探讨地铁浅埋暗挖施工技术

梁建权　白玉哲

【摘 要】在地铁施工中，若采用明挖大揭盖的方法，那么往往会对地面商业、交通造成严重干扰，并会对环境造成破坏，而浅埋暗挖法以处理、加固软弱的地层为前提，在地下施行各种地下暗挖施工的方法实践证明，施工效果较佳。本文首先阐述了浅埋暗挖法的工作原理及特点，其次，分析了浅埋暗挖法的工作原理，同时，深入探讨了浅埋暗挖施工技术的安全控制要点，以及浅埋暗挖施工地层变形机理及控制方法，具有一定的参考价值。

【关键词】地铁浅埋暗挖；施工技术；原理；应用

引言：

目前，我国各大城市都在大力发展地铁建设，地铁交通具有缓解交通拥堵、环保、安全、节能、运量大、准时等优点，地铁所到之处楼宇兴旺、经济繁荣。随着地铁建设的蓬勃发展，地铁施工技术也处于快速发展的阶段。在地铁施工中，若采用明挖大揭盖的方法，那么往往会对地面商业、交通造成了严重干扰，并会对环境造成破坏，而浅埋暗挖法以处理、加固软弱的地层为前提，在地下施行各种地下暗挖施工的方法，实践证明，施工效果较佳。

一、浅埋暗挖法的工作原理及特点

1、浅埋暗挖法的工作原理

在1965年提出了新奥法，这种方法的核心是让围岩本身形成一个支承环。基于新奥法的基本原理，浅埋暗挖法的施工控制要点是“勤量测、早封闭、强支护、短进尺、管超前、严注浆”。浅埋暗挖法的核心是将围岩本身形成支承环，然后再施行超前支护，将部分围岩的自承能力调动起来，避免地基沉降。浅埋暗挖法的开挖方式有双侧壁导洞法、中隔墙法、单侧壁导洞法、正台阶法等。应该基于周围环境条件、隧道断面构成、地质条件等来选择适宜的施工方法。

2、浅埋暗挖法施工特点

（1）城市地铁通常建在地质条件复杂的地段，而且地铁附近的建筑设施及交通状况错综复杂。按常规，可选择特殊地段以及有代表性的结构物作为试验段。经过调研分析进一步优化调整地铁隧道的涉及施工参数。

（2）浅埋暗挖隧道施工会扰动地表结构，需要采用超前加固对地层进行改良，选择科学的开挖工艺，布设刚性支护体系，避免过度扰动地表结构，防止地表沉降或坍塌，同时尽量不妨碍路面通车，避免大范围拆迁。

（3）浅埋暗挖法可以灵活应用在各种断面形式（单线、双线及多线、车站等）和变化断面（多层断面、过渡段等）中，且应用效果良好。

二、浅埋暗挖施工技术在地铁车站中的应用

在地铁的隧道建设中，经常会遇到隧道贯穿河流的情况，在这样的情况下施工，对地铁工程本身就是一个巨大的挑战，因此可以选用暗挖技术进行施工，确保工程的可行性与安全性。

1、大管棚超前支护施工方法

大管棚超前支护是一种在不对的地表进行破坏的前提下来铺设地下管线的技术，它以一定的外插角拟开挖地铁隧道的外轮廓周边上钻孔，将惯性巨大的钢管以一定的间距进行安装，然后再注浆固结。它的工作原理是：（1）为了让拱顶形成加固的保护环，应该施行管棚注浆。（2）若超前管棚在沿隧道开挖轮廓周边位置较密，那么必然会大幅度降低隧道支护结构所承受的上部荷载。施工工序：开挖支护的掌子面→搭建钻孔的平台→安装钻机→施行安装管棚钢管→钻注浆孔→验孔→注浆操作→结束。

大管棚超前支护往往具有较为明显的作用，能够对开挖区域的岩土体起到加固作用，也能够对开挖过程中出现的地表位移、地表应力进行有效控制。

2、全断面帷幕注浆施工方法

（1）注浆孔成孔。各注浆孔的长度、角度、精确位置可由设计来进行计算，施作注浆孔的顺序应为：先外后内、先上后下，一个注浆孔完成后，那么就要在第一时间内退出钻机，然后再安装注浆管，紧接着二次封闭工作面后再注浆。

