(gòu)進行處理，同時控制拱墻防水層施工質(zhì)量，確保各項參數(shù)的使用符合規(guī)范標準；第二，加強對于拱墻鋼筋的捆綁工作，為后續(xù)施工提供強度支持的同時，也能在很大程度上確保防水層施工質(zhì)量不出現(xiàn)問題；第三，將臺車模板設(shè)計安置在防水層施工之后，接著采取混凝土灌注操作。以上便是二襯施工技術(shù)流程，實際當中要按照規(guī)范流程實施操作[3]，同時確保由中間向兩端的順序進行作業(yè)。需要注意的是，在利用該技術(shù)實施防水層處理時，如果存在質(zhì)量隱患，必要時要使用紗布填充模板縫隙，防止隱患問題的進一步擴大。

4 城市淺埋暗挖隧道施工中的風險隱患

4.1 周邊環(huán)境因素的影響

城市隧道施工中，由于地區(qū)氣候因素存在明顯差異，如果處于強降水季節(jié)，極有可能由于降水量過大，隧道施工中水管路線破裂，導(dǎo)致隧道挖掘中基坑出現(xiàn)嚴重積水的隱患。不僅如此，區(qū)域隧道上層及周邊土質(zhì)中如果含水量較大，也會對隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成干擾，給淺埋暗挖施工技術(shù)運用造成困擾。

4.2 管道滲漏因素的影響

城市隧道施工中一旦出現(xiàn)地下水管滲漏等問題，那么會導(dǎo)致隧道周邊土質(zhì)含水量大幅提升，對土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響的同時，也會讓隧道結(jié)構(gòu)面臨坍塌等嚴重安全隱患。管道滲漏在城市隧道施工中屬于常見的風險隱患，雖然通過淺埋暗挖施工技術(shù)可以達到很好的控制效果，但是實際當中由于組織管理形式相對落后，很多情況下不能及時發(fā)現(xiàn)該類隱患，導(dǎo)致處理和應(yīng)對不及時，最終降低施工作業(yè)的整體質(zhì)量水平。

4.3 施工質(zhì)量因素的影響

導(dǎo)致實際開展作業(yè)中出現(xiàn)質(zhì)量問題的因素包括以下幾種：第一，隧道淺埋暗挖施工前沒有因地制宜地制訂科學(xué)合理的施工方案，后續(xù)技術(shù)運用缺乏規(guī)范化指導(dǎo)，從而引發(fā)質(zhì)量隱患；第二，無法結(jié)合工程實際選擇合適的技術(shù)工藝，淺埋暗挖技術(shù)應(yīng)用不合理、不規(guī)范，也會導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)問題；第三，技術(shù)運用中對于材料及設(shè)備的管理不到位，例如，材料選購性能方面存在隱患、設(shè)備老化破損嚴重等，也會導(dǎo)致淺埋暗挖施工質(zhì)量受到影響；第四，人員自身素質(zhì)有待提升，缺乏專業(yè)化的理論作為指導(dǎo)，很多情況下單憑經(jīng)驗進行預(yù)測和判斷，對于隧道圍巖結(jié)構(gòu)等分析不合理，后續(xù)技術(shù)運用缺乏針對性，起不到實質(zhì)性的防護效果。

5 城市淺埋暗挖隧道施工質(zhì)量控制要點

5.1 合理選擇開挖方法

城市隧道施工中的淺埋暗挖工藝種類繁多，因此，必須要結(jié)合工程實際情況科學(xué)合理地進行技術(shù)選擇，特別是對于開挖方法的選取要更加規(guī)范，例如，結(jié)合隧道施工情況選擇短臺階、上臺階等開挖方式。與此同時，綜合考量區(qū)域周圍地下水文情況，選擇單側(cè)壁導(dǎo)坑法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法，為隧道施工安全有序進行提供充分技術(shù)保障。除此之外，在實際進行開挖作業(yè)時，要盡可能避免對隧道周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響和干擾，防止周邊土質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化而降低承載力。

5.2 開挖階段質(zhì)量控制

在實際當中工作人員要加強對于開挖階段的質(zhì)量控制，詳細包括以下幾點：第一，結(jié)合水文地質(zhì)、環(huán)境氣候等因素，制訂合理的開挖計劃，確保工程高效有序開展；第二，作業(yè)過程中要加強實時監(jiān)測，運用信息化監(jiān)測技術(shù)手段，開展實時動態(tài)化的監(jiān)控管理，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)開挖不規(guī)范以及安全隱患等問題，第一時間進行反饋，確保問題處理的及時性和有效性；第三，健全風險預(yù)測和識別機制，對開挖過程中可能遇到的風險隱患進行識別和預(yù)判，提前制定應(yīng)對措施，確保真正出現(xiàn)時可以及時處理，降低隱患所造成的不良影響。

5.3 防止鋼筋銹蝕

隧道淺埋暗挖施工過程中必不可少會利用到鋼筋材料進行支護和加固處理，而鋼筋腐蝕問題的發(fā)生會大大降低結(jié)構(gòu)的承載力和強度，所以防止鋼筋腐蝕也就成為淺埋暗挖施工質(zhì)量控制的一大要點，詳細如下：第一，鋼筋材料運用過程中要在表面涂抹防護層，延緩鋼筋腐蝕生銹問題的出現(xiàn)；第二，鋼筋運輸過程中要做好相應(yīng)的防護管理，對于運輸溫度、濕度等因素進行有效控制；第三，做好鋼筋材料的定期管理，運用鋼筋之前，要定期檢測，做好預(yù)防處理；運用之后要定期檢查，對于腐蝕部件要及時更換，防止腐蝕問題的進一步擴大，影響到施工技術(shù)的運用效果。

6 結(jié)語

綜上所述，城市隧道施工建設(shè)中淺埋暗挖施工技術(shù)的運用比較常見，憑借其諸多的性能優(yōu)勢，受到了業(yè)內(nèi)人士的高度認可。在該技術(shù)運用過程中，除了要嚴格按照規(guī)范標準執(zhí)行操作以外，還需要結(jié)合工程實際進行淺埋暗挖方式的合理化選擇。與此同時，對于技術(shù)運用中存在的一系列的風險隱患，要有針對性地進行防護和控制，防止隱患的進一步擴大，最終提升技術(shù)運行效果，為城市隧道施工建設(shè)的安全性和可靠性提供根本保障。