施工技术论文发表隧道浅埋暗挖施工技术

　　摘要：近年来，我国高铁隧道和高速公路隧道开始蓬勃发展，采用浅埋暗挖法施工，有效地减少了由于地层损失而引起的地表移动变形等环境问题。本文对浅埋暗挖施工设计的工作机理、设计特点及施工工法进行了论述，并对浅埋暗挖设计施工中常出现的一些问题提出了有效的建议，供同行们参考。

　　关键词：隧道,浅埋暗挖,支护设计,施工监测

　　引言

　　在高铁隧道或高速公路隧道修建时，必须保证支护结构和周围土体的稳定性，以免出现坍塌、涌砂等灾害，另外，也需要注意对施工引起的地表沉降等现象加以控制。因此，有必要对浅埋暗挖的施工工法进行研究分析，从而指导实际工程的施工，为其提高有力的依据，保证工程的质量和安全。

　　1.浅埋暗挖法的施工原理

　　浅埋暗挖法采用复合衬砌，初期支护承担全部基本荷载，二衬作为安全储备，初支、二衬共同承担特殊荷载，突出了地层改良、时空效应和快速施工的理念，浅埋暗挖法不仅仅是新奥法的简单应用，而是在其基础上结合我国的实际工程特点、地质条件、水文条件的进一步发展和创新。它指导着喷锚支护的设计与施工，指导着构筑隧道的全过程。浅埋暗挖法可以以施工监测为手段，建立量测信息反馈设计和施工，通过对监测数据的分析来指导设计与施工，保证施工安全，控制地表沉降。

　　2.浅埋暗挖法支护设计特点

　　2.1浅埋暗挖法与其他施工法有很强的兼容性，设计和施工应紧密结合，设计应充分考虑施工措施。

　　2.2埋深浅。在工程施工过程中，地层承载力差，开挖引起的地层应力波迅速传到地表，从而引起明显的地表沉降，对周围环境的影响较大，超过一定限度，会引起整体失稳，发生塌方。因此，对开挖方法和支护衬砌提出了更高的要求，所以，围绕如何有效控制浅埋地下工程扰动诱发的地表沉降变形，成为浅埋地下工程设计、施工、研究的重点和难点。

　　2.3施工影响小。灵活多变，多地面建筑、道路和地下管线影响不大，不扰民、不污染城市环境，

　　2.4工程类比是浅埋暗挖设计的主要依据，工程设计前，首先要把本段的地质条件和类似的工程地质条件进行充分分析对比，以便确定出本工程的预选设计方案。

　　2.5风险管理难度大。浅埋暗挖工程通常具有工期长、规模大、技术复杂、地质条件不稳定、施工中的意外事故和施工造成的环境影响对工程的进展产生的影响很大的特点，因此，我们要防患于未然，把风险造成的损失降至最低。

　　3.浅埋暗挖法的施工方法及应注意的问题

　　3.1采取正确的施工方法

　　选择合理的施工方法，可以安全地建设隧道，并将地表沉降控制在设计要求范围内，因此，选择一种合理的施工方法是工程成败的关键。浅埋暗挖工程在选择施工方法时，浅埋暗挖工程施工中应根据不同的围岩工程地质条件、水文地质条件、工程建筑要求，及其施工技术条件、施工技术水平等多种因素，选择行之有效的一种或多种施工方法。

　　围岩的地质条件是施工的主要影响因素，当围岩较稳定且岩体较坚硬时，施工往往采用先把隧道坑道断面开挖好，然后修筑支护结构，并且有条件时可以争取一次把全断面挖成，当围岩稳定性较差时，则需要随开挖随进行一次支撑，防止围岩变形及产生坍塌;分块开挖后，应及时进行一次支护的施作，一般先开挖顶部，在上部断面挖成后及时进行一次支护，在上部支护的保护下再开挖坑道下部断面。二次模筑衬砌修筑必须先修筑边墙，之后再修筑拱圈，即先墙后拱法施工。

　　基于经济性及工期考虑，其工法选择的顺序为：正台阶法→上台阶设临时仰拱闭合法→CD工法→CRD工法→眼镜工法。从安全性角度考虑，顺序正好相反。一般情况下，当开挖断面宽度大于10m时，应优先选用CRD或CD工法，当开挖断面宽度小于10m时，应优先选用正台阶法，在特殊条件下可考虑采用眼镜工法。下面图1、图2分别为CD法和CRD法示意图。

