王浪
深圳地铁工程咨询有限公司
摘要：在浅埋暗挖法隧道施工中，必须遵循其施工原则，严格按照其施工方法，采用高效可行的施工技术与流程，排除各种危险因素，加快施工进度，提高施工质量，保障施工安全，为施工单位带来更多的经济效益。
关键词：浅埋暗挖法；隧道施工技术；地面沉降控制
引 言
浅埋暗挖法隧道施工技术在隧道施工过程中，会受到诸多因素的影响，如地上建筑物和地下管道网等，都会导致地表沉降和地层变形情况的发生，这些都是无法避免的。但在施工过程中，认真细致，依据具体的地层情况仔细勘测、科学计算、合理设计，严格规范每一项施工技术和施工操作，就能保证隧道施工质量。
1浅埋暗挖法隧道施工技术
1.1施工原理
隧道区间开挖施工过程中选用浅埋暗挖法的基本原理：隧道工程开挖初期通过复合衬砌的方式承担基本荷载作用力，二次支护作为荷载安全储备，初期、二次支护结构共同承担特殊状态荷载作用力。围岩结构通过辅助工法超前支护的方式进行加固，以调动围岩结构自身承载作用力，并结合施工现场实际情况选用多种开挖方法支护封闭成环，与围岩结构形成联合体系，巩固支护效果。目前，该工法被广泛应用于软弱地层地下工程施工作业中，但考虑到围岩结构自身承载作用力不高，因此为达到对地表沉降的控制效果，复合衬砌结构应当在确保支护时效的前提下尽可能提高刚度水平，通过增加支护结构承载作用力的方式，合理降低围岩结构自身承载作用力，以达到控制地表沉降量的目的。
1.2施工原则
在浅埋暗挖法隧道施工过程中，为最大限度确保开挖作业的顺利进行，同时实现对地表沉降量的合理控制，应遵循以下基本原则：（1）结合浅埋暗挖作业现场地层情况、既有建筑物构造特点以及现场施工机械的配置情况，对开挖方法进行合理选择。针对比较常见的大地层断面或地层条件较差的情况，可以将分部正台阶开挖法与辅助工法结合应用。反之，若地层断面小或地层条件良好，则可以优先选用全断面开挖工法。（2）在断面开挖过程中应当重视对辅助工法的选择与合理应用，在辅助工法应用基础之上结合实际情况优先考虑大断面开挖工法。（3）开挖作业面现场机械设备投入应当与地层、断面实际情况契合，按照工程造价×10.0%以上标准投入作业。（4）现场隧道开挖应当安排专人对通风状态进行监测与控制，密切处理各关键施工工序、作业人员以及内外部环境间的对应关系。（5）现场开挖施工期间应当基于对信息化技术的应用，合理调整与优化工序进度与实践安排，以保障施工进度与质量水平。
1.3施工技术
浅埋暗挖法隧道施工开挖作业进行前，应当结合工程实际情况对开挖掘进方式进行合理选择，以提高施工工法与现场实际情况的适应性。具体对应关系如表1所示。施工过程中，原则上应以人工开挖为主，条件允许时可配合弱爆破、短进尺开挖工法的合理应用，并最大限度避免围岩结构受到扰动影响，开挖全程应当对爆破振动进行合理监测，爆破进尺必须严格控制在1.0m以内。
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现场施工期间，为降低对围岩结构的扰动，最大限度控制地表沉降量，原则上应尽可能提高支护刚度，提前支护时间，同时配合对围岩结构条件的改良，对支护设计方式的合理选择。一般来说，浅埋暗挖法施工期间的支护设计应当结合对开挖现场地质条件、辅助工法、开挖方法的综合研究，并通过实验验证的方式在开挖期间持续改进。支护设计方式对应表如表2所示
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（1）土体加固施工技术。浅埋暗挖隧道施工过程中地表、地下沉降都是在初期支护作用前生成的，因此为控制沉降，必须在施工前期完善对开挖区域土体的预加固、支护施工。目前技术条件支持下常见的土体加固施工技术措施包括以下几类：①隧道超前锚杆支护：根据工法以及结构形式的不同，可分为悬吊式支撑、格栅拱支撑等几种类型。在开挖作业前将超前锚杆打入稳定岩层结构内，末端通过悬吊锚杆提供支撑作用力，以约束围岩结构变形，方便后续断面开挖以及喷锚作业，发挥土体加固的作用。②超前小导管注浆支护：通过格栅钢架构建共同支护体系，同时发挥注浆管与超前管棚的加固作用，注浆过程中可选用水泥浆、水泥-水玻璃双液浆等注浆材料，注浆压力按照0.5～1.0MPa标准控制，可确保浆液填充扩散均匀。③超前管棚支护：在开挖隧洞外轮廓周边按照一定间隔距离钻孔并安装大惯性矩钢管，通过注浆固结的方式形成支护体系，施工期间应当严格控制导向钢管钻孔精度以及大管棚导向墙施作，确保支护结构的安全可靠。④水平旋喷支护：一种新型的岩土结构加固技术，通过水平旋喷注浆在掌子面前方构筑拱形刚性体，以此种方式支撑上部荷载作用力，控制因开挖作业所产生变形以及隧道开挖过程中不良地层结构坍塌问题。该方法施工过程中在土层中水平钻进成孔，借助于水平状布设注浆管，通过喷嘴自内至外移动完成旋喷注浆施工。支护作业期间应当严格注意对浆液质量、承载力、桩长、桩位的控制。
