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浅埋暗挖工程在现代化城市建设中的作用

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第6期作者：李亚虎

[导读] 摘要：浅埋暗挖隧道中，地层变形的分析与控制一直是工程界研究的热点与难点，相比隧道的稳定分析,地层变形的研究更为复杂。

        北京兴电国际工程管理有限公司北京 100089
        摘要：浅埋暗挖隧道中，地层变形的分析与控制一直是工程界研究的热点与难点，相比隧道的稳定分析,地层变形的研究更为复杂。隧道开挖过程中，影响地层变形的因素很多，主要包括地质条件、水文条件、隧道埋深及跨度、开挖方法、支护方式、施工管理水平等叫由于影响地层变形的因素众多,因此,很难对地层变形进行精确的计算。
        关键词；浅埋暗挖；城市建设；作用解析
        1沉降产生机理与沉降时间、空间特性
        1.1地层损失
        隧道在开挖过程中随着隧道内土体的挖除、地下水的排出,地层中原有的应力平衡状态被打破,土体中应力状态的再调节,使土体产生向下的弹塑性变形叫地层损失常用地层损失率表达，即隧道开挖引起的地层损失量与隧道隧道开挖面积的比值。根据相关统计数据，北京地区矿山法隧道的地层损失率为1%~2%。
        1.2隧道地层失水固结
        浅埋暗挖法施工的2个前置条件为隧道不允许带水作业和开挖面具有一定的自立性和稳定性。为满足浅埋暗挖法的施工条件,确保开挖面的安全,浅埋暗挖法施工前要先对含水层进行疏干,但是降水施工会造成土体的有效应力增加，从而引发土体沉降。
        2浅埋暗挖法施工技术及其应用优势
        在浅埋暗挖法施工中，主要涉及到支护、开挖和加固三个方面，其中支护是浅埋暗挖法中非常重要的一个环节，通过支护施工可以在很大程度上提升施工环境的稳定性，对于后期的开挖工作有着重要作用。和传统明挖法来比较，浅埋暗挖法具有非常明显的优势，主要表现在以下几个方面。
        2.1适应性比较强
        在施工中，浅埋暗挖法能够在不同环境下进行施工，适应性比较强，所以在施工中具有理想的施工价值，浅埋暗挖法在一些软弱地质应用比明挖法应用效果更加突出。
        2.2操作比较简便
        在隧道工程中，浅埋暗挖法操作比较简单，从而在一定程度上降低了隧道工程的施工难度，提升隧道施工的进度，在实际应用中具有重要应用价值。
        2.3环保效果比较理想
        在隧道工程中，浅埋暗挖法施工环保效果比较理想。在施工中，通过浅埋暗挖的施工技术的应用，可以有效降低粉尘等污染物的出现，而且具有较强的消音作用，能够在很大程度上降低对周围环境影响。
        3.浅埋暗挖法隧道施工技术的发展
        3.1应用范围
        在浅埋暗挖在隧道工程的应用中，不带水作业是浅埋暗挖法的主要施工技术特征，如果底层含有水，就会导致对开挖面的可靠性造成影响，甚至出现塌方。所以在浅埋暗挖法施工技术在应用中，需要对地下水进行处理，如处理不当会对施工质量造成直接的影响。
        3.2发展分析
        （1）施工重点。浅埋暗挖法的施工重点可以分为以下几点，一是管超前，二是严注浆，三是短开挖，四是强支护，五是快封闭，六是勤测量。
        （2）底层的预加固和预处理。在浅埋暗挖施工中，对于底层的预加固和预处理是非常重要环节。在浅埋暗挖法隧道施工中，为了更好的保持开挖面土体的可靠性，需要对底层进行预加固和预处理，从而达到提升开挖面土体的可靠性。
        （3）隧道开挖和支护。