　　CD法以台阶法为基础，将隧道断面从中间分成左右部分，使上、下台阶左右各分成2或多部分，每一部分开挖井支护后形成独立的闭合单元。CRD法施工是通过中隔壁的分隔，将大断面隧道分割成两半施工，将隧道跨度减小，同时分割后的隧道两侧采用三台阶交叉施工，可以减小隧道开挖的空间效应，同时及时施工的初期支护，提高支护强度、刚度，可以有效控制大跨度，施工安全更加可靠。

　　CRD和CD工法中的关键技术是中壁的拆除工艺。在中壁拆除作业的施工管理中，最重要的问题是判断中壁拆除时间和中壁拆除后的安全性，一般在隧道施工中维护断面的稳定基本上是通过拱顶下沉核净空收敛来判断的。因此，在中壁法中，中壁的拆除时间的确定和作业的安全性基准，也是以这种方法为依据的。

　　3.2浅埋暗挖法的施工步骤

　　先将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固，开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。地层加固后，进行短进尺开挖，一般每循环在0.5-1.0米左右。随后即作初期支护。第三步，施作防水层。开挖面的稳定性时刻受到水的威胁，严重时可导致塌方，处理好地下水是关键的环节，最后，完成二次支护，一般情况下，可注入混凝土，特殊情况下要进行钢筋设计。当然，浅埋暗挖的施工需利用监控测量获得的信息进行指导，这对施工的安全与质量都是重要的。

　　3.3浅埋暗挖法的施工应贯彻的原则

　　3.3.1管超前：指采用超前管棚或小导管注浆防护，实际上就是采用超前支护的各种手段，提高掌子面的稳定性，防止围岩松弛和坍塌;

　　3.3.2严注浆：指在导管超前支护后，立即进行压注水泥浆或其它化学浆液，填充围岩空隙，使隧道周围形成一个具有一定强度的壳体，以增强围岩的自稳能力;

　　3.3.3短开挖：指一次注浆，多次开挖，即限制一次进尺的长度，减少对围岩的松弛;

　　3.3.4强支护：指在浅埋的松软地层中施工，初期支护必须十分牢固，具有较大的刚度，以控制开挖初期的变形;

　　3.3.5快封闭：指在台阶法施工中，如上台阶过长时，变形增加较快，为及时控制围岩松弛，必须采用临时仰拱封闭，开挖一环，封闭一环，提高初期支护的承载能力;

　　3.3.6勤量测：指对隧道施工过程进行经常性的量测，掌握施工动态，及时反馈，是浅埋暗挖法施工成败的关键。

　　3.4浅埋暗挖法施工应注意的问题

　　3.4.1浅埋暗挖技术从减少地表沉陷考虑，还必须辅之以其他配套技术，比如地层加固、降水等。浅埋暗挖法十分讲究施工方法的选择(尤其是地铁车站多跨结构和大跨结构)，一个合理的结构形式和正确的施工方法能起到事半功倍的作用。

　　3.4.2浅埋暗挖法不允许带水作业。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的，开挖面的稳定性时刻受到威胁，甚至发生塌方。大范围的淤泥质软土、粉细砂地层，降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层，不宜采用此法。

　　3.4.3采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。我国规范对土壤的自立性从定性上提出了要求：工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地层的预加固和预处理，视为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。

　　3.4.4作为初期支护主体的喷射混凝土，其喷射厚度要合理，太厚、太薄都不利于发挥喷射砼材料的力学性能，喷射混凝土支护接近于无弯矩状态，支护结构性能较好，因此用增加喷射混凝土厚度的方法来加强支护，效果较差，应采用合理的喷射方法和选择喷混凝土材料来提高配设混凝土的力学性能，如采用潮喷或湿喷的方法，在喷料中掺加改性聚酯外加剂，提高喷射砼的抗裂性。

　　3.4.5未封闭前注意作好锁脚锚杆、刚支撑脚部垫实，必要时设纵梁。

　　结语

　　近些年来，随着隧道施工技术的发展，在超浅埋隧道施工中，暗挖技术也得到了发展。施工中必须严格遵守“管超前、严注浆、短进尺、快支护、紧封闭、勤量测”的方针，确保工程质量问题。

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