（2）隧道开挖的施工技术。浅埋暗挖隧道开挖过程中的常见开挖技术方法包括全断面开挖、台阶开挖、中隔墙开挖等，其基本施工流程如图1所示，具体施工技术包括以下内容：①全断面开挖：适用于1～2级围岩结构，借助于移动钻孔台车全断面一次性钻孔作业，爆破成型，在此基础之上完成初期支护以及二次模筑衬砌施工作业，整体施工速度快、工序少，但可能因爆破作业带来移动、震动扰动，必须加强作业安全管理。②台阶开挖：结合实际情况划分工作面施工以适应地层变化，多在软弱围岩地层结构中应用，在隧道开挖过程中以正台阶法比较常见，可结合实际情况通过上下两部分步开挖、多部分步开挖等方式实现。③中隔墙法：建立在台阶开挖基础之上，每一部分开挖后及时支护以形成闭合单元，在不稳定岩体以及地层较差结构中应用频繁。需要注意的一点是，若施工条件无法满足施工要求，可以在中隔墙施作基础之上增设临时性仰拱，以交叉中隔墙的方式完成断面开挖作业。④双侧壁导坑法：可以将开挖断面大跨度施作转变为小跨度作业，在地层较差、开挖断面较大隧道项目中应用比较广泛。该方法的施工原理是将隧道工程开挖断面划分为左右两侧壁导坑，上部核心土、下台阶，分别完成施工作业，过程中各个分块开挖完成后独立闭合，施工期间中间变形基本不发展，但由于分块较多，扰动较大，因此对初期支护全断面闭合时间有较高要求。
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二、地面沉降控制措施
由于地面沉降对浅埋暗挖隧道施工质量以及隧道整体结构有很大影响，应强化隧道施工现场研究力度，结合地面沉降问题的原因规划控制措施，有效控制地面沉降对隧道施工的影响，确保地面沉降问题能够在短时间内得到有效控制。与此同时，还应根据隧道整体规模以及各项施工要求，针对性地处理地面沉降问题，使浅埋暗挖法隧道施工能够顺利开展。浅埋暗挖法隧道施工中的地面沉降控制措施主要包括：
2.1开挖中的防沉降
在开挖环节，应结合实际情况，合理选择地层处理技术，安装双层超前小导管，注入高压浆液，提升围岩结构性能。施工过程中需做好地质及支护状态观测、拱顶下沉量测等工作，掌握周边位移量测的方法，对建筑物做好沉降监测，整理好相关数据，为防沉降措施的选择提供参考。
2.2土体改良
为防范地面沉降的问题出现，需要改良土体，确保土质正方向运动。在隧道局部区域内，可加固土质，促进仰拱形成，保证结构质量。超前注浆、深层注浆等施工方法较常用，可通过化学浆、水泥浆的注入实现土层结构稳定，能够避免土层大幅度运动。通过土体改良，还能强化隧道施工现场地面表层固结效果，保证土体稳定性和整体质量，严防浅埋暗挖法隧道施工因施工现场土体状况出现的问题，充分发挥工程项目施工优势，有效控制浅埋暗挖法隧道施工现场地面沉降问题。
2.3地下水适度排放
软弱土层含水量较大，隧道施工过程中极易出现沉降和塌陷问题，为减少土层中的地下水含量，需要适度排放地下水。施工过程中，可通过水帷幕或者旋喷桩堵塞地下水，避免其渗入结构中，有效控制地面沉降。为顺利排放隧道施工现场地层中的地下水，需要制定合理的地下水排放方案，使用适宜的仪器设备，保证地下水排放效果，同时采取适当的拦截结构，避免地下水浸入到隧道结构当中。
2.4提高施工效率
为确保施工质量与安全并有效防范地面沉降，需要缩短隧道开挖时间，有效释放地层压力，确保其处于合理范围内，并全面提升施工效率，保障隧道工程施工质量。不仅需要有关部门按照规定流程开展浅埋暗挖法隧道施工，还应保证施工人员对隧道施工现场各项基础因素以及隧道施工质量有所了解，同时结合一系列现代化手段开展浅埋暗挖法隧道施工，保证隧道工程各个施工环节之间的连贯性，妥善处理浅埋暗挖法隧道施工问题和地面沉降现象。在保证隧道施工质量和安全性的同时，促进隧道施工以及地面沉降处理稳步开展。
2.5临时支撑施工
临时支撑施工的作用在于加强初期支护施工的质量，能够进一步完善初期支护施工，加强整个支护结构的稳固性。要把握好以下施工技术：（1）交叉中隔壁法。对隧道进行开挖施工时，施工顺序要自上而下，隧道的安全性和初期支护、中隔壁及临时仰拱这几个工序的质量密切相关，要严格按照施工顺序进行。在开挖隧道时，要把握好上下层工作面开挖的时间间隔，一般控制在3—5米。若开挖的部位属于相邻位置，在进行下一层开挖时，需要等待上一层开挖喷射的混凝土强度达到设计强度的70%才可以。在开挖时，要尽量加快开挖工作面的工作时间，避免初期支护工期过长，要促使初期支护结构尽早实现闭环，且使支护结构周边具有圆顺的轮廓。（2）临时支护拆除。在完成支护施工之后，经过测验之后，要严格监控临时支护结构的稳固情况，要制定科学的临时支护的拆除时间，临时支护结构的拆除要确保安全，拆除长度要严格把控，一般要不大于15米。
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结束语
综上所述，浅埋暗挖法在隧道施工中应用较为广泛，具有很高的实效性。然而在实际施工中，非常容易引起地面沉降，因此就要做好有效的控制工作。在今后的施工中，可以通过做好开挖中的防沉降工作、改良土体、适度排放地下水、提高施工效率、临时支撑施工等措施，来提高隧道工程的质量与安全。
参考文献
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