淺埋暗挖機(jī)械化施工技術(shù)在城市軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用

劉佳梅

摘 要：隨著城鎮(zhèn)化的深入發(fā)展，城市發(fā)展加快了建設(shè)腳步，相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)施工技術(shù)也日益提升。尤其是淺埋暗挖法工藝在城市軌道交通建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)在應(yīng)用中具有擴(kuò)張效果好、適應(yīng)性強(qiáng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但也存在缺點(diǎn)，在使用該技術(shù)施工時(shí)，還需要依靠人力施工，尤其是要用鏟、鎬等工具挖掘土方，且勞動(dòng)力大，這嚴(yán)重影響了整體施工效率。因此本文就淺埋暗挖法機(jī)械化施工技術(shù)在城市軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行討論，促使淺埋暗挖法工藝技術(shù)得到更好的發(fā)展和應(yīng)用，提高整體施工效率，進(jìn)而更好的服務(wù)城市軌道交通建設(shè)。

關(guān)鍵詞：淺埋暗挖;施工技術(shù);交通建設(shè)

中圖分類號(hào)：U231.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

雖然暗挖法工藝技術(shù)城市軌道交通建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但其很多地方還需要人工勞動(dòng)進(jìn)行，這嚴(yán)重影響了整個(gè)施工團(tuán)隊(duì)的進(jìn)度。因此可以采用暗挖法工藝進(jìn)行機(jī)械化施工，并采用相應(yīng)的輔助工具，制定相應(yīng)的操作技術(shù)，確保標(biāo)準(zhǔn)操作，這樣不僅可以提高城市軌道交通建設(shè)的施工效率，而且還能有效的降低勞動(dòng)力，在提高施工安全性的同時(shí)提升施工環(huán)境質(zhì)量，促使城市軌道交通得到更好的建設(shè)，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到進(jìn)一步提升。

1 淺埋暗挖機(jī)械化施工裝備功能要求

在對(duì)城市軌道進(jìn)行施工時(shí)，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)條件，選擇合適的施工設(shè)備，尤其是對(duì)施工設(shè)備的使用功能、移動(dòng)條件、地質(zhì)條件及作業(yè)范圍等方面進(jìn)行全面了解和認(rèn)識(shí)，這樣才能確保順利施工。淺埋暗挖機(jī)械施工時(shí)，其施工裝備要做到以下幾點(diǎn)：第一，具有靈活性，這樣才能實(shí)現(xiàn)挖、裝、支護(hù)等多種功能，進(jìn)而提升土方開挖功能;第二，要采用多功能臂架系統(tǒng)技術(shù)，確保設(shè)備可伸縮自如，進(jìn)而滿足小空間長(zhǎng)距離作業(yè)需求;第三，要搭設(shè)超前小導(dǎo)管功能，確保錨桿在推進(jìn)時(shí)可以?shī)A緊裝置，避免錨桿受力不均出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象;第四，格柵槽位銑剖功能和銑頭要實(shí)現(xiàn)自調(diào)平，確保銑刨頭斷面實(shí)現(xiàn)垂直和平行;第五，還要具備格柵輔助架設(shè)功能，這樣可以提升格柵拱架的平穩(wěn)度，同時(shí)還便于安裝;第六，要具備土方裝運(yùn)功能，促使機(jī)械裝備具有淺埋暗挖機(jī)械化施工能力。但要注意的是，淺埋暗挖機(jī)械施工雖然具有相應(yīng)的施工設(shè)備，但施工設(shè)備屬于單體裝備，在施工時(shí)需要將各個(gè)單體設(shè)備功能整合在一起，這樣才能滿足淺埋暗挖機(jī)械施工裝備靈活性及一機(jī)多能需求。

