談地鐵施工中的淺埋暗挖施工法

摘要﹕隨著當今社會的發(fā)展，以地鐵為主導的城市軌道交通發(fā)揮了其準時、高效的優(yōu)點，受到人們的青睞。在中國，各大一線城市均在進行地鐵建設(shè)，淺埋暗挖法施工以結(jié)構(gòu)形式靈活多變、對地面道路、建筑物和地下管線影響小等優(yōu)勢已成為目前城市地鐵較為普遍的施工方式。淺埋暗挖技術(shù)的不斷完善，也大大降低了施工中的風險。

關(guān)鍵詞﹕地鐵施工；淺埋暗挖技術(shù)

在地鐵施工中，區(qū)間隧道、車站出入口往往因為開挖長度長、地下構(gòu)筑物繁雜、地下管線多樣、多數(shù)處于主干道下方等因素，采用明挖法施工會對地面建筑、交通造成嚴重干擾，在建筑物繁雜的市區(qū)施工就顯得不科學、不經(jīng)濟。而淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。充分利用圍巖的自承載力，采用初次支護和二次襯砌相結(jié)合，共同承載特殊荷載。本文首先闡述了淺埋暗挖法的工作原理。同時，深入探討了淺埋暗挖施工技術(shù)的安全控制要點，具有一定的參考價值。

一、淺埋暗挖技術(shù)簡介

淺埋暗挖法又叫礦山法，是在新奧法的基礎(chǔ)上進行理論的借鑒，再結(jié)合中國具體的工程條件，整合出的一套較為完善的地鐵隧道施工方法。該方法和新奧法的區(qū)別主要在于基本不考慮利用圍巖的自承載力，利用初期支護承受全部基本荷載，二襯予以加固，共同承擔特殊荷載，適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(zhì)。淺埋暗挖技術(shù)遵循“管超前、嚴注漿、短進尺、強支護、早封閉、勤量測” 18字方針，在軟弱地層采用超前地質(zhì)探、超前小導管、大管棚支護等科學方法進行加固，同時嚴格控制開挖順序和進尺，充分利用土層在挖掘過程中短時間的自穩(wěn)能力，快速封閉初支并進行注漿加固，配合地表沉降、拱頂沉降、水平收斂位移等監(jiān)測手段，確保施工過程安全可控。

二、淺埋暗挖施工技術(shù)在地鐵施工中的應(yīng)用

（一）大管棚超前支護施工。大管棚超前支護是一種在不對地表進行破壞的前提下來進行地層加固的技術(shù)，它以一定的外插角在擬開挖地鐵隧道的外輪廓周邊上鉆孔，將慣性矩大的鋼管以一定的間距進行安裝，然后再注漿固結(jié)，從而達到整體支護的效果。施工工序是：操作面支護加固→搭建鉆孔平臺→安裝鉆機→鉆孔→驗孔→安裝管棚鋼管→注漿操作→結(jié)束。利用鋼管強度和鋼管注漿使拱頂形成加固的保護環(huán)，承擔上部豎向力，減少初支所承受的荷載，從而大幅度降低隧道開挖過程中的坍塌風險。實踐證明，大管棚超前支護往往具有較為明顯的作用，能夠?qū)﹂_挖區(qū)域的土體起到有效的加固作用，也能夠?qū)﹂_挖過程中出現(xiàn)的地表位移、地表應(yīng)力進行有效控制。

（二）隧道開挖與初期支護。開挖前，根據(jù)水文地質(zhì)情況和工程具體情況，確定具體的降水方案和施工工法，如雙側(cè)壁導坑法、CD法等。開挖時，做好地質(zhì)超前探工作，確保前方無水、無砂的情況下，從上到下分層挖掘，根據(jù)要求留置核心土。開挖時，嚴格控制單次開挖進尺，要做到隨挖隨封閉，同時施工超前小導管和鎖腳錨管，進行注漿作業(yè)。注漿材料根據(jù)地質(zhì)情況可選用水泥漿和水泥玻璃作為注漿材料，使圍巖和初支結(jié)構(gòu)得到加固。初支材料可選用鋼筋制作的鋼格柵或型鋼鋼架，鋼格柵多用于拱頂直墻結(jié)構(gòu)，因重量輕，形狀多變而得到廣泛使用。型鋼鋼架在少數(shù)平頂直墻暗挖隧道中使用，因重量大，在安裝過程中難度大。鋼架施工完畢后進行掛網(wǎng)噴射混凝凝土，噴射混凝土往往很難和土層間形成密貼，因此形成初支完成后應(yīng)及時進行初支背后注漿，才能保證隧道整體穩(wěn)定安全。開挖面長時間暴露時，為保證掌子面的穩(wěn)定性，要及時掛網(wǎng)噴射確保安全。隧道開挖中往往因為地質(zhì)情況復雜出現(xiàn)流砂、涌水能情況，施工過程需要做到“防、排、截、堵”與工程地質(zhì)情況有機結(jié)合，再進行綜合分析，合理進行治理。

