隧道施工中浅埋暗挖法施工技术的发展探究

摘要：目前，在我国隧道工程施工中充分运用浅埋暗挖技术，具有一定的复杂性和规模性，但其具有一定的独特优势，也为工程施工提供了一定的便利条件，有利于确保工程施工质量。文章主要分析了隧道施工中浅埋暗挖法施工技术的施工原则、优势、技术要点以及发展要求。

关键词：隧道；浅埋暗挖；技术

中图分类号：U41文献标识码： A

引言

隧道作为一种建筑物是修建于地下或者是水下的并且要修建工机动车辆通行的铁路或者公路的。根据修建位置分为山岭、水下和城市隧道三大类。隧道修建的目的就是为了缩短两地间的距离或者说是在面临大的坡道以及丘陵的时候，为了尽可能的避免坡道以及丘陵而修建的，最为常见的就是山岭隧道。隧道在进行施工之前应该进行设计工作，隧道的设计一般情况下都包含有隧道的线路选择、横纵断面的选择以及设计辅助坑道。除此之外还应该对洞门的设计方法以及开挖方法、衬砌类型进行合理的选择。隧道的开挖方法分为明挖法以及暗挖法。本文主要介绍的就是其中的暗挖法。

1、浅埋暗挖法的施工原则

浅埋暗挖法的施工原则有很多，主要的有运用快速、经济的施工方法并且对施工地面的影响要尽量小，在那些断面较大的地方和较差的地层处可以采用一些辅助措施进行施工，而对于那些断面较小的地方和较好的地层处就可以采用全断面的挖掘方法。在施工的过程中有许多的地方会用到一些辅助措施进行施工，所以一定要重视选择辅助施工措施，在选择时要科学、合理，尤其是在那些地层情况较差、地面不稳的地方，虽然选好了辅助施工的措施，但是还是要先考虑使用大断面的挖掘方法。准备的施工套装要比较全面还要准备好良好的施工条件，比如防水、通风、挖掘、装运等作业都要做好。要严格地监测施工的全过程，及时了解汇报施工的情况，在施工时要严格地遵守规定并且要按照施工计划进行施工。为了确保施工工程的质量和速度，应提高员上的专业技能，还应该提高员上的综合素质与技能，做好洞内外的通风工作以保障施工人员的人身安全，加强施工过程中各方面的管理工作。在施工过程中采用浅埋暗挖的方法时，若遵循以上的各个原则，可以提高工程的质量，保障工程施工过程中的安全，使工程按期顺利地完成。

2、浅埋暗挖法的使用范围与优势

在城市地下工程施工中，浅埋暗挖法发挥着重要的作用，它避免了由于这类工程的施工对城市交通以及周边环境造成的影响，而且不仅在地铁隧道的施工中，即使是在地下过街通道、地下停车场以及市政管线的布置中都发挥着不可替代的作用。但浅埋暗挖法也面临着施工进度较慢、喷射混凝土粉尘较多等缺点，这也需要在以后的施工和设计过程中不断地克服其缺点，使浅埋暗挖法能够不断地发展。本文主要分析其存在的优势。首先，浅埋暗挖法适合于松散土质条件下的浅埋隧道施工，而且能够保证很小的地表沉降；能够不影响或者对城市交通影响极小；造成的污染小、噪声小，适合于各种尺寸和断面的隧道。其次，该施工方法在有地下水的施工地层中也可广泛运用，同时，该施工方法可以应用于浅埋地下车库、过街人行道以及城市道路隧道等工程，可避免地铁施工的大开挖量。最后，安全性较好，结构简单、拆装方便、灵活，经济效益较好。

3、隧道施工中浅埋暗挖法施工技术分析

3.1、开挖方法

施工时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及本单位的技术水平等，选择适宜的开挖方法及掘进方式，必要时，应通过试验段进行验证。施工中常用台阶法以及分部开挖法。山岭隧道常采用正台阶法；城市及附近地区的一般隧道采用上台阶分部开挖法或短台阶法；大断面的城市或山岭隧道采用中隔墙台阶法、单侧壁导坑法或双侧壁导坑法；城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法、侧洞法或中洞法。浅埋隧道断面较大时不宜采用全断面开挖，优先采用掘进机或人工开挖。采用爆破开挖时，应采用短进尺、弱爆破，必要时要对爆破振动进行监控，爆破进尺一般不宜超过1.0m。

3.2、支护方式

施工时支护时间要尽可能提前，支护刚度也应适当加大，除必须选用适当的开挖方法、支护方式及施工工艺外，还要对前方围岩条件进行改良及超前支护等，以控制地层沉降变形。支护设计分为二种:初期支护承受全部荷载，二次支护(内层衬砌)仅作为安全储各。初期支护与二次支护共同承担荷载，初期支护仅作为施工期间的临时支护，二次支护作为主要承载结构。施工时应将结构设计、施工方法及支护方式、辅助施工方法等进行综合研究，并经试验段进行验证。在施工过程中根据量测数据不断进行改善。一般地质条件下，初期支护类型由喷、锚、钢架或格构架四种方式而组成不同的结构型式。

