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摘要：近年来,我国各类建设工程项目不断增多,其中有很大一部分地下工程,如地铁、隧道等等,这些工程项目的出现,使得浅埋暗挖法施工技术获得了广泛应用。采用这种方法进行隧道施工,能够边开挖、边浇筑,并且无需开槽,适用于砂层和粘性土层。目前,我国在浅埋暗挖法隧道施工技术方面的研究取得了一定成果,但是需要进一步改进和完善的地方仍有很多。
关键词：浅埋暗挖法；隧道施工技术；地面沉降控制
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、浅埋暗挖法隧道施工技术概述
1、浅埋暗挖法的前提条件
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水的威胁，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处理好是非常关键的环节，它直接影响浅埋暗挖法的成败。
2、浅埋暗挖法的基本经验
浅埋暗挖法隧道施工总结可简要概括为十八字诀，即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测，基本上概括了浅埋暗挖法的施工工艺要求和施工经验。
2.1底层的预加固和预处理
开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。当土难以达到所需的稳定条件时，必须通过地层预加固和预处理，来提高开挖面土体的自立性和稳定性。降低地下水位一方面可达到无水施工，另一方面可以改善土体的物理力学特性。经常采用的预加固和预处理的措施有工作面前方深孔注浆、超前小导管注浆和大管棚超前支护。对于特定的情况可以单独使用，也可以2-3种技术同时配合使用。
2.2隧道开挖和初期支护
对于隧道开挖和初期支护，特别要遵循“随开挖、随支护”的基本施工原则。为了尽量减少土体开挖后暴露的时间，使得初期支护能够在最短的时间内闭合完成，必须要注意土体有限的自立时间。因此，选择适当的开挖方法显得十分重要。
2.3二次衬砌
浅埋暗挖法通常采用模筑混凝土作为二次衬砌材料，它既是提高初期支护强度和刚度，增加初期支护安全储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层、承受水压力的需要，一般通过监控测量，证明初期支护基本稳定，防水层铺设完毕经隐蔽工程检查合格后，可以开始灌注二次衬砌。如果隧道断面较大，等待初期支护变形达到基本稳定需要很长时间，也可提前施做二次衬砌，这时的二次衬砌将要承受初期支护变形传来的压力。
2.4监控测量
作为浅埋暗挖法施工的重要组成部分，适时使用监控测量获得信息，进而指导施工是非常重要的。拱顶下沉、地表位移、隧道周边收敛等量测项通常被选为监控量测的必测项目，而支护应力、土压力土体位移等可作為选侧项目。
3、暗挖区间隧道标准断面施工方法
3.1暗挖区间标准断面
地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。
3.2超前支护施工
结合具体地质条件和开挖面的稳定情况，一般选择小导管注浆作为主要的超前支护手段。小导管采用准42mm，长2.5-3.5mm，外插角10-15°，环向间距为25-32cm，搭接1.5m。注浆浆液需根据具体地质条件选用，或用单液水泥注浆，或用水泥玻璃双液注浆，或用改性水玻璃浆注浆。注浆浆液的选择，配比、压力的确定必须经过现场试验决定。
3.3短台阶法开挖与支护
