邓文祥
中国水利水电第十四工程局有限公司 云南 昆明 650000
摘要：浅埋暗挖地铁隧道施工技术常用于城市地铁隧道开挖施工中,有效地加快了城市地铁建设。本文根据作者多年工作经验，对浅埋暗挖地铁隧道施工技术与风险管理技术进行了分析,并提出了针对性的风险控制措施,以供参考。
关键词：浅埋暗挖；地铁隧道；施工技术；风险
1、浅埋暗挖隧道法
新奥法是六十年代奥地利专家L.V.Rab-cewiz总结前人在隧道工程中积累的经验后所提出来的一套隧道设计、施工新技术,它的核心是利用围岩支护隧道使围岩本身形成支承。我国的工程师在新奥法的基础上,结合中国国情创立了浅埋暗挖法。浅埋暗挖技术方法是以加固和处理软弱地层为前提,采用足够刚性的复合式衬砌结构,选用合理的开挖方式,应用信息化量测反馈设计和施工,以保证施工安全,控制地面沉降。浅埋暗挖技术方法具有灵活多变、不拆迁、不扰民、不影响交通、不破坏环境、造价低、隧道结构强度高等突出优点,非常施工中国的国情。
2、浅埋暗挖法的特点
浅埋暗挖法,是指在软弱围岩地层中,以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅和锚喷砼作为初期支护手段,遵循“新奥法”理论,按照“十八字”方针(管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、测)进行隧道的设计和施工。
浅埋暗挖的优点:结构形式灵活多变,对地面筑、道路和地下管线影响不大,拆迁占地少,扰民少,污染城市环境少等。缺点:施工速度慢,喷射混凝土粉尘多,劳动强度大,机械化程度不高,以及高水位地层结构防水比较困难等虽然已被广泛推广应用,但是并非都真正地掌握了其真谛。无论在地铁工程中,还是在市政公用管线施工中,或因生搬硬套、或因片面性、或因配套技术不足,仅强调“只要会喷锚支护就会浅埋暗挖”的误导,造成坍塌、沉陷、渗漏等,经常发生严重的安全质量事故。因此,在施工过程中要对“浅埋暗挖法”进行深入的研讨,综合分析,全面总结。
3、浅埋暗挖地铁隧道施工技术与风险研究
3.1超前支护施工及开洞门?
3.1.1超前预注浆施工?
（1）注浆工艺及设备选择?
注浆区段均为较差的围岩地段，隧道开挖面以砾质粘性土为主，该岩层孔隙率和渗透系数较低，具有砂土的特性也有粘土特征，工程性质复杂、差异性大，而且具有遇水软化崩解的特性，遇水后“土变泥、泥变浆”，迅速软化、泥化、崩解，土体强度等力学性质急剧变差，甚至丧失承载力。拱顶以上为素填土层，容易出现塌孔、缩孔现象，根据设计要求采取在洞内超前预注浆加固土层。?根据围岩特性选择套管跟进注浆工艺，钻孔到设计孔深后，采用后退式注浆的方法。为了保证注浆效果，先在b路作业面进行试验性注浆，以便确定注浆控制压力、注浆量、注浆材料配合比。?注浆设备：钻孔采用ZLJ-450坑道钻机，配套钻杆υ42mm，钻头50～89mm，钻杆可调方向角0～360°。
（2）注浆参数
实际注浆时按计算注浆量进行试验性注浆，根据注浆效果及时进行调整。
3.1.2超前大管棚施工?
(1)管棚施工总体安排?
根据地质条件，为了减小隧道的沉降，设计采用了φ180×8超前大管棚作为超前预支护，管棚环向间距＠400mm，在隧道暗挖段拱部外侧0.2m打设。由于本工程受场地条件限制，且地下管线距通道顶部较近，为了确保管棚的施工精度，大管棚施工采用非开挖水平导向钻进技术进行施工。隧道暗挖段大管棚在明挖基坑内打设。每侧洞口打设长度L=32m，使管棚搭接长度不小于2米；管棚沿拱部环向布设，间距0.4m，共106根。
(2)管棚施工前准备?
1）测量放线定孔位?
采用全站仪、经纬仪、钢尺等将管棚开孔中心点逐个测设至开孔面，并用油漆逐个画出开孔外边线（定位管外边线），并进行编号。然后破除开孔位置喷射砼。?
2）机械设备就位?
铺设钻机施工平台，确保施工时钻机不倾斜，不抖动，平台采用钢管、方木和竹板搭设，平台搭设完成后将钻机安装就位、固定。将钻机与其它辅助设备连接妥当、安全，按提前设计好的钻孔角度调整钻机倾角，并做好施工中容易出现问题的应急措施。
?3）组装钻具（钻头）
取位置安放探棒；安装焊接泥浆系统单向阀；焊接楔形板（通常与钻杆角度为20°）；安装焊接水眼板（水眼为8mm）；配置泥浆，准备钻进施工。?
