浅谈浅埋暗挖法隧道施工技术

张　友（中铁十九局集团第七工程有限公司，广东　珠海　519000）

浅谈浅埋暗挖法隧道施工技术

张友
（中铁十九局集团第七工程有限公司，广东珠海519000）

摘要：隧道工程的实施过程诠释了“浅埋暗挖法”概念的内涵。本文全面分析了浅埋暗挖法施工工艺的特性要求、施工条件、开挖方式、及承载支护措施；详细介绍了浅埋暗挖法的监控测量手段，指出了测量工程执行基准，其目的是确保浅埋暗挖法隧道工程的成功实施。

关键词：隧道工程；浅埋暗挖法；初期支护；模筑衬砌；沉陷抑制

我们国家从20世纪80年代开始研究并实施浅埋暗挖法的隧道施工工艺，并在部分地质比较复杂的铁路隧道建设中取得了成功的技术突破，典型例子就是军都山铁路双线隧道进口段在黄土地层的施工建设。它为这一先进技术的实施开辟了先河，随后技术得到推广，相继应用到西单、东单、天安门西以及王府井四座地下暗挖车站。浅埋暗挖法，其本质含义就是当开掘浅埋地段隧道时，依据其周围环境的条件而采用暗挖法的施工工艺。它的工艺程序是借鉴了新奥法的工艺原理，即在开挖进程中选用若干种方法对围岩施以加固，并主要依托围岩的本身支撑力，在挖过后迅速施以支护并形成闭环，与围岩共同承载大幅度变形带来的巨大应力。

1　浅埋暗挖法施工技术特点

1.1围岩变形引发地表形变。浅埋隧道由于所埋的深度比较浅，表面覆盖层比较薄，通常条件下，暗挖法施工的影响会较大程度地传递到地表面。要防止地表面建筑物、地下敷设的各类线路管网和地面交通设施受到干扰和损害，一定要充分抑制住地面下部和地表面的下沉和变态。在变形情况方面，既要注意到因为隧道开挖给围岩造成的下沉变形，又要注意到因为围岩的作用给支护结构造成的柔软性变形以及施工各个时期所有基础的下沉所造成的构架总体位移。

1.2刚性支护结构或地层性质优化。在实施浅埋暗挖法进行隧道施工时，要把它的支护过程最大限度提前安排，支护的刚度要尽可能地取最大值，这样可以有效抑制地下层和地表面的下沉。在切实选取了恰当的开挖工艺方案和支护措施之后，还有必要采取间断地围岩优化和提前支护等手段。如此可以更有效地抑制底层的下沉变形。

1.3充分发挥试验段的示范作用。因为所处区域和隧道施工地段地质结构的不确定性，一般均有必要把一段在地质特性上有普遍性的区域当做示范段，当实施好结构编制、建设方案、实验过程和测量的安排等工作之后，将试验地段提前一段时间开工。把施工进程中发生的地下层和地表面下沉变形、支护构架和围岩承力分布等与地表面的连带作用进行勘测、考量和评估。通过把试验地段获取的相关参数进行逆向分析还可取得更贴近现实的围岩应力数据，并能够凭借这些应力数据做精确的力学分析核算。依据对试验段建设的评估和总结，既可以把原有的施工方案设计做以改进，还能够把测量参数管理基准给与检验。

2　开挖措施和支护模式

2.1开挖措施的选取。通常对于山区隧道的施工采用正台阶工艺进行；城市里和其周边地带的普通隧道可选取上台阶分区开挖方法或是短台阶方法；城市地下铁道列车站、地下大型停车广场等多跨隧道一般常用柱洞工艺、侧洞工艺或中洞工艺实施开挖工作。以北京地铁5#线为例，在大跨度暗挖车站的施工建设中，就是采用中洞法，先对隧道中间部分进行开挖。施工地段勘测数据要快速编织成曲线图，即画成位移与时间曲线的平面坐标图，在代表时间的曲线横坐标底下标明施工序号及开挖工作面与勘测断面的距离。在曲线比较平稳的阶段，要做数据运算及回归评估，以便估算比较稳定时间段、最大位移数值，把握位移的内在转化的逻辑性。依据勘测执行基准和隧道施工每个区域的下沉变形执行基准实施建设管理。在勘测数值超出执行基准时，必须查找超出标准的理由，特殊情况要将已作出的支护结构加以强化或优化建设方案。在曲线显示反转点时，也就是位移参数发生反常的快速上涨情况时，说明围岩和支护已经出现了波动情况，此时，必须加大监测力度并迅速强化支护结构。特殊情况时要迅速中断施工进程，而且运用加固工作面的手段以确保建设过程的安全稳定，在得到圆满处理之后，方可开始下一步开挖进程。隧道开挖过程中要最大限度地降低对围岩触动，首先选取掘进设备及人工开挖的方法。选去爆破方法施工时，要注意深度不能大，爆破力不能过强。有特殊需要时，须对爆破过程产生的震动实施监控。每次爆破进展深度通常不要超过一米。

2.2支护模式。浅埋暗挖法开挖的隧道通常都实行重叠式衬砌。在支护编制时应归类为三种情况：（1）初始期支护结构承担整体负荷，第二次支护只作为安全备用考虑；（2）一次支护与二次支护合力承载；（3）初始期的支护只用作施工阶段的暂时性支护，第二次支护当做主体承载构架。编制时要把结构编制、施工工艺、支护模式、配合施工手段等做以整体评估分析，且依托试验给予证实，在隧道开挖的整个阶段依据勘测数据给予持续优化。除此之外，我们还采用岩土铺固技术。例如北京地铁4#线西单站上跨地铁1#线复—西区间时为控制区间隧道上浮，应用底层锚杆技术，从而将隧道锁在锚杆上，抑制其上升。

3　抑制下沉变形和防止坍塌

3.1施工地段监控勘测。在采用浅埋暗挖工艺方法进行施工时，需将施工地段现场勘测当做一项关键性的任务，且要把开挖现场时时刻刻都纳入可监控的范围之中。其目的是切实做好工程建设的安全保护和塌陷变形的抑制工作。例如，在北京复八线建设中，就将第三方检测引入其中，维护建设安全。

3.2勘测执行基准。隧道施工中一般选取位移勘测参数并将其当做信息控制对象。执行基准数值要依据开挖地段的具体情况来确定。当地面建筑受地层下沉的作用而发生明显的变化时，选取抑制下沉的各种方法都没有效果或耗费相当大时，应该再选用增加结构牢固性的方法，且设定适当的基准值。

结语

因为浅埋暗挖隧道施工工艺有很多独到的技术优势，所以在铁路隧道施工中得到了很广泛的普及。尤其在我国地铁车站的建设中更给予了大力的应用，并取得了丰硕的成果。本文通过对浅埋暗挖隧道施工技术的特点和施工方式做了较详细的叙述。但实践证明，此项技术还有一些需要完善的内容，尤其是复杂结构的受力转换、抑制下沉的措施等方面要给予更高程度的关注，使这项技术随着科技的发展走向更成熟的阶段。

参考文献

[1]彭泽瑞，郭建国.北京地铁复—八线土建工程施工技术[M].北京：中国铁道出版社，2003.

[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].安徽：安徽教育出版社，2004.

中图分类号：U455

文献标识码：A