淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道工程中的應(yīng)用

吳 智

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道工程中的應(yīng)用

吳 智

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

目前隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)持續(xù)飛速發(fā)展，地鐵建筑行業(yè)也日益興起，并且建設(shè)規(guī)模與日俱增，人們的出行安全與地鐵建設(shè)質(zhì)量息息相關(guān)。特別是地鐵隧道的施工過(guò)程中，應(yīng)該特別注意，具體施工方法的選擇應(yīng)該取決于施工地點(diǎn)的地質(zhì)特點(diǎn)。文章對(duì)某地鐵隧道工程進(jìn)行了說(shuō)明，并且分析了淺埋暗挖技術(shù)，旨在為日后相似工程提供借鑒。

淺埋暗挖技術(shù)；地鐵隧道工程；支護(hù)技術(shù)；地鐵建筑；地鐵建設(shè)

淺埋暗挖技術(shù)在地鐵隧道施工過(guò)程中的應(yīng)用，具體的優(yōu)勢(shì)是能夠依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體條件進(jìn)行，施工過(guò)程中不會(huì)對(duì)人們的生活造成影響，同時(shí)還能保護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的生態(tài)環(huán)境。對(duì)淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的關(guān)鍵有兩個(gè)：一個(gè)是隧道的支護(hù)工作；另一個(gè)是防坍塌工作。進(jìn)行淺埋暗挖操作之前，必須分析臺(tái)階的強(qiáng)度、超前加固以及時(shí)空順序，旨在為了保證施工安全，保證底層沉降質(zhì)量。

1 工程概況

某隧道途經(jīng)的車站結(jié)構(gòu)為中間單層暗挖、車站兩端雙層暗挖，車站全場(chǎng)為195m，建筑面積約為12627.7m2。車站有4個(gè)出入口，兩座風(fēng)井、兩座風(fēng)道。為了加快施工進(jìn)度，建設(shè)的過(guò)程中，在風(fēng)道挑高段的起點(diǎn)位置，設(shè)置了兩座豎井。

2 淺埋暗挖的技術(shù)

2.1 淺埋暗挖法

淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)1936年就已經(jīng)有所涉及，到具體應(yīng)用，則是以新奧法的某些研究、設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，得出的一種新型的地鐵隧道操作技術(shù)和具體建設(shè)的理論。即使淺埋暗挖技術(shù)，對(duì)新奧法的相關(guān)理論進(jìn)行了借鑒，但是相對(duì)比新奧法，淺埋暗挖技術(shù)更可以適合圍巖或者松散土質(zhì)，與此同時(shí)使用淺埋暗挖技術(shù)，即使隧道的直徑大于等于隧道埋深的程度，也可以進(jìn)行施工。另外淺埋暗挖技術(shù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是，施工過(guò)程中不會(huì)對(duì)交通的運(yùn)行產(chǎn)生任何影響，也不會(huì)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的環(huán)境造成污染。另外，淺埋暗挖技術(shù)，還可以用在尺寸不同、斷面形式不同的隧道洞室。如圖1所示：

2.2 淺埋暗挖的特點(diǎn)

淺埋暗挖技術(shù)具體施工時(shí)應(yīng)該隨時(shí)開(kāi)挖，隨時(shí)進(jìn)行澆筑，而此項(xiàng)技術(shù)最明顯的優(yōu)點(diǎn)是埋藏淺，也正是因?yàn)槁癫販\，施工距離地面比較近，施工過(guò)程會(huì)對(duì)地層造成損失，這就會(huì)造成地面發(fā)生移動(dòng)或者施工周圍受到某些影響?；谝陨蟽?nèi)容，淺埋暗挖技術(shù)實(shí)施的過(guò)程中，通常會(huì)對(duì)支護(hù)工作、排水工作、灌漿工作有較高的要求，施工的難度也會(huì)隨之增加。淺埋暗挖技術(shù)的基本思路是，憑借土層開(kāi)挖后，會(huì)有段時(shí)間自穩(wěn)能力，在土層自穩(wěn)能力的過(guò)程中適當(dāng)?shù)夭扇≈ёo(hù)措施。支護(hù)的過(guò)程是為了讓土層表面和圍巖形成薄壁支護(hù)旨在減小地層沉降。淺埋暗挖技術(shù)目前在某些城市中的應(yīng)用相對(duì)比較廣泛。淺埋暗挖技術(shù)依據(jù)不同的開(kāi)挖方式，分為單側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法，雙側(cè)壁導(dǎo)坑開(kāi)挖法以及臺(tái)階法開(kāi)挖法。淺埋暗挖技術(shù)主要的施工特點(diǎn)是施工設(shè)計(jì)和施工信息動(dòng)態(tài)化相結(jié)合，與此同時(shí)建立了應(yīng)力監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)隨時(shí)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，還特別強(qiáng)調(diào)了支護(hù)工作在淺埋暗挖技術(shù)施工過(guò)程中的重要意義以及對(duì)地層的加固方式進(jìn)行研究和創(chuàng)新，施工過(guò)程中的支護(hù)工作所選擇的設(shè)備是鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，淺埋暗挖技術(shù)在某些一線城市得到了廣泛的推廣。憑借淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用，這些城市建立了很多地鐵隧道。淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用范圍不局限于地鐵隧道領(lǐng)域，在某些地下車庫(kù)、大跨度車站以及城市的道路隧道中也有涉及。