（3）导向钻进?
先钻奇数孔位，从洞顶往两边对称钻孔，钻一奇数孔后紧接着钻一偶数孔。每钻好一孔后及时顶进长管棚钢管并进行注浆作业。施钻时，钻机大臂必须顶紧在掌子面上，以防止过大颤动，提高施钻精度。钻机开孔时钻速宜低，钻深20cm?后转入正常钻速。?第一节钻杆钻入土层尾部剩余20～30cm?时钻进停止，用两把管钳人工卡紧钻杆（注意不得卡丝扣），钻机低速反转，脱开钻杆。钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联接套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联接成一体。每次接长钻杆，均可按上述方法进行联接。换钻杆时，要注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心水孔是否畅通等，不符合要求的应更换以确保正常作业。钻孔施工中根据导向仪测量的数据严格控制钻孔轴线，若有不利偏向要及时进行纠正，纠偏遵守“勤纠少纠”的原则。
3.2超前小导管?
超前支护采用φ42mm超前小导管，长2.5m的钢管用顶进钻机打进土体，钢管前端做成尖形,钢管上钻注浆孔孔径10mm，孔间距20cm，尾部留置60m不钻孔作上浆段,孔口沿开挖轮廓拱顶180度范内布置分为两排，外插角为10度～15度角，纵向间距100cm?,且纵向相邻两排超前小导管水平搭接长度不小于1.0m。?
超前小导管埋设完毕后进行压力注浆,将水泥砂浆（水泥砂浆水灰比：W：C＝0.5：1～1：1，注浆压力为0.5～1.0Mpa。），根据实际地质情况作出调整,在特殊情况下也不能少于0.2Mpa,应同时满足周围吸浆量,注浆完毕2小时以后等水泥浆凝固后形成较稳定的加固圈，才进行隧洞开挖。
3.3隧道开挖及初期支护?
3.3.1隧道开挖?
通道采用复合式衬砌结构，由初期支护和二次模筑衬砌组成。初期支护承受施工过程中所产生的全部基本荷载，二次模筑衬砌则作为提高结构安全的储备结构，初期支护和二次衬砌共同承受特殊荷载（如地震荷载、人防荷载等）。?初其支护由格栅钢支撑+钢筋网+纵向连接筋+喷射混凝土组成，并辅以超前大管棚及超前小导管组成超前预支护体系。
3.3.2格栅钢架制安?
（1）格栅钢架制作?
格栅钢架在工地加工场内提前进行预加工，将场地平整后，平铺钢板，制成固定模具。?焊制好的格栅钢架使用前在加工场内进行试拼，将整个通道轮廓各节拱架进行整体试拼，以检查连接部位是否吻合，加工误差符合规范要求的拱架方可使用。?
（2）拱架安装?
每榀格栅钢拱架安装前，准确定出拱架安装的中线、标高及拱脚设计位置。格栅钢架安装由人工借助机具进行架立就位，拱脚必须架立在坚固的基座上，若拱角基座不够坚固，必须加垫块。?各榀拱架之间通过纵向连接筋焊接成整体。?
(3)纵向连接筋焊接?
钢格栅及钢架之间通过φ22连接筋连成整体，连接筋间距0.3m，环向双层布置，临时中隔墙及临时仰拱单层布置。连接筋之间采用单面搭接焊连接，焊缝必须饱满，搭接长度不得小于10d，即不小于22cm。
（4）钢筋网铺设?
钢筋网先在钢筋加工场地按设计要求加工成网片，现场人工安装，安装时将网片点焊在格栅钢架上，网片间搭接长度不得小于200mm。
3.3.3喷射混凝土?
喷射砼采用潮喷施工工艺，按照配合比，在拌和前用适量的水把砂、石原材料湿润，然后加入水泥、速凝剂，用砼搅拌机拌和，把拌和料送入喷射机料斗，喷射机活塞将拌和料送入混合室，与压缩空气混合后进入喷射管，在喷嘴处通入水，再次混合后的料从喷嘴喷射到受喷面。?喷射混凝土潮喷工艺，应配置的基本设备为：滚筒式搅拌机2台、喷浆机2台，空压机2台。
4、结束语
隧道工程开挖施工中常遇地质松散等不良地质问题,影响隧道施工进度和质量。基于此,以实际工程为例进行分析,对浅埋暗挖隧道开挖施工、支护施工、预注浆施工、混凝土喷射等相关施工工艺进行深入研究。
参考文献：
[1]浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工中的应用[J].辛弘峰. 建筑技术开发.2020(15)
[2]市政工程隧道施工中的浅埋暗挖技术分析[J].张文涛.科技资讯.2020(09)
[3]浅埋暗挖技术在市政工程隧道施工中的应用研究[J].董纪涛. 建材与装饰.2020(06)