隧道净高6.0m，净宽5.6m。对于一般地层常采用短阶法开挖，上台阶长不超过1倍洞径，并留有2m以上的核心土。后方开挖中层土，并施作仰拱。留核心土的目的，一方面可以抑制开挖面的变形，保持土体稳定，另一方面可以压缩拱部开挖土方时间，尽早在有限空间架设拱部栅拱架，并喷射混凝土，尽早完成拱部初期支护；采用台阶的目的，一方面利用台阶的土压力支挡前方工作面，保持开挖面稳定，另一方面利用台阶便于人工开挖；采用短台阶的目的，一方面便于人工翻碴，另一方面可以尽快开挖中层土方，便于尽早施作边墙支护和封闭仰拱，尽早使初期支护形成封闭的稳定结构。
二、浅埋暗挖法隧道施工地面沉降控制措施
通过浅埋暗挖法隧道施工引起地表楼房下沉的原因和沉降规律的分析,在施工过程中可针对造成沉降的不同原因分别采取不同措施来控制或预防沉降。
1、土体内水的流失
1.1超前小导管周边注浆。
1.2严格喷射混凝土工艺:
严格按配合比拌制喷混凝上料,特别要严格控制外加剂；
仰拱及上台阶拱脚积水和淤泥要清理干净；
新旧混凝土面要清洗至露出混凝土的本色.无泥上或其它杂物；
分层喷射,从而保证喷射混凝土的密度,提高喷射混凝土质量。
1.3及时进行初期支护背后回填注浆堵水。
2、土体承载力差
2.1超前大管棚支护；在埋深小于1倍洞径且有房屋的地段采用。在拱部1200范围内,采用长20m,直径108mm的无缝钢管作管棚,间距40cm,管棚内注浆。
2.2超前小管棚支护:在埋深小于1倍洞径、地表无房屋或埋深大于1倍洞径、地表有房屋的地段使用。根据现场地质条件,小导管长短结合使用,小导管长2.5-4.5m,直径42mm,管内注浆。
3、应力重新分布
3.1管棚超前支护。
3.2保证核心土的大小和长度。
3.3增加锁脚锚管数量并及时打设:由每侧1根增加为2根。
3.4增加上台阶拱脚的承载能力:每侧拱脚下打设直径42mm钢管各4根,长度视拱脚围岩而定,上垫木板,以增加拱脚承载力。
3.5加大拱脚处纵向连接筋密度并保证焊接质量:拱脚上30cm处设双层4根纵向连接筋,间距同拱架截面,以形成托梁。
3.6必要时增加临时仰拱。
4、爆破施工的多次扰动
4.1加强爆破震动监测,找出合理的爆破参数。
4.2充分利用雷管段数,采用微差起爆,在满足规定的最大震动速度要求的前提下,增加一次起爆炸药量,从而减少爆破次数。
4.3软弱围岩部分必须人工挖掉,尽可能不用爆破方法创造第二临空面,同时减少围岩的爆破量达到在满足爆破爆速要求条件下减少爆破次数的目的。
5、施工工艺及现场操作不规范
5.1定期召开限制沉降措施技术专题会,分析沉降规律,制订出防止沉降措施。
5.2设法自行发电,减少噪音扰民,保证夜间施工用风。
5.3找出每道工序的合理施工时间,各工序严格按标定时间进行控制,从而缩短循环作业时间,减少掌子面土体的暴露时间,达到及时封闭,控制沉降的目的。
5.4保证钢筋网与围岩密贴,保证喷混凝土质量,及时进行背后回填注浆。
5.5保证立拱质量,特别是螺栓的连接质量和连接筋的焊接质量,螺栓要上齐拧紧,连接钢筋的搭接长度不小于8d,焊缝饱满。
5.6严格控制管棚角度。
5.7左右线掌子面距离控制在2-3倍洞径。
5.8台阶长度控制在1倍洞径。
5.9减少上下台阶施工的相互干扰,并及时封闭成环。
结束语
总而言之,浅埋暗挖法施工技术以其自身诸多的优点,在各类隧道工程建设施工中获得了广泛应用。虽然我国在该技术的应用上已经形成了一套较为完整的体系,但是随着暗挖隧道规模的扩大以及复杂程度的不断提高,对该技术提出了更高要求。为此,加大对该方法在复杂隧道方面的应用研究显得尤为重要。现如今,随着各种新型材料、机械设备的出现以及相关理论的进步和完善,相信在不久的将来,浅埋暗挖法必然会获得更大的发展。
参考文献
[1]康富中.城市地下浅埋/超浅埋暗挖大变断面工法重点控制技术要点及对环境影响监测[A].第四届中国国际隧道工程研讨会文集[C],2009(10).
[2]李迎春.富水砂层大跨度平顶浅埋暗挖隧道施工技术[J].国防交通工程与技术，2012(7).
[3]陈景安.浅埋暗挖技术在北京长安街过街通道施工中的应用[J].建筑技术，2009(6).