（2）注浆。后退式分段注浆是最为常见的注浆方式，每完成一次退式分段注浆之前，都要填充加固所有注浆管。为了防止在注浆时出现隆起、裂纹，还应该封闭处理工作面（施行网喷混凝土）。

3、隧道开挖支护施工方法

在地铁车站施工前，务必要对施工区域内的地下管线和地质情况进行详细探测，确定地下管线是否存在着障碍物，以及其精确位置，这样一来，能够避免对地下管线造成破坏。同时，隧道开挖支护施工时，务必要基于中导坑法组织施工，施工次序是：将双向隧道的中导洞开挖及支护→隧道中隔墙→将中导坑横撑予以恢复→对两侧导洞进行开挖及支护→两侧导洞二衬施工。

三、浅埋暗挖施工技术的安全控制要点

1、防止土石方坍塌

在地铁车站的施工过程中，施工单位务必要将地质超前预报做好，定期总结、定期汇报；同时，要制定出周全、详细的施工方案、地质勘察报告及地质剖面详图，务必要确保不会出现土石方坍塌的事故。此外，为了对围岩体的变化趋势进行及时预测，要做好挖隧道工作面的量测工作。

2、避免出现模板倒塌事故

要严格基于国家规范要求，并结合操作流程、专项施工方案来完成模板工程的拆除、安装作业施工，模板及其支撑材料的材质务必要符合施工强度、钢度，确保其位置、形状、尺寸的正确性。为了避免在受力后模板出现下沉或变形，支撑模板的基础应有较大的支撑面积、且坚实。同时，应该将临时固定设施设置在支撑系统工程及安装模板中，避免模板倾覆。值得注意的是，为了确保施工过程保质保量，务必要在上一道工序验收合格之后再进行下一道工序施工。

3、避免出现触电事故

务必要统一设计、统一规划施工现场的用电，制定完善的触电事故应急预案及临时用电施工方案。同时，做好施工现场用电安全宣传，提高安全用电意识，用电安全提示标识也必须要做好。此外，地铁车站的施工现场不可采用4+1的电缆方式，要设置专用的保护零线，采用TN-S用电系统，配电系统要设置开关箱、分配电箱、总配箱。

四、浅埋暗挖施工地层变形机理及控制方法

地道开挖今后必然会构成应力的会集，从而构成地层的紧缩变形进而增大地表的下沉，并且在没有得到有效的支护办法前，地道周围的土体将向开挖的空间移动。地表下沉量的原因还与地道的施工工艺、支护参数及施工办法有联系，在含砂地层条件下一般还会遭到地层失砂、失水等因素的影响。另外，孔隙水的丢失以及地层的超固结也会致使地表大变形的发生。

控制地层变形及地表下沉的原则是增大支护的钢度并减少暴露时间。在施工过程中应及时支护并控制地下水的丢失以减小地表的沉降；要注重初期支护，以及上半台阶的周边的小导管注浆的有效效果。应采纳综合治理的办法控制地表的沉降，采纳注浆堵漏能够下降地层的固结沉降，从而加固地层能够减小地层的紧缩变形，地层的整体下沉可通过添加初期支护钢度并及时构成关闭构造得到控制。另外，添加土体完整性、减小流水流砂或挑选合理的施工计划同样能够有效地控制地层变形和地表下沉。

结束语：

总而言之，浅埋暗挖法在地铁车站施工中具有较大的作用，既能够确保地下管线正常使用、地面交通不中断，同时不会出现传统工法的污染。但值得注意的是，浅埋暗挖法也存在着一些缺点，如高水位地层的结构防水较难、施工工艺要求较高、机械化程度不高、施工速度慢、劳动强度大、喷射混凝土粉尘多等，在施工过程中要仔细权衡利弊，应该基于周围环境条件、隧道断面构成、地质条件等来选择适宜的施工方法，确保地铁车站施工的安全运行。

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