3.3、单侧壁导洞暗挖技术方法

单双侧壁导洞法在建设北京地铁复兴门往返单洞大跨以及建设北京地铁西单三联拱车站等等的大跨度的隧道建设中得以使用。在隧道施工过程中对大管棚、小导管注浆加固地层等等的预加固技术等等的技术都有应用，是我国首次的城市地铁隧道建设对暗挖技术的采用。奠定了中国地铁隧道建设施工的基础，也是众多大跨度隧道施工技术的一种基本的方法。

3.4、双侧壁导洞暗挖技术方法

双侧壁导洞法又名眼镜工法，这种施工方法能够将施工过程中的大跨度转换为小跨度，转换大跨度微笑跨度的原理就是分割大断面为多个的小断面，进而进行作业，导洞方法有两侧导洞方法以及从中部开始导洞的方法两种，导洞应当满足机械设备的工作以及不能违背施工的条件。在采用双侧壁导洞施工方法进行施工的时候，采用正台阶法施工在到洞内进行施工，地质的好坏直接影响着上台阶的开挖方法，地质不好的时候，开挖方法可以是环形留核心土法，也可以是中隔墙法，这两种方法都是可以的。一般情况下，为了对开挖过程中的左右两侧的导洞进行开挖的时候，两侧导洞之间的距离最好在15m到20m之间，而中、侧两洞在开挖时所应该错开的距离应该至少有20m，但是最好不要大于30m，上下台阶间距通常情况下都是3m到5m。在施工的过程中，为了防止沉降室施工过程中应当重点关注的问题，沉降多是由于开挖的导洞数量多，对地层的扰动次数多，地层发生沉降，由于开挖所引起的沉降被加大的原因是由于导洞断面是不规则的。图1为双侧壁导洞暗挖技术施工流程图。

图1双侧壁导洞暗挖技术施工流程图

4、隧道施工中浅埋暗挖法施工技术的发展要求

4.1、加大对地表稳定性的保护

由于浅埋暗挖法的隧道施工不同于深埋隧道的施工，浅埋隧道的施工容易造成隧道上方地面的变形，由于荷载的分布不均匀，严重的还会造成地面的坍塌。所以，在对于浅埋暗挖的隧道施工来说，控制地面的较大变形以及防比地面出现坍塌显得至关重要。采取有效的、合理的开挖方法，是可以很好地预防这两类问题。首先，必须坚持先护顶后开挖的原则组织施工。有些地层的地质条件较好，在开挖的过程中可能岩层自身的刚度能够经受住上面地面的荷载，能够斩时保证在开挖过程中地面的稳定性，但需要注意的是，隧道的开挖施工是一个漫长的过程，在整个施工的时间范围内，以及在整个施工区间的空间范围内，不仅会有岩层地质的不均匀造成岩层的荷载承受能力不同，而且在整个时间区间内天气的变化也会影响到施工的安全，如果不严格按照先护顶后开挖的原则，很有可能在开挖后、护顶措施完成之前，由于地面的震动或者大量的降雨造成坍塌。其次，采取合理的开挖方式，应该变大跨度开挖为中跨度开挖，甚至是小跨度开挖。最后，施工中应该尽量减少对围岩的扰动，而且应该严格控制循环进尺，一般都不应超过0.1m，按照要求严格做好钢架拱角处理，当然，在必要时可以在拱角处安设加强锚杆或者注浆锚管来进行加固。

4.2、建立健全施工安全风险管理体系

第一，施工人员、设备、应急物资等资源到位情况，是否按照要求组织人员、设备、应急物资等资源到位。第二，安全防护措施落实情况，作业人员安全防护用品、设施、文明施工等安全保护措施落实情况。第三，设计文件落实情况，超前支护施作，开挖支护施作，交叉施工工序是否满足设计。第四，施工组织设计及施工专项方案落实情况，土方开挖、出碴、支护结构施作、超前支护施作、注浆、降水等是否满足施工组织设计及施工专项方案要求。第五，是否存在违章作业情况，即土方开挖、支护结构施作、超前支护施作、临时支撑安装及拆卸、注浆、降水等工序、工艺、工种是否遵守操作规程。第六，完善应急管理体系，根据工程特点建立统一领导、分级负责的应急组织体系，制定切实可行的应急方案，配备必要的应急物资等。第七，强化作业面的施工过程管控。在每个施工竖井场地配备不少于3名有隧道施工经验的技术管理人员，保证作业面24小时有技术人员跟班作业，监督和指导劳务作业人员的施工。

结束语

总之，在地下空间建设特别是隧道的挖掘过程中，浅埋暗挖技术占据着十分重要的位置，不但避免了传统方法对环境造成的重大污染，还保障了地上交通不中断和地下管线的正常使用。但同时也存在着很多缺点，例如，施工技术水平不高、施工速度较慢、劳动强度较大、地层结构中高水位的地方防水工作比较困难以及喷射的粉粒较多等。为此，在进行浅埋暗挖工程时，要探索新的方法或工艺，也可以运用一些比较好的辅助方法进行施工，提高施工的技术水平，使浅埋暗挖法得到更好地运用和发展。

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