[4] 周刘刚.浅埋暗挖地铁车站管棚加交叉小导管超前注浆预加固施工技术[J].铁道勘察,2008(7).
关键词：浅埋暗挖法；隧道施工技术；地面沉降控制
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、浅埋暗挖法隧道施工技术概述
1、浅埋暗挖法的前提条件
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水的威胁，甚至发生塌方。把地下水，尤其是上层滞水处理好是非常关键的环节，它直接影响浅埋暗挖法的成败。
2、浅埋暗挖法的基本经验
浅埋暗挖法隧道施工总结可简要概括为十八字诀，即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测，基本上概括了浅埋暗挖法的施工工艺要求和施工经验。
2.1底层的预加固和预处理
开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。当土难以达到所需的稳定条件时，必须通过地层预加固和预处理，来提高开挖面土体的自立性和稳定性。降低地下水位一方面可达到无水施工，另一方面可以改善土体的物理力学特性。经常采用的预加固和预处理的措施有工作面前方深孔注浆、超前小导管注浆和大管棚超前支护。对于特定的情况可以单独使用，也可以2-3种技术同时配合使用。
2.2隧道开挖和初期支护
对于隧道开挖和初期支护，特别要遵循“随开挖、随支护”的基本施工原则。为了尽量减少土体开挖后暴露的时间，使得初期支护能够在最短的时间内闭合完成，必须要注意土体有限的自立时间。因此，选择适当的开挖方法显得十分重要。
2.3二次衬砌
浅埋暗挖法通常采用模筑混凝土作为二次衬砌材料，它既是提高初期支护强度和刚度，增加初期支护安全储备的需要，也是支撑中间的防水隔离层、承受水压力的需要，一般通过监控测量，证明初期支护基本稳定，防水层铺设完毕经隐蔽工程检查合格后，可以开始灌注二次衬砌。如果隧道断面较大，等待初期支护变形达到基本稳定需要很长时间，也可提前施做二次衬砌，这时的二次衬砌将要承受初期支护变形传来的压力。
2.4监控测量
作为浅埋暗挖法施工的重要组成部分，适时使用监控测量获得信息，进而指导施工是非常重要的。拱顶下沉、地表位移、隧道周边收敛等量测项通常被选为监控量测的必测项目，而支护应力、土压力土体位移等可作為选侧项目。
3、暗挖区间隧道标准断面施工方法
3.1暗挖区间标准断面
地铁区间隧道除个别特殊地段外，一般均采用单线马蹄形曲墙断面形式。
3.2超前支护施工
结合具体地质条件和开挖面的稳定情况，一般选择小导管注浆作为主要的超前支护手段。小导管采用准42mm，长2.5-3.5mm，外插角10-15°，环向间距为25-32cm，搭接1.5m。注浆浆液需根据具体地质条件选用，或用单液水泥注浆，或用水泥玻璃双液注浆，或用改性水玻璃浆注浆。注浆浆液的选择，配比、压力的确定必须经过现场试验决定。
3.3短台阶法开挖与支护
隧道净高6.0m，净宽5.6m。对于一般地层常采用短阶法开挖，上台阶长不超过1倍洞径，并留有2m以上的核心土。后方开挖中层土，并施作仰拱。留核心土的目的，一方面可以抑制开挖面的变形，保持土体稳定，另一方面可以压缩拱部开挖土方时间，尽早在有限空间架设拱部栅拱架，并喷射混凝土，尽早完成拱部初期支护；采用台阶的目的，一方面利用台阶的土压力支挡前方工作面，保持开挖面稳定，另一方面利用台阶便于人工开挖；采用短台阶的目的，一方面便于人工翻碴，另一方面可以尽快开挖中层土方，便于尽早施作边墙支护和封闭仰拱，尽早使初期支护形成封闭的稳定结构。