2 淺埋暗挖機(jī)械化的工藝原理及控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）工藝原理。在原有暗挖施工理論、不改變工藝流程、不降低施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，將超前小導(dǎo)管打設(shè)、格柵架設(shè)及土方開挖等工序?qū)崿F(xiàn)淺埋暗挖機(jī)械化施工。該裝備不僅可以將多種施工機(jī)械功能有效的融合在一起，而且還能提升設(shè)備動(dòng)力、施工效率及施工功能等作用，同時(shí)還會(huì)讓淺埋暗挖設(shè)備變得更加靈活多動(dòng)，且左右壁可以相互配合，實(shí)現(xiàn)挖、裝、銑等多種功能。

（2）適用范圍。淺埋暗挖機(jī)械化施工要根據(jù)實(shí)際地層情況進(jìn)行施工，這樣才能確保裝置充分發(fā)揮其作用。淺埋暗挖機(jī)械施工主要適用于粉土、黏土、粉質(zhì)黏土、砂卵石等地層條件，但淺埋暗挖機(jī)械施工在施工時(shí)要在結(jié)構(gòu)尺寸不小于高4 m、寬4 m的區(qū)間隧道進(jìn)行作業(yè)，要是尺寸過小就會(huì)導(dǎo)致裝置無法進(jìn)入。

（3）工藝特點(diǎn)。淺埋暗挖機(jī)械施工技術(shù)具有以下幾點(diǎn)工藝特點(diǎn)：第一，技術(shù)可靠，該技術(shù)裝置滿足任何臺(tái)階環(huán)形開挖施工流程和基本控制要求，所以該技術(shù)裝置在使用過程中安全可靠;第二，機(jī)械化程度高，該技術(shù)裝置可以對(duì)超前小導(dǎo)管打設(shè)、臺(tái)階土方開挖、運(yùn)送渣土、格柵槽位銑剖、格柵輔助架設(shè)等等，不僅可以代替人工勞動(dòng)，而且還能降低安全風(fēng)險(xiǎn);第三，適應(yīng)性強(qiáng)，該技術(shù)裝備可以滿足各種隧道及山嶺的施工需求，且該技術(shù)裝備還具有靈活性強(qiáng)、一機(jī)多能等特點(diǎn)，可以滿足任何粉土、黏土、粉質(zhì)黏土、砂卵石等地層條件;第四，施工速度快，要是施工人員熟練掌握該技術(shù)裝備后，其裝備工作速率是人工施工的2倍;第五，減少施工人數(shù)，淺埋暗挖機(jī)械施工人員可以在滿足設(shè)備正常運(yùn)行的情況下適時(shí)減少，不需要太多的人力;第六，節(jié)能環(huán)保，淺埋暗挖機(jī)械施工設(shè)備大都通過電力驅(qū)動(dòng)，不需要燃燒汽油就能完成施工，這有效的降低力環(huán)境污染率，逐漸實(shí)現(xiàn)環(huán)保施工。