3 淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用

3.1 隧道淺埋施工方法和支護(hù)方法

該隧道內(nèi)車站，有雙連拱雙層單柱結(jié)構(gòu)和雙連拱單層單柱曲墻結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)形式。進(jìn)行暗挖工作的時(shí)候，具體的施工方法由CRD到PBA工法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且也需要多次進(jìn)行轉(zhuǎn)換工序。車站的主體結(jié)構(gòu)應(yīng)用PBA進(jìn)行施工有一定難度，因?yàn)槭┕さ倪^(guò)程需要進(jìn)行洞內(nèi)鉆孔成樁以及導(dǎo)洞的開(kāi)挖工作，施工的共享相對(duì)較小，施工的過(guò)程會(huì)存在一定的干擾，作業(yè)工序比較復(fù)雜，具體的施工關(guān)鍵措施有以下內(nèi)容：

3.1.1 該車站有六個(gè)相互距離為6～7m的導(dǎo)洞，因?yàn)榫嚯x比較近，工作的難點(diǎn)之一就是怎樣調(diào)控六個(gè)導(dǎo)洞的開(kāi)挖順序。如果開(kāi)挖順序相對(duì)合理，可以避免導(dǎo)洞之間施工的時(shí)候，產(chǎn)生互相干擾，與此同時(shí)還能對(duì)因?yàn)槿憾葱?yīng)所引發(fā)的地面沉降進(jìn)行控制，旨在保證建筑場(chǎng)所地下管線和建筑場(chǎng)所周圍建筑物。具體措施是：（1）確定正確的導(dǎo)洞開(kāi)挖順序，開(kāi)挖需要按照先開(kāi)挖下面的導(dǎo)洞，后開(kāi)挖上面的導(dǎo)洞，先開(kāi)挖周邊的導(dǎo)洞，后開(kāi)挖中間的導(dǎo)洞，并且邊開(kāi)挖邊支護(hù)；（2）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作進(jìn)行監(jiān)督和測(cè)量，并且及時(shí)對(duì)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)旨在進(jìn)一步指導(dǎo)施工的進(jìn)行，判斷施工過(guò)程是否合理，需要依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，同時(shí)還應(yīng)該檢測(cè)支護(hù)參數(shù)，方便隨時(shí)調(diào)整，爭(zhēng)取做到信息化施工，這也是保證施工安全的重要方式；（3）先下面的導(dǎo)洞后上面的導(dǎo)洞，并且要求導(dǎo)洞之間應(yīng)該預(yù)留一定的水平距離，防止群洞效應(yīng)的發(fā)生或者施工干擾的產(chǎn)生；（4）小導(dǎo)洞的開(kāi)挖應(yīng)該分臺(tái)階進(jìn)行，旨在減小地層沉降變形。

3.1.2 鋼管混凝土柱在整個(gè)支護(hù)工作最為關(guān)鍵，所以承載系統(tǒng)是否安全和穩(wěn)定完全取決于鋼管柱混凝土質(zhì)量的好與壞。因?yàn)閷?dǎo)洞的面積相對(duì)較小，造成施工空間不充足，很難進(jìn)行鋼管混凝土柱的施工，所以對(duì)鋼管柱混凝土質(zhì)量與鋼關(guān)柱安裝精度的控制是關(guān)鍵。具體措施是：（1）對(duì)施工前和施工過(guò)程中的測(cè)量精度進(jìn)行加強(qiáng)，以保證鋼管柱能夠精準(zhǔn)的定位；（2）施工空間不充足，鋼管的吊裝工作需要分節(jié)進(jìn)行，而且需要使用螺栓對(duì)鋼管進(jìn)行連接牢固；（3）對(duì)水灰和外加劑的添加量進(jìn)行嚴(yán)格把控，以保證混凝土質(zhì)量。

3.1.3 因?yàn)橹鞴暗貙酉鄬?duì)較軟，并且主拱的跨度相對(duì)較大，施工的過(guò)程中存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。主拱的頂部有若干條管線和車站平行，距離主拱結(jié)構(gòu)比較近的位置，一般都是雨水污水水管，存在一定程度的滲漏。本工程的難點(diǎn)就是在施工過(guò)程中保證管線不發(fā)生滲漏現(xiàn)象。具體措施：主拱的開(kāi)挖需要分段進(jìn)行，盡量不擾動(dòng)地層，對(duì)主拱部分的沉降進(jìn)行控制，盡量縮短作業(yè)周期。嚴(yán)格加強(qiáng)施工質(zhì)量間的工作，并且及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，進(jìn)一步指導(dǎo)施工進(jìn)行。