二、浅埋暗挖法隧道施工地面沉降控制措施
通过浅埋暗挖法隧道施工引起地表楼房下沉的原因和沉降规律的分析,在施工过程中可针对造成沉降的不同原因分别采取不同措施来控制或预防沉降。
1、土体内水的流失
1.1超前小导管周边注浆。
1.2严格喷射混凝土工艺:
严格按配合比拌制喷混凝上料,特别要严格控制外加剂；
仰拱及上台阶拱脚积水和淤泥要清理干净；
新旧混凝土面要清洗至露出混凝土的本色.无泥上或其它杂物；
分层喷射,从而保证喷射混凝土的密度,提高喷射混凝土质量。
1.3及时进行初期支护背后回填注浆堵水。
2、土体承载力差
2.1超前大管棚支护；在埋深小于1倍洞径且有房屋的地段采用。在拱部1200范围内,采用长20m,直径108mm的无缝钢管作管棚,间距40cm,管棚内注浆。
2.2超前小管棚支护:在埋深小于1倍洞径、地表无房屋或埋深大于1倍洞径、地表有房屋的地段使用。根据现场地质条件,小导管长短结合使用,小导管长2.5-4.5m,直径42mm,管内注浆。
3、应力重新分布
3.1管棚超前支护。
3.2保证核心土的大小和长度。
3.3增加锁脚锚管数量并及时打设:由每侧1根增加为2根。
3.4增加上台阶拱脚的承载能力:每侧拱脚下打设直径42mm钢管各4根,长度视拱脚围岩而定,上垫木板,以增加拱脚承载力。
3.5加大拱脚处纵向连接筋密度并保证焊接质量:拱脚上30cm处设双层4根纵向连接筋,间距同拱架截面,以形成托梁。
3.6必要时增加临时仰拱。
4、爆破施工的多次扰动
4.1加强爆破震动监测,找出合理的爆破参数。
4.2充分利用雷管段数,采用微差起爆,在满足规定的最大震动速度要求的前提下,增加一次起爆炸药量,从而减少爆破次数。
4.3软弱围岩部分必须人工挖掉,尽可能不用爆破方法创造第二临空面,同时减少围岩的爆破量达到在满足爆破爆速要求条件下减少爆破次数的目的。
5、施工工艺及现场操作不规范
5.1定期召开限制沉降措施技术专题会,分析沉降规律,制订出防止沉降措施。
5.2设法自行发电,减少噪音扰民,保证夜间施工用风。
5.3找出每道工序的合理施工时间,各工序严格按标定时间进行控制,从而缩短循环作业时间,减少掌子面土体的暴露时间,达到及时封闭,控制沉降的目的。
5.4保证钢筋网与围岩密贴,保证喷混凝土质量,及时进行背后回填注浆。
5.5保证立拱质量,特别是螺栓的连接质量和连接筋的焊接质量,螺栓要上齐拧紧,连接钢筋的搭接长度不小于8d,焊缝饱满。
5.6严格控制管棚角度。
5.7左右线掌子面距离控制在2-3倍洞径。
5.8台阶长度控制在1倍洞径。
5.9减少上下台阶施工的相互干扰,并及时封闭成环。
结束语
总而言之,浅埋暗挖法施工技术以其自身诸多的优点,在各类隧道工程建设施工中获得了广泛应用。虽然我国在该技术的应用上已经形成了一套较为完整的体系,但是随着暗挖隧道规模的扩大以及复杂程度的不断提高,对该技术提出了更高要求。为此,加大对该方法在复杂隧道方面的应用研究显得尤为重要。现如今,随着各种新型材料、机械设备的出现以及相关理论的进步和完善,相信在不久的将来,浅埋暗挖法必然会获得更大的发展。
参考文献
[1]康富中.城市地下浅埋/超浅埋暗挖大变断面工法重点控制技术要点及对环境影响监测[A].第四届中国国际隧道工程研讨会文集[C],2009(10).
[2]李迎春.富水砂层大跨度平顶浅埋暗挖隧道施工技术[J].国防交通工程与技术，2012(7).
[3]陈景安.浅埋暗挖技术在北京长安街过街通道施工中的应用[J].建筑技术，2009(6).
[4] 周刘刚.浅埋暗挖地铁车站管棚加交叉小导管超前注浆预加固施工技术[J].铁道勘察,2008(7).