3 淺埋暗挖機(jī)械化施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）超前小導(dǎo)管施工。利用淺埋暗挖機(jī)械施工工藝進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要先搭建超前預(yù)支護(hù)支架，并完成注漿作業(yè)，確保地層得到加固處理。在搭建超前預(yù)支護(hù)支架時(shí)，可以猜頂進(jìn)法完成，但要確保拱頂不得超過180°，環(huán)向間距為300 mm，傾角在20°和25°范圍內(nèi)，導(dǎo)管外露長(zhǎng)度要在20 cm左右，同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際地層條件，選擇合適材料進(jìn)行注漿，且注漿要領(lǐng)要保持穩(wěn)定，然后根據(jù)施工要求制定機(jī)械施工方案，由于淺埋暗挖機(jī)械施工工藝在作業(yè)時(shí)，容易受各種因素干擾，致使施工工藝變的較為復(fù)雜，所以在施工時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：①做好鉆孔準(zhǔn)備工作，要根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的地層條件及施工要求，合理標(biāo)記鉆孔位置;②在檢驗(yàn)鉆孔深度時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整鉆桿的轉(zhuǎn)速，確保鉆孔從鉆內(nèi)順利撤出，但要注意的是，在進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)，一定要由專員安排指揮;③安裝小導(dǎo)管時(shí)，一定要在鉆井完全停止轉(zhuǎn)速后在進(jìn)行安裝，這樣才能夠確保作業(yè)環(huán)境安全。由于施工過程中，設(shè)備要不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，錨桿機(jī)構(gòu)和銑刨裝置在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)下容易出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，這就需要相關(guān)工作人員根據(jù)實(shí)際磨損情況及時(shí)進(jìn)行更換，但在更換時(shí)，智能調(diào)節(jié)油缸旋鈕，不可對(duì)其他按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)拆卸;④淺埋暗挖機(jī)械設(shè)備在進(jìn)行粉土層作業(yè)時(shí)，可以通過靜壓來完成小導(dǎo)管打設(shè)，在進(jìn)行砂卵石作業(yè)時(shí)，要配備振動(dòng)自傳設(shè)備，要根據(jù)實(shí)際地層情況，選擇合適的裝備配置。在進(jìn)行小導(dǎo)管打設(shè)作業(yè)時(shí)，一定要先拱頂，然后在進(jìn)行兩側(cè)作業(yè)，在完成打設(shè)后一定要進(jìn)行注漿，等質(zhì)量滿足要求時(shí)再進(jìn)行下一導(dǎo)管打設(shè)。

（2）土方開挖。在對(duì)臺(tái)階進(jìn)行土方開挖作業(yè)時(shí)，淺埋暗挖機(jī)械設(shè)備的左右機(jī)械臂要協(xié)同工作，這樣才能順利完成施工，但在施工過程中要注意以下幾點(diǎn)：第一，要根據(jù)實(shí)際施工地質(zhì)情況，合理利用臺(tái)階法，確保臺(tái)階的長(zhǎng)度在合理范圍內(nèi);第二，在進(jìn)行土方開挖作業(yè)時(shí)，要遵循由上而下原則，在拱頂處要先完成中間再進(jìn)行兩邊，要是土方開挖是仰拱則順序反之。要是開挖作業(yè)的為黏土及粉塵地層，則要用銑刨頭，這樣才能對(duì)土地進(jìn)行合理分割，要是開挖的作業(yè)為砂卵石地層，則要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，采用人工和機(jī)械相配合的方式進(jìn)行作業(yè);第三，設(shè)備在運(yùn)行中必須保持穩(wěn)定狀態(tài)，要是在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常，要及時(shí)停止運(yùn)行，查看異常原因，并采取解決措施。要是在淺埋暗挖機(jī)械工藝作業(yè)時(shí)出現(xiàn)大石塊，要先將大石塊進(jìn)行清理后再進(jìn)行開挖作業(yè)，并且在開挖作業(yè)過程中還要積極控制鏟斗工作狀態(tài)，不可讓鏟斗出現(xiàn)碰撞隧壁的現(xiàn)象，否則就會(huì)導(dǎo)致施工作業(yè)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。另外，在對(duì)粉細(xì)砂地層進(jìn)行作業(yè)時(shí)，一定要注意山體滑坡現(xiàn)象，這就需要在作業(yè)時(shí)要及時(shí)施作卸力槽，但不能影響人們正常出行，在卸力槽和施工核心土之間要留余寬闊的通行空間。

