浅谈隧道工程的暗挖法施工技术

张占敏

[摘 要] 近年来，随着我国公路交通建设速度的不断加快，各类隧道工程建设也出现了前所未有的新局面。在各类隧道施工方法中，暗挖法施工技术应用最为广泛。本文重点阐述了各类暗挖法施工技术的基本原理，对比了它们的优缺点，为进一步扩大它们的应用奠定了基础。

[关键词] 隧道工程暗挖法施工技术

1.引言

隧道及地下建筑工程施工时，须先开挖出相应的空间，然后在其中修筑衬砌。施工方法的选择，应以地质、地形及环境条件以及埋置深度为主要依据，其中对施工方法有决定性影响的是埋置深度。埋置较浅的工程，施工时先从地面挖基坑或堑壕，修筑衬砌之后再回填，这就是明挖法。当埋深超过一定限度后，明挖法不再适用，而要改用暗挖法，即不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工。目前，隧道工程的暗挖法已经成为隧道施工的主流技术，在各类公路、铁路以及城市地铁隧道中都有广泛的应用。

2.公路路基加固的主要方法

2.1 矿山法

矿山法是一种传统的施工力法，是人们在长期的施工实践中发展起来的。矿山法是指用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法。矿山法的基本理论依据是，隧道开挖后受爆破影响，造成围岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。鉴于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是采取分割式按分部顺序一块一块的开挖，并妥求边挖边撑以策安全，所以支撑复杂，材料消耗多。由于这种施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多。但矿山法投入小，造价低，但只适合土质较好的城市地区和山岭隧道。它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。

2.2 新奥法

新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。新奥法是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导隧道施工和地下工程设计施工的方法和原则。新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护。在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说承载地应力的主要是围岩体本身。而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。传统法认为巷道围岩是一种荷载，应用后壁混凝土进行支护。而新奥法将围岩作为巷道构件的承载部分，因此施工时应尽可能全截面掘进，以减少巷道周围围岩应力的扰动，并采用光面爆破，微差爆破等措施，减少对围岩的震动以保全其整体性。新奥法将锚杆、喷射混凝土适当进行组合，形成比较薄的衬砌层，即用锚杆和喷射混凝土来支护围岩，使喷射层与围岩紧密结合，形成围岩-支护系统，保持两者的共同变形，故而可以最大限度地利用围岩本身的承载力。

2.3 掘进机法

掘进机法是挖掘隧道、巷道及其它地下空间的一种方法。它是用特制的大型切削设备，将岩石剪切挤压破碎，然后通过配套的运输设备将碎石运出。掘进机法可分为全断面掘进机的开挖施工、独臂钻的开挖施工、天井钻的开挖施工、带盾构的掘进法等。

2.4 盾构法

盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。采用盾构法施工时首先要在置放盾构机的地方打一个垂直井，再用混泥土墙进行加固；然后将盾构机安装到井底，并装配相应的千斤顶；利用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进，形成隧道；将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混泥土衬砌加固，地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬砌。

盾构法的主要优点包括除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施T易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。 不足之处在于：断面尺寸多变的区段适应能力差； 新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

3.结语

近年来，随着我国经济的迅速发展，交通运输事业也进入了一个快速发展的阶段。随着公路建设规模的不断增加，在各类地区修建各种隧道的数量也越来越多。隧道施工工艺的选择要结合实际的施工条件、场地情况。在目前常见的施工工艺中，暗挖法是应用最为广泛的一种施工工艺。相信随着我国运输事业的不断发展，道路建设投资将不断加大，暗挖法的隧道施工工艺将会得到进一步的发展和完善。