3.1.4 因?yàn)槭┕た臻g不充足，防水板偶爾會(huì)因?yàn)榛炷潦湛s發(fā)生一定程度的損壞，防水質(zhì)量不容易把控。具體措施：（1）調(diào)整施工縫位置，通常在剪力較小并且方便施工的地方進(jìn)行設(shè)置，方便混凝土的澆筑和凝固；（2）縫隙處進(jìn)行雙道遇水膨脹嵌縫膠與預(yù)埋注漿管做防水處理。

3.2 初次支襯回填注漿

3.2.1 注漿設(shè)計(jì)。因?yàn)槁咽瘜拥刭|(zhì)特點(diǎn)是卵石粒徑比較大、膠結(jié)較為松散，這就容易造成施工過(guò)程會(huì)造成地層的擾動(dòng)。

3.2.2 工藝控制。注漿壓力通常控制在0.5～1.0MPa。注漿壓力如果注漿壓力過(guò)小，那么大部分空隙的填充工作會(huì)相對(duì)比較困難，止水效果不佳，如果注漿壓力過(guò)大，很容易造成建筑材料的浪費(fèi)，漿液會(huì)沿著卵石之間的縫隙進(jìn)行擴(kuò)散，所以要根據(jù)具體實(shí)際情況調(diào)整注漿壓力。注漿量不僅與地層地質(zhì)的疏密程度有關(guān)，而且還和注漿的壓力有關(guān)，具體操作過(guò)程中，應(yīng)該依據(jù)具體實(shí)際的注漿效果，進(jìn)行注漿量的調(diào)整工作，旨在對(duì)固結(jié)效果進(jìn)行控制。膠凝時(shí)間通常應(yīng)該控制在1～2mim之間，同時(shí)應(yīng)該結(jié)合具體的地層性質(zhì)進(jìn)行確定。在注漿工作之前，首先應(yīng)該在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，然后對(duì)注漿漿液的配合比、注漿壓力等參數(shù)進(jìn)行確定。如果注漿的過(guò)程中，地層水較多，那么漿液容易受到稀釋，對(duì)固結(jié)效果產(chǎn)生十分不利的影響，這時(shí)應(yīng)該盡量縮短膠凝時(shí)間；如果地層水較少，為了使得注漿漿液擴(kuò)散到制定范圍，需要盡量延長(zhǎng)膠凝時(shí)間。

3.3 隧道二襯施工技術(shù)

隧道應(yīng)該使用定型的模板進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)面的確定。具體的依據(jù)是曲線段的半徑和直線段的施工進(jìn)度，模板的相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)該按照9m＋3m的形式進(jìn)行，并且必須滿足具體工序的相關(guān)要求，具體的施工方法是，可以從兩端一次向橫通道方向開(kāi)展二襯工作，旨在確保各個(gè)工序正常開(kāi)展，以及建筑物料正常運(yùn)輸。與此同時(shí)，防水板和初次支襯之間應(yīng)該預(yù)留緩沖層，在這個(gè)過(guò)程中，盡可能多地使用無(wú)紡布。并且在緩沖層盡量做好規(guī)定數(shù)量的暗釘圈的預(yù)設(shè)，方便防水板的焊接工作。如圖2所示：

圖2 隧道二襯施工

4 結(jié)語(yǔ)

如果施工空間不足，那么淺埋暗挖技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是城市地鐵的建設(shè)。對(duì)淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用可以保證施工地面不受影響，施工場(chǎng)所周圍交通正常運(yùn)行，施工場(chǎng)所附近的管線能夠正常使用，同時(shí)還能減小對(duì)周圍環(huán)境的污染。再加上淺埋暗挖技術(shù)不管是設(shè)計(jì)還是施工的過(guò)程都比較標(biāo)準(zhǔn)化，施工的質(zhì)量得到很大程度的提升，為保證隧道施工安全做出了卓越的貢獻(xiàn)。

[1]鄭繼強(qiáng)．地鐵淺埋暗挖快速施工研究和土體穩(wěn)定性分析[D]．大連交通大學(xué)，2012.

[2]王心毅，張波，鄭繼強(qiáng)．淺埋暗挖法的施工適應(yīng)性及展望[J]．交通標(biāo)準(zhǔn)化，2011，（9）.

[3]李海，孫鐵成．淺埋暗挖法在大跨隧道中的應(yīng)用探討[J]．國(guó)防交通工程與技術(shù)，2009，（2）.

[4]賀長(zhǎng)俊，蔣中庸，劉昌用，等．淺埋暗挖法隧道施工技術(shù)的發(fā)展[J]．市政技術(shù)，2009，（3）.

[5]劉維寧，路美麗，張新金，等．盾構(gòu)法和淺埋暗挖法結(jié)合建造地鐵車站的模型試驗(yàn)[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，（8）.

（責(zé)任編輯：蔣建華）

U455

1009-2374（2017）12-0081-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.042

吳智（1982-），男，湖南安化人，中國(guó)水利水電第八工程局有限公司工程師，研究方向：建筑工程項(xiàng)目管理。

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