（3）管棚支護(hù)技術(shù)。淺埋隧道與普通的隧道工程存在差異，淺埋隧道工程較為復(fù)雜，所以對(duì)其預(yù)支護(hù)技術(shù)提出了更高的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，超前預(yù)支護(hù)技術(shù)也形成了較為成熟的體系，尤其是管棚預(yù)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，它不僅操作簡(jiǎn)單，而且施工成本低。管棚以管徑為基準(zhǔn)可以分為三類，即：小管棚、大管棚及中管棚，管棚的直徑越大，去剛度越大，要是在兩端設(shè)置支撐架，就可以有效的緩解因開挖作業(yè)出現(xiàn)變形問題。因此在進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)，要想避免出現(xiàn)施工變形現(xiàn)象就要提高管棚與支撐架的剛度，但在設(shè)計(jì)管棚的支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，要具備以下特點(diǎn)：第一，管間的軟弱圍巖會(huì)因多種因素出現(xiàn)微供形狀;第二，桿件要起到消除圍巖壓力的作用。常見的管棚設(shè)計(jì)法有錨固巖體法，在設(shè)計(jì)管棚方案時(shí)，要想確保設(shè)計(jì)方案合理，就要注意以下幾點(diǎn)：①管徑和間距;②管棚的支撐厚度;③注漿的壓力和容量。

（4）雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工。要是在施工中遇到黏性土層地質(zhì)條件，可以采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法。簡(jiǎn)單的說，就是將施工面分成6個(gè)小斷面，挨個(gè)完成施工挖掘作業(yè)，但要注意的是，在進(jìn)行挖掘時(shí)一定要進(jìn)行澆筑。具體的操作流程如下，①兩側(cè)導(dǎo)坑上部施工流程：超前小導(dǎo)管、開挖、初噴施工、搭設(shè)格柵鋼架并掛網(wǎng)、復(fù)噴、下一階段;②施工兩側(cè)流程：開挖、初噴施工、搭設(shè)格柵鋼架并掛網(wǎng)、復(fù)噴、下一階段;③中間上部施工流程：超前小導(dǎo)管、土石開挖、搭設(shè)格柵鋼架并掛網(wǎng)、復(fù)噴、下一階段;④中間下部施工流程：土石開挖、搭設(shè)格柵鋼架并掛網(wǎng)、封閉底部各仰拱。

4 施工注意事項(xiàng)

在進(jìn)行城市軌道交通建設(shè)施工時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：①進(jìn)行臺(tái)階施工時(shí)，要根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況開展作業(yè)，同時(shí)還要確保臺(tái)階的長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求;②進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)，一定要由上而下，要是拱頂?shù)南韧谥虚g，再挖兩側(cè)，要是仰拱的，先挖兩側(cè)再挖中間;③在進(jìn)行黏土粉土地層開挖作業(yè)時(shí)，要采用環(huán)形留核心法進(jìn)行施工，對(duì)于砂卵石地層，要人工和機(jī)械相互協(xié)作;④在使用環(huán)形留核心法時(shí)，要確保不會(huì)出現(xiàn)反坡;⑤設(shè)備在運(yùn)行期間出現(xiàn)異常或者故障，要及時(shí)停止運(yùn)行;⑥要是在作業(yè)中遇見大石塊，要先將其清除;⑦在進(jìn)行開挖作業(yè)時(shí)，確保鏟斗運(yùn)行平穩(wěn);⑧鏟斗在開挖格柵槽時(shí)禁止碰撞隧壁;⑨在砂卵石地質(zhì)開挖臺(tái)階時(shí)，要避免出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，并且卸力槽和施工核心土之間要確保人行通過。

5 結(jié)語(yǔ)

由于城市軌道建設(shè)施工較為繁瑣復(fù)雜，致使在施工中經(jīng)常出現(xiàn)這樣那樣的問題，而暗挖法工藝技術(shù)可以有效的緩解這一問題。由于暗挖法工藝在使用過程仍然需要大量的人力和物力，且施工效率不高，而暗挖機(jī)械化施工技術(shù)可以有效的緩解這些問題，因此暗挖機(jī)械化施工技術(shù)在城市軌道交通建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)不僅可以提升施工效率，而且還能降低勞動(dòng)力度和安全風(fēng)險(xiǎn)，這為城市軌道交通建設(shè)發(fā)展奠定了基石。

參考文獻(xiàn)：

[1]向江波.城市地鐵施工技術(shù)中淺埋暗挖法的應(yīng)用[J].安徽建筑，2020，27（01）：133-134+144.