浅埋暗挖法在隧道施工中的应用

浅埋暗挖法在隧道施工中的应用

任超

河南省第一建筑工程集团有限责任公司河南郑州450000

摘要：随着我国社会经济的发展，在交通工程建设、城市建设中经常出现浅埋隧道，相对明挖隧道而言，暗挖隧道具有占用地面空间小、造价较低、对施工周围环境影响较小等优点，成为常见的隧道施工方法和技术，在交通工程建设和城市工程建设中具有较强的适用性和可行性，成为浅埋隧道采用的主流施工技术和方法。

关键词：浅埋暗挖法；隧道施工；施工技术

前言

浅埋暗挖法是当今隧道工程施工建设中常见的方法，它采用新奥法施工基本原理，在施工中尽量减少对施工周围岩土的扰动和损坏，建立监控量测施工指导流程，利用先柔后刚的方法对隧道施工现场进行支护，支护将承受隧道全部荷载，然后采用二次衬砌作为安全储备的施工方法。浅埋暗挖法施工过程中往往需要结合多种辅助施工方法进行隧道建设和修建，比如利用超前支护、围岩加固改良地层和注浆等充分利用围岩的自支撑能力，并结合监控量测数据进行隧道施工指导与设计改良，以达到较佳的施工效果。

1浅埋暗挖法原理及特征

浅埋暗挖法的工作原理是尽可能依靠围岩自身的承载力对已经挖掘好的隧道进行一定的支撑工作，并最终建立一套较为完善且安全的联合支护体系。在施工时须贯彻落实“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的工作理念，争取工程施工的万无一失。地下工程中会考虑使用浅埋暗挖法进行施工，此法不仅适合施工的实际情况，还能尽可能弥补围岩自身稳固性不足的缺点。地表沉降很可能使围岩松散、变形，导致施工受阻，因此在施工过程中，为尽可能减少上述问题的产生，须按照科学有效的方法增加初期支护刚度，以确保施工安全，保障施工进度。

2浅埋暗挖法在隧道施工中的运用

2.1工艺流程

采用浅埋暗挖法进行隧道施中，主要包括以下工艺流程：①试验段施工，由于对隧道周围地层复杂性和不稳定性的把握和控制难以准确，通常需要预先开展试验段施工，监测施工现场周边围岩的变形状况和规律、地面沉降程度和隧道支护要求等方面的情况，然后通过试验获取施工参数，为施工方案的选择与设计提供参考和决策依据；②隧道开挖，在试验段施工取得经验和相关参数后，应该结合隧道施工周围建筑物的状况、施工围岩的特征、以及施工的人力、物力和财力资源的状况，选择合理而有效的隧道开挖技术和方法；③隧道支护，隧道施工支护设计是一项重要工作，通常可以考虑三种常用的支护方法，使用初期支护来承担全部荷载，二期支护仅作为储备支护进行运用；初期支护仅作为暂时支护，而二次支护作为支护的主要结构，承担主要的支护功能；初期支护和二期支护共同承担隧道工程的支护功能；④混凝土喷射，保证混凝土水量的合理配比，控制合理的水灰比，确保混凝土喷射后表面呈现光滑润泽、平整无滑移或干斑等异常现象，此外，在混凝土施工过程中要进行规范操作；⑤回填注浆，当混凝土喷射完成且当其凝固强度达到工程设计强度的70%以上时，即可开展回填注浆的施工操作，以有效控制地表沉降问题，在回填施工中，回填材料为水泥砂浆，通过回填注浆作业将初期支护与围岩进行紧密贴合，同时将回填注浆压力控制在0.4MPa以内。在回填施工中，出浆口与隧道开挖的方向必须是正好相反的。

