施工技術論文發表隧道淺埋暗挖施工技術

　　摘要：近年來，我國高鐵隧道和高速公路隧道開始蓬勃發展，采用淺埋暗挖法施工，有效地減少了由于地層損失而引起的地表移動變形等環境問題。本文對淺埋暗挖施工設計的工作機理、設計特點及施工工法進行了論述，并對淺埋暗挖設計施工中常出現的一些問題提出了有效的建議，供同行們參考。

　　關鍵詞：隧道,淺埋暗挖,支護設計,施工監測

　　引言

　　在高鐵隧道或高速公路隧道修建時，必須保證支護結構和周圍土體的穩定性，以免出現坍塌、涌砂等災害，另外，也需要注意對施工引起的地表沉降等現象加以控制。因此，有必要對淺埋暗挖的施工工法進行研究分析，從而指導實際工程的施工，為其提高有力的依據，保證工程的質量和安全。

　　1.淺埋暗挖法的施工原理

　　淺埋暗挖法采用復合襯砌，初期支護承擔全部基本荷載，二襯作為安全儲備，初支、二襯共同承擔特殊荷載，突出了地層改良、時空效應和快速施工的理念，淺埋暗挖法不僅僅是新奧法的簡單應用，而是在其基礎上結合我國的實際工程特點、地質條件、水文條件的進一步發展和創新。它指導著噴錨支護的設計與施工，指導著構筑隧道的全過程。淺埋暗挖法可以以施工監測為手段，建立量測信息反饋設計和施工，通過對監測數據的分析來指導設計與施工，保證施工安全，控制地表沉降。

　　2.淺埋暗挖法支護設計特點

　　2.1淺埋暗挖法與其他施工法有很強的兼容性，設計和施工應緊密結合，設計應充分考慮施工措施。

　　2.2埋深淺。在工程施工過程中，地層承載力差，開挖引起的地層應力波迅速傳到地表，從而引起明顯的地表沉降，對周圍環境的影響較大，超過一定限度，會引起整體失穩，發生塌方。因此，對開挖方法和支護襯砌提出了更高的要求，所以，圍繞如何有效控制淺埋地下工程擾動誘發的地表沉降變形，成為淺埋地下工程設計、施工、研究的重點和難點。

　　2.3施工影響小。靈活多變，多地面建筑、道路和地下管線影響不大，不擾民、不污染城市環境，

　　2.4工程類比是淺埋暗挖設計的主要依據，工程設計前，首先要把本段的地質條件和類似的工程地質條件進行充分分析對比，以便確定出本工程的預選設計方案。

　　2.5風險管理難度大。淺埋暗挖工程通常具有工期長、規模大、技術復雜、地質條件不穩定、施工中的意外事故和施工造成的環境影響對工程的進展產生的影響很大的特點，因此，我們要防患于未然，把風險造成的損失降至最低。

　　3.淺埋暗挖法的施工方法及應注意的問題

　　3.1采取正確的施工方法

　　選擇合理的施工方法，可以安全地建設隧道，并將地表沉降控制在設計要求范圍內，因此，選擇一種合理的施工方法是工程成敗的關鍵。淺埋暗挖工程在選擇施工方法時，淺埋暗挖工程施工中應根據不同的圍巖工程地質條件、水文地質條件、工程建筑要求，及其施工技術條件、施工技術水平等多種因素，選擇行之有效的一種或多種施工方法。

　　圍巖的地質條件是施工的主要影響因素，當圍巖較穩定且巖體較堅硬時，施工往往采用先把隧道坑道斷面開挖好，然后修筑支護結構，并且有條件時可以爭取一次把全斷面挖成，當圍巖穩定性較差時，則需要隨開挖隨進行一次支撐，防止圍巖變形及產生坍塌;分塊開挖后，應及時進行一次支護的施作，一般先開挖頂部，在上部斷面挖成后及時進行一次支護，在上部支護的保護下再開挖坑道下部斷面。二次模筑襯砌修筑必須先修筑邊墻，之后再修筑拱圈，即先墻后拱法施工。

　　基于經濟性及工期考慮，其工法選擇的順序為：正臺階法→上臺階設臨時仰拱閉合法→CD工法→CRD工法→眼鏡工法。從安全性角度考慮，順序正好相反。一般情況下，當開挖斷面寬度大于10m時，應優先選用CRD或CD工法，當開挖斷面寬度小于10m時，應優先選用正臺階法，在特殊條件下可考慮采用眼鏡工法。下面圖1、圖2分別為CD法和CRD法示意圖。