（三）施工過程臺階步距的控制。在單洞掘進過程中，一般將上下導洞的掘進間距控制在4～6m之間，確保有效封閉成環(huán)。如果臺階的長度過短，不能保證核心土留設(shè)，對掌子面的穩(wěn)定性起不到很好的支撐作用，可能引起掌子面向已經(jīng)開挖隧洞的移動變形，導致上導洞失穩(wěn)，引起洞頂土體下滑，加劇地表沉降，存在嚴重的安全隱患。如果臺階過長，在開挖時就會產(chǎn)生較大的縱向變位，不利于上導洞斷面的受力。同時也不利于材料搬運，導致鋼格柵封閉成環(huán)時間增長，上臺階鋼格柵拱腳處地層較弱，拱部容易下陷。會造成周圍地層的松動，同時增加了塑性區(qū)，導致拱腳附近的受力過于集中，容易失穩(wěn)。

（四）隧道二襯施工技術(shù)。二襯施工時，初支和二襯之間往往要設(shè)置一道防水層，防水施工工法較多，西安地鐵施工多采用4mm厚改性瀝青防水卷材，在拱頂防水施工中，因防水材料自重大，拱頂基面不平整等因素導致施工困難，防水材料在搭接處要設(shè)置暗釘，還需根據(jù)情況在中部位置加設(shè)暗釘并做有效防水處理，否則很難保證焊接質(zhì)量和防水效果。鋼筋和模板施工在同一斷面也要分層分部實施，區(qū)間隧道基本分為兩步，先施工仰拱部分，再用臺車完成仰拱以外的其他部門。出入口因距離短，形狀多樣往往采用小鋼模或木模板，分二到三部完成整環(huán)二襯施工，單環(huán)施工長度控制在4m以內(nèi)?；炷琳駬v采用平板振動器，拱頂埋設(shè)注漿管進行二襯背后注漿。最為常見的注漿方式是退式分段注漿，每完成一次分段注漿之前，都要填充加固所有注漿管。為了防止在注漿時出現(xiàn)隆起、裂紋，還應(yīng)該封閉處理工作面。

三、淺埋暗挖施工技術(shù)的安全控制要點

（一）避免出現(xiàn)坍塌事故。第一，充分了解施工區(qū)段水文地質(zhì)情況，識別不良地質(zhì)、地下水、地下空洞等地質(zhì)安全風險，分析地質(zhì)因素對施工的影響及可能帶來的風險因素，采取必要的加固措施。第二，對施工區(qū)段周邊建筑物、地下管線情況進行排查，布設(shè)監(jiān)測點，加強監(jiān)測，與產(chǎn)權(quán)單位建立聯(lián)動。尤其是自來水、雨污水、天然氣等帶壓管線，一旦破損，極易造成隧道塌方。第三，嚴格按照施工方案進行施工，遵守18字方針，減少土體擾動，縮短成環(huán)時間，控制連接質(zhì)量，合理安排工序，及時封閉掌子面并進行注漿等。第四，加強監(jiān)控量測，密切關(guān)注監(jiān)測數(shù)據(jù)變化，及時分析變化趨勢，采取有效的預防措施。第五，要做好應(yīng)急準備工作，建立應(yīng)急機制，儲備充足的應(yīng)急搶險物資，發(fā)現(xiàn)事故苗頭提前處理，防止事故擴大。

（二）避免出現(xiàn)觸電事故。淺埋暗挖施工環(huán)境陰暗潮濕，現(xiàn)場動態(tài)變化快，施工環(huán)境惡略，較難做好文明施工。而暗挖施工使用機具、照明線路種類多、數(shù)量大，易造成觸電事故。第一，要統(tǒng)一規(guī)劃施工現(xiàn)場的用電，制定完善的臨時用電施工方案和觸電事故應(yīng)急預案。第二，現(xiàn)場臨電布設(shè)由專業(yè)電工進行操作，電氣工程師驗收合格后投入使用，電工每日對現(xiàn)場進行巡查，安全員全過程監(jiān)督施工。第三，加強施工人員安全用電教育培訓，提高安全用電意識，指導其正確用電。第四，現(xiàn)場照明及小型機具采用安全電壓，機電工程師定期對現(xiàn)場機械設(shè)備進行檢查、維修、保養(yǎng)。

四、結(jié)語

采用淺埋暗挖法進行地鐵施工，不但可以保障地面交通，還能夠減少對環(huán)境造成破壞。隨著淺埋暗挖法施工工藝的不斷完善，只要嚴格把控施工中重點技術(shù)環(huán)節(jié)，即可大大降低施工中的風險，充分發(fā)揮其優(yōu)點。同時，要結(jié)合實際情況，選擇最為合理的施工工法，確保地鐵施工安全、平穩(wěn)進行。

參考文獻：

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