建筑物下淺埋暗挖隧道施工技術(shù)研究

陳杰飛（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧 遼陽 111000）

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建筑物下淺埋暗挖隧道施工技術(shù)研究

陳杰飛
（中鐵十九局集團(tuán)第一工程有限公司，遼寧 遼陽 111000）

摘 要：淺埋暗挖法具有無污染、噪聲小，且對城市交通影響小等優(yōu)點(diǎn)，在城市隧道施工中的應(yīng)用前景日益廣闊。本文基于大量文獻(xiàn)資料簡要分析了淺埋暗挖法的施工原理和施工原則，然后著重探討了淺埋暗挖隧道施工技術(shù)要點(diǎn)，并針對地面沉降對地面既有建筑物結(jié)構(gòu)安全的不利影響提出了控制措施。

關(guān)鍵詞：隧道施工；淺埋暗挖法；施工技術(shù)；支護(hù)方式；施工原則

1　淺埋暗挖法簡述

1.1施工原理

淺埋暗挖法，以新奧法的基本原理為理論基礎(chǔ)，具體施工原理：采用復(fù)合襯砌，初期支護(hù)承擔(dān)全部基本荷載，二襯作為安全儲備，初支、二襯共同承擔(dān)特殊荷載；采用多種輔助工法，超前支護(hù)，改善加固圍巖，調(diào)動部分圍巖自承能力，根據(jù)圍巖強(qiáng)度與支護(hù)剛度之間的關(guān)系，采用不同開挖方法及時支護(hù)封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系。在整個項(xiàng)目實(shí)施過程中，一直采用信息化設(shè)計與施工。

1.2施工原則

淺埋暗挖法在建筑物下隧道工程施工中應(yīng)用時，應(yīng)當(dāng)遵守以下原則：第一，根據(jù)地質(zhì)工程條件、地面既有建筑物特點(diǎn)及機(jī)械配備情況，通過經(jīng)濟(jì)優(yōu)選的方式選出對地層擾動小、快速、經(jīng)濟(jì)的開挖方法。第二，即使確定選擇輔助工法進(jìn)行施工，在采用相應(yīng)的輔助施工措施后，依然優(yōu)先選擇大斷面開挖法。第三，根據(jù)地層、斷面的具體情況選擇與之相適應(yīng)的開挖、通風(fēng)、防水、裝運(yùn)、二襯作業(yè)等操作的配套機(jī)具，最大程度的滿足快速施工要求。第四，施工過程中要認(rèn)真、嚴(yán)格的進(jìn)行監(jiān)控量測工作，并把這一項(xiàng)工作視為施工中的一項(xiàng)重要工序。第五，采用信息化施工和管理，利用信息技術(shù)進(jìn)行工序時間調(diào)整，嚴(yán)控工程進(jìn)度，做好施工安全、機(jī)械管理、沉降監(jiān)測、環(huán)境管理、施工材料管控等工作。

1.2.1隧道開挖

在淺埋暗挖隧道工程施工中，先根據(jù)地層情況、工程設(shè)計要求、圍巖情況、周圍環(huán)境要求及施工單位的技術(shù)實(shí)力等，選擇最適宜、快速、經(jīng)濟(jì)的開挖方式和掘進(jìn)方式，最大程度的減少對周圍地層的擾動，減少沉降，保護(hù)地面既有建筑物結(jié)構(gòu)安全。從以往的施工經(jīng)驗(yàn)看，城市及附近地區(qū)的一般隧道工程適合采用上臺階分部開挖法、短臺階法；大斷面的城市，宜采用中隔墻臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)坑法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法；城市地下停車場、地鐵車站等最好采用側(cè)洞法、柱洞法、中洞法。實(shí)際的淺埋隧道工程施工應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇最適合的開挖方法，符合淺埋暗挖法的施工原則即可。從淺埋暗挖法的施工原則可以知道，大斷面的淺埋隧道工程不適合采用全斷面開挖方式，最好選用機(jī)械與人工相結(jié)合的開挖方式。

1.2.2圍巖支護(hù)

建筑物下的淺埋暗挖隧道工程一般都位于軟土層上，圍巖強(qiáng)度不夠，都需要進(jìn)行圍巖支護(hù)，且要盡早的搭建支護(hù)結(jié)構(gòu)，加大支護(hù)剛度，以便控制地層沉降，避免發(fā)生坍陷等情況，保護(hù)地面既有建筑物結(jié)構(gòu)安全。除了搭建支護(hù)結(jié)構(gòu)之外，還可以通過改良前方圍巖條件來控制地層沉降。

由于淺埋暗挖隧道施工通常采用復(fù)合式襯砌，對支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提出了較高要求，使得支護(hù)設(shè)計變得比較復(fù)雜。進(jìn)行支護(hù)設(shè)計時，可以采取三種方案：第一個是初期支護(hù)要能夠承受住全部荷載，二次支護(hù)僅作為安全儲備；第二個是初期支護(hù)和二次支護(hù)共同承受全部荷載，但是初期支護(hù)只是施工期間的臨時支護(hù)，不是主要承載結(jié)構(gòu)；第三個是二次支護(hù)是主要承載結(jié)構(gòu)。無論采用以上三種方案的哪一個，支護(hù)設(shè)計過程中都要綜合考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)、支護(hù)方式、輔助施工等問題，必要時可以通過試驗(yàn)段施工進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)合支護(hù)變形、位移監(jiān)測的量測數(shù)據(jù)調(diào)整支護(hù)剛度。