　　CD法以臺階法為基礎，將隧道斷面從中間分成左右部分，使上、下臺階左右各分成2或多部分，每一部分開挖井支護后形成獨立的閉合單元。CRD法施工是通過中隔壁的分隔，將大斷面隧道分割成兩半施工，將隧道跨度減小，同時分割后的隧道兩側采用三臺階交叉施工，可以減小隧道開挖的空間效應，同時及時施工的初期支護，提高支護強度、剛度，可以有效控制大跨度，施工安全更加可靠。

　　CRD和CD工法中的關鍵技術是中壁的拆除工藝。在中壁拆除作業的施工管理中，最重要的問題是判斷中壁拆除時間和中壁拆除后的安全性，一般在隧道施工中維護斷面的穩定基本上是通過拱頂下沉核凈空收斂來判斷的。因此，在中壁法中，中壁的拆除時間的確定和作業的安全性基準，也是以這種方法為依據的。

　　3.2淺埋暗挖法的施工步驟

　　先將鋼管打入地層，然后注入水泥或化學漿液，使地層加固，開挖面土體穩定是采用淺埋暗挖法的基本條件。地層加固后，進行短進尺開挖，一般每循環在0.5-1.0米左右。隨后即作初期支護。第三步，施作防水層。開挖面的穩定性時刻受到水的威脅，嚴重時可導致塌方，處理好地下水是關鍵的環節，最后，完成二次支護，一般情況下，可注入混凝土，特殊情況下要進行鋼筋設計。當然，淺埋暗挖的施工需利用監控測量獲得的信息進行指導，這對施工的安全與質量都是重要的。

　　3.3淺埋暗挖法的施工應貫徹的原則

　　3.3.1管超前：指采用超前管棚或小導管注漿防護，實際上就是采用超前支護的各種手段，提高掌子面的穩定性，防止圍巖松弛和坍塌;

　　3.3.2嚴注漿：指在導管超前支護后，立即進行壓注水泥漿或其它化學漿液，填充圍巖空隙，使隧道周圍形成一個具有一定強度的殼體，以增強圍巖的自穩能力;

　　3.3.3短開挖：指一次注漿，多次開挖，即限制一次進尺的長度，減少對圍巖的松弛;

　　3.3.4強支護：指在淺埋的松軟地層中施工，初期支護必須十分牢固，具有較大的剛度，以控制開挖初期的變形;

　　3.3.5快封閉：指在臺階法施工中，如上臺階過長時，變形增加較快，為及時控制圍巖松弛，必須采用臨時仰拱封閉，開挖一環，封閉一環，提高初期支護的承載能力;

　　3.3.6勤量測：指對隧道施工過程進行經常性的量測，掌握施工動態，及時反饋，是淺埋暗挖法施工成敗的關鍵。

　　3.4淺埋暗挖法施工應注意的問題

　　3.4.1淺埋暗挖技術從減少地表沉陷考慮，還必須輔之以其他配套技術，比如地層加固、降水等。淺埋暗挖法十分講究施工方法的選擇(尤其是地鐵車站多跨結構和大跨結構)，一個合理的結構形式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用。

　　3.4.2淺埋暗挖法不允許帶水作業。如果含水地層達不到疏干，帶水作業是非常危險的，開挖面的穩定性時刻受到威脅，甚至發生塌方。大范圍的淤泥質軟土、粉細砂地層，降水有困難或經濟上選擇此工法不合算的地層，不宜采用此法。

　　3.4.3采用淺埋暗挖法要求開挖面具有一定的自立性和穩定性。我國規范對土壤的自立性從定性上提出了要求：工作面土體的自立時間，應足以進行必要的初期支護作業。對開挖面前方地層的預加固和預處理，視為淺埋暗挖法的必要前提，目的就在于加強開挖面的穩定性，增加施工的安全性。

　　3.4.4作為初期支護主體的噴射混凝土，其噴射厚度要合理，太厚、太薄都不利于發揮噴射砼材料的力學性能，噴射混凝土支護接近于無彎矩狀態，支護結構性能較好，因此用增加噴射混凝土厚度的方法來加強支護，效果較差，應采用合理的噴射方法和選擇噴混凝土材料來提高配設混凝土的力學性能，如采用潮噴或濕噴的方法，在噴料中摻加改性聚酯外加劑，提高噴射砼的抗裂性。

　　3.4.5未封閉前注意作好鎖腳錨桿、剛支撐腳部墊實，必要時設縱梁。

　　結語

　　近些年來，隨著隧道施工技術的發展，在超淺埋隧道施工中，暗挖技術也得到了發展。施工中必須嚴格遵守“管超前、嚴注漿、短進尺、快支護、緊封閉、勤量測”的方針，確保工程質量問題。

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