2.2施工技术方法

浅埋暗挖法在实际施工过程中，主要有台阶开挖法、眼镜开挖法、CD开挖法、CRD开挖法等。不同施工方法的安全性、施工难度、技术难度、地表沉降、施工速度、工程施工造价和使用范围等都存在一定的差异。如台阶开挖法比较不安全，施工中需采用辅助工法、施工难度较大、技术难度低、地表沉降大、施工速度快、工程造价较低，适用地质条件较好的隧道工程施工；眼镜开挖法安全、施工难度一般、技术难度一般、地表沉降小、施工速度慢、工程造价较高，适用安全性要求高且工程跨度大的隧道工程施工；CD开挖法较为安全、施工难度小、技术难度较高、地表沉降一般、施工速度中等、工程造价中等，适用地质条件差且安全性要求较高的隧道工程施工；CRD开挖法较为安全、施工难度小、技术难度高、地表沉降小、施工速度中等、工程造价高，适用地质条件差、跨度大且安全性要求较高的隧道工程施工。

2.3浅埋暗挖法地表沉降控制

浅埋暗挖法隧道施工的重点和难点就是控制地表沉降，这也是浅埋暗挖法施工的最大风险，在工程施工实践中，通常可考虑以下措施控制地表沉降：①改善土体特性，可以采用超前注浆的方法有效改善土体的特性；②有效排放地下水，减少地下水对地表施工的负面影响；③选择合适的施工技术方法，如果工程施工对地表沉降要求较高，可以考虑选择眼镜开挖法和CRD开挖法，可较大程度减少地表沉降；④增大左右线隧道的距离，减小相互影响，达到控制地表沉降的效果；⑤加强初次施工支护，且施加二次衬砌，适当增加衬砌的强度和刚度，减小钢拱架或者钢格栅的间距，有利于控制地表的沉降。

3浅埋暗挖法在隧道施工中的质量控制要点

3.1开挖过程控制

控制开挖产生沉降的方法包括隧道自身措施及地层处理技术。在隧道施工开挖的过程中要合理控制开挖过程，时刻注意开挖过程中所产生的沉降，采取相关的地层处理技术和隧道相关措施。地层处理技术就是根据施工位置的地层地质情况，对其提高或改变地层的响应，从而减少、避免其发生地层运动，或改变隧道施工过程中的相关方法；在隧道施工时，应在所施工的隧道内使用降低地层沉降的相关手段。

3.2局部改善土体的特性

隧道开挖施工过程中，为控制地层的沉降，常用局部加固土体的方法。这种做法的优点是在隧道开挖施工后可形成自然拱，而且还能有效改进土体特性。加固措施主要采用超前注浆、深层注浆等方式改善土体的特有性质，在注浆过程中可根据土体的性质情况，选择对其注入双液浆、纯水泥浆或化学浆液等。

3.3选取合理的施工方法

为有效控制地表沉降，对台阶法应预留成型的核心土，台阶长度应根据地层条件确定。地层越软，台阶长度越长，但具体长度要根据现场实际情况分析研究确定。台阶法是隧道施工过程中较为常用的施工方法，由于每个隧道的地质环境不同，故每个隧道工程施工的台阶法也有区别。台阶法的主要技术是预留成型的核心土，而在使用台阶法施工前应分析并确定施工地点的地层条件，根据分析结果选取台阶法施工的台阶长度。

3.4提高施工效率

在隧道施工过程中，通过采取先进的施工工艺和施工设备，可有效提高施工效率，确保隧道工程的顺利竣工。在隧道施工过程中，提高施工效率主要通过优化各道施工工艺的衔接，缩短各工序时间实现，但只有在质量达标和满足施工安全的前提下缩短工期，才能真正提高施工效率。

4结语

在隧道工程浅埋暗挖施工过程中，若施工工艺或施工方法不妥，很容易引起坍塌事故或地面下沉，从而对隧道工程周围的居民造成安全威胁。因此，在隧道工程的施工过程中，应加强对地质的勘测，采取科学合理的施工方法和施工工艺，对地面沉降提前做好相应的预防措施，确保工程顺利实施。

参考文献：

[1]王心毅，张波，郑继强.浅埋暗挖法的施工适应性及展望[J].交通标准化，2011（9）：64–68.

[2]刘辉.浅埋暗挖法修建地下工程应用分析[J].铁道工程学报，2005（2）：37–40.

[3]宋建平.浅埋暗挖法在城市工程中的应用[J].岩土工程界，2002（8）：45–46.

[4]蒙路兵.浅埋暗挖隧道施工的风险管理研究[J].甘肃科技纵横，2016，（8）：44–45，50.