通常，一般地質(zhì)條件下的淺埋暗挖隧道施工，初期支護(hù)結(jié)構(gòu)可以采用由噴、錨桿、鋼架、格構(gòu)架組合成的不同型式。必要時，可以采用超前支護(hù)，如圖1所示。但超前支護(hù)適用于土砂質(zhì)地層、弱膨脹性地層等，如果地層屬于軟土層，不適合采用超前支護(hù)，應(yīng)當(dāng)采用強(qiáng)度更大的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式。比如，用噴射鋼纖維混凝土替換掉原來的網(wǎng)噴混凝土，不僅可以提高支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，也可以提升支護(hù)速度，達(dá)到一舉兼得的雙重效果。

圖1　超前支護(hù)示意圖

1.2.3輔助施工

根據(jù)淺埋暗挖法的施工原則，當(dāng)?shù)貙虞^差、斷面較大時，適宜采用輔助工法，可見輔助施工是針對不良地層而采用的一種施工方法，其在不良地層隧道工程施工中的作用是有目共睹的。

就目前來看，注漿法應(yīng)用范圍更廣，下面以其為例，提出采用注漿法加固隧道施工現(xiàn)場土層的技術(shù)要點(diǎn)：1）注漿材料；2）利用注漿設(shè)備把各種材料調(diào)配而成的漿液注入周圍土層的孔隙、裂隙或空洞中去，通過擴(kuò)散、凝固、硬化作用后，降低土層的滲透性，從而達(dá)到加固土層的效果；3）在隧道工程施工前先在隧道工程周圍鉆孔，注入漿液，確保工程周圍土層強(qiáng)度符合施工要求后，即可進(jìn)行隧道工程施工。

2　隧道施工對既有建筑物影響及地層沉降控制

隧道工程屬于地下作業(yè)，采用淺埋暗挖法進(jìn)行施工時，不可避免的會造成地層沉降問題，威脅到地面上既有建筑物結(jié)構(gòu)安全。鑒于淺埋暗挖隧道施工引起的地層沉降對地面上既有建筑物結(jié)構(gòu)安全有著不利影響，施工中應(yīng)當(dāng)立足于實(shí)際情況，從地層沉降原因入手，采用一些有效的、可操作的控制措施，盡力避免地層發(fā)生沉降。

地層沉降控制措施：1）采用注漿方式對撐子面或工程周圍土層進(jìn)行加固處理，改善土層條件，提高土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；2）在保證工作面穩(wěn)定情況下，利用止水帷幕或旋噴樁等阻斷地下滲水通道，同時在地表或洞內(nèi)注入漿液，用以封堵地下水，及時排除作業(yè)面范圍內(nèi)的水，降低水對土層強(qiáng)度的消弱作用；3）加快開挖速度，有效控制地層應(yīng)力的釋放，可以相應(yīng)的降低地層內(nèi)部變位的嚴(yán)重程度；4）及時進(jìn)行二次襯砌，使地層變形趨于穩(wěn)定，便于控制住地層的持續(xù)沉降；5）初期支護(hù)后，立即通過注漿填充初期支護(hù)背后的空隙，維護(hù)地層應(yīng)力平衡，能夠有效控制地層位移變形的收斂時間，達(dá)到控制地層沉降目的。

3　結(jié)語

總之，在城市建筑物下進(jìn)行淺埋暗挖隧道施工過程中，要嚴(yán)格遵守淺埋暗挖法的施工原則，按照相應(yīng)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行工序操作，保證施工質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)：

［1］宋軍.淺埋暗挖隧道下穿建筑物樁基托換施工技術(shù)［D］.中南大學(xué)，2013. 23-45

［2］趙煒，黃燁.城市淺埋大跨暗挖隧道施工中建筑物的沉降動態(tài)控制技術(shù)［J］.隧道建設(shè)，2009，02：202-205.

（責(zé)任編輯：廖建勇）

中圖分類號：U455.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.025

文章編號：1672–7304（2016）01–0054–02

作者簡介：陳杰飛（1970-），男，遼寧遼陽人，研究方向：建筑施工技術(shù)。

Research on construction technology of shallow underground excavation tunnel under buildings

CHEN Jie-fei
（China Railway 19 Bureau Group 1nd Engineering Co Ltd， Lliaoyang Lining 111000）

Abstract:This paper based on a large number of documents a brief analysis of the shallow excavation in the construction principles， construction principle， then focused on the shallow buried tunnel construction techniques and the ground subsidence of ground surface not only has a detrimental effect on the safety of building structure put forward control measures.

Keywords:Tunnel construction；shallow excavation method；construction technology；support method；construction principle