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在隧道工程浅埋暗挖法的应用中，在隧道的开挖工作中，开挖后尽量降低暴露时间，同时在最短时间内完成支护作业，从而更好的保证隧道施工质量。
        （4）二次衬砌。在浅埋暗挖法施工中，通过二次衬砌能够对初期支护的强度进行提高，而且能够为中间的承受水压力和防水隔离层起到支撑作业。
        4浅埋暗挖法隧道施工技术的应用
        4.1关于中洞法暗挖技术的运用
        在隧道浅埋暗挖法施工中，中洞法是指先对隧道的中部进行开挖，在开挖中，可以用CD法按照小分块、短台阶的原则进行施工。在隧道支护施工完成以后，需要及时进行二次衬砌，从而更好的完成对地层结构的刚性支撑。
        4.2关于PBA工法的运用
        在隧道浅埋暗挖法施工中，PBA法是指先创建数个分离导洞，然后对洞进行支护工作，然后实施加拱的暗挖技术。PBA法在隧道工程中有着很好的应用，而且不会为底层带来一些不利的影响。
        4.3关于平顶直墙暗挖技术的运用
        在隧道施工中，在隧道入口和出口施工中，会碰见铺设在地下的构筑物，对于这种情况，在传统处理方式是增大线路纵坡的形式，从而达到使隧道下埋深度增加，如果地下水位比较高，就会导致降水比较困难。对于这种情况在隧道施工中可以运用平顶直墙暗挖技术，可以有效的减少对既有结构的影响，从而更好的保证隧道施工质量。
        5近年来国内较为典型的浅埋暗挖工程案例
        5.1拟建的港珠澳大桥
        珠海连接线拱北隧道工程拱北隧道工程位于珠海市香洲区，毗邻澳门，是港珠澳大桥的重要组成部分，是连接广东省珠海市与港珠澳大桥的通道。拱北隧道暗挖段采用双向六车道、349m2上下重叠大断面、5m的超浅埋下穿拱北口岸通关区。洞身穿过淤泥质土、粉质黏土、中粗砂和砾砂等地层，地表建筑物敏感密集，地下管线众多繁杂，工程难度巨大。拟建的拱北隧道暗挖段长255m，初步设计土建工程造价2.94亿元，工期45个月(2012年6月30日至2016年3月30日)。隧道。隧道设计采用10根1.8m、30根1.44m钢管形成255m曲线管幕。管间首先采用冻结与管幕形成360°超前预加固体系，然后再进行隧道的分步开挖。2)对复杂敏感环境下浅埋暗挖软土隧道起到明显的借鉴意义。3)直观的、“铜墙铁壁”式的预加固辅助工法将会在复杂敏感环境下被越来越多地应用。
        5.2广州地铁3号线天河客运站折返线暗挖隧道
        工程概况天河客运站折返线斜穿广汕公路和沙河立交，隧道上方管线纵横交错、数量繁多，地表为交通繁忙的城市主干道广汕公路。折返线长147.8m，为地铁双线隧道断面。隧道覆土厚8m，最大开挖跨度为13.4m。隧道拱部围岩主要为砂层，边墙和底部围岩主要为花岗岩残积土层。冻结设计情况采用双向水平冻结搭接为5m的方案。冻结孔距离隧道开挖轮廓线为1.0m，拱部冻结孔间距为0.8～0.9m，边墙和底部冻结孔间距为0.9～1.0m。施工情况及效果评价隧道于2005年7月10日开始冷冻，2005年12月28日停冻，冻结时间为171d。路面整体缓慢上升达到401mm，冻结壁厚度为5.5m，有效冻结壁厚度为3.0m。冻结壁强度较高，人工开挖极其困难，最后采用CRD法配合独臂掘进机开挖。该工程采用冻结法加快了工程进度，但冻胀控制效果欠佳。
        6总结
        综上所述，隧道施工中，通过浅埋暗挖法施工可以解决施工中一些难点，所以浅埋暗挖法在隧道工程建设中具有广泛的应用。但是随着浅埋暗挖法被越来越多的应用于各个项目中，其原有的施工技术规范已然不能满足日趋复杂的隧道工程建设。这就为研究浅埋暗挖法的发展以及应用方法规范，提出了更高的要求。
        参考文献：
        [1]王旭峰.探讨浅埋暗挖法隧道施工技术的发展[J].黑龙江交通科技,2017(09).
        [2]杨显松.浅埋暗挖法隧道施工技术的发展研究[J].交通世界,2018(21).