建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究

陈杰飞（中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁 辽阳 111000）



建筑物下浅埋暗挖隧道施工技术研究

陈杰飞
（中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁 辽阳 111000）

摘 要：浅埋暗挖法具有无污染、噪声小，且对城市交通影响小等优点，在城市隧道施工中的应用前景日益广阔。本文基于大量文献资料简要分析了浅埋暗挖法的施工原理和施工原则，然后着重探讨了浅埋暗挖隧道施工技术要点，并针对地面沉降对地面既有建筑物结构安全的不利影响提出了控制措施。

关键词：隧道施工；浅埋暗挖法；施工技术；支护方式；施工原则

1　浅埋暗挖法简述

1.1施工原理

浅埋暗挖法，以新奥法的基本原理为理论基础，具体施工原理：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；采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩自承能力，根据围岩强度与支护刚度之间的关系，采用不同开挖方法及时支护封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。在整个项目实施过程中，一直采用信息化设计与施工。

1.2施工原则

浅埋暗挖法在建筑物下隧道工程施工中应用时，应当遵守以下原则：第一，根据地质工程条件、地面既有建筑物特点及机械配备情况，通过经济优选的方式选出对地层扰动小、快速、经济的开挖方法。第二，即使确定选择辅助工法进行施工，在采用相应的辅助施工措施后，依然优先选择大断面开挖法。第三，根据地层、断面的具体情况选择与之相适应的开挖、通风、防水、装运、二衬作业等操作的配套机具，最大程度的满足快速施工要求。第四，施工过程中要认真、严格的进行监控量测工作，并把这一项工作视为施工中的一项重要工序。第五，采用信息化施工和管理，利用信息技术进行工序时间调整，严控工程进度，做好施工安全、机械管理、沉降监测、环境管理、施工材料管控等工作。

1.2.1隧道开挖

在浅埋暗挖隧道工程施工中，先根据地层情况、工程设计要求、围岩情况、周围环境要求及施工单位的技术实力等，选择最适宜、快速、经济的开挖方式和掘进方式，最大程度的减少对周围地层的扰动，减少沉降，保护地面既有建筑物结构安全。从以往的施工经验看，城市及附近地区的一般隧道工程适合采用上台阶分部开挖法、短台阶法；大断面的城市，宜采用中隔墙台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法；城市地下停车场、地铁车站等最好采用侧洞法、柱洞法、中洞法。实际的浅埋隧道工程施工应当根据实际情况选择最适合的开挖方法，符合浅埋暗挖法的施工原则即可。从浅埋暗挖法的施工原则可以知道，大断面的浅埋隧道工程不适合采用全断面开挖方式，最好选用机械与人工相结合的开挖方式。

1.2.2围岩支护

建筑物下的浅埋暗挖隧道工程一般都位于软土层上，围岩强度不够，都需要进行围岩支护，且要尽早的搭建支护结构，加大支护刚度，以便控制地层沉降，避免发生坍陷等情况，保护地面既有建筑物结构安全。除了搭建支护结构之外，还可以通过改良前方围岩条件来控制地层沉降。

由于浅埋暗挖隧道施工通常采用复合式衬砌，对支护结构的稳定性提出了较高要求，使得支护设计变得比较复杂。进行支护设计时，可以采取三种方案：第一个是初期支护要能够承受住全部荷载，二次支护仅作为安全储备；第二个是初期支护和二次支护共同承受全部荷载，但是初期支护只是施工期间的临时支护，不是主要承载结构；第三个是二次支护是主要承载结构。无论采用以上三种方案的哪一个，支护设计过程中都要综合考虑支护结构、支护方式、辅助施工等问题，必要时可以通过试验段施工进行验证，结合支护变形、位移监测的量测数据调整支护刚度。

通常，一般地质条件下的浅埋暗挖隧道施工，初期支护结构可以采用由喷、锚杆、钢架、格构架组合成的不同型式。必要时，可以采用超前支护，如图1所示。但超前支护适用于土砂质地层、弱膨胀性地层等，如果地层属于软土层，不适合采用超前支护，应当采用强度更大的支护结构型式。比如，用喷射钢纤维混凝土替换掉原来的网喷混凝土，不仅可以提高支护结构刚度，也可以提升支护速度，达到一举兼得的双重效果。

图1　超前支护示意图

1.2.3辅助施工

根据浅埋暗挖法的施工原则，当地层较差、断面较大时，适宜采用辅助工法，可见辅助施工是针对不良地层而采用的一种施工方法，其在不良地层隧道工程施工中的作用是有目共睹的。

就目前来看，注浆法应用范围更广，下面以其为例，提出采用注浆法加固隧道施工现场土层的技术要点：1）注浆材料；2）利用注浆设备把各种材料调配而成的浆液注入周围土层的孔隙、裂隙或空洞中去，通过扩散、凝固、硬化作用后，降低土层的渗透性，从而达到加固土层的效果；3）在隧道工程施工前先在隧道工程周围钻孔，注入浆液，确保工程周围土层强度符合施工要求后，即可进行隧道工程施工。

2　隧道施工对既有建筑物影响及地层沉降控制

隧道工程属于地下作业，采用浅埋暗挖法进行施工时，不可避免的会造成地层沉降问题，威胁到地面上既有建筑物结构安全。鉴于浅埋暗挖隧道施工引起的地层沉降对地面上既有建筑物结构安全有着不利影响，施工中应当立足于实际情况，从地层沉降原因入手，采用一些有效的、可操作的控制措施，尽力避免地层发生沉降。

地层沉降控制措施：1）采用注浆方式对撑子面或工程周围土层进行加固处理，改善土层条件，提高土层结构的稳定性；2）在保证工作面稳定情况下，利用止水帷幕或旋喷桩等阻断地下渗水通道，同时在地表或洞内注入浆液，用以封堵地下水，及时排除作业面范围内的水，降低水对土层强度的消弱作用；3）加快开挖速度，有效控制地层应力的释放，可以相应的降低地层内部变位的严重程度；4）及时进行二次衬砌，使地层变形趋于稳定，便于控制住地层的持续沉降；5）初期支护后，立即通过注浆填充初期支护背后的空隙，维护地层应力平衡，能够有效控制地层位移变形的收敛时间，达到控制地层沉降目的。

3　结语

总之，在城市建筑物下进行浅埋暗挖隧道施工过程中，要严格遵守浅埋暗挖法的施工原则，按照相应的技术要点进行工序操作，保证施工质量和安全。

参考文献：

［1］宋军.浅埋暗挖隧道下穿建筑物桩基托换施工技术［D］.中南大学，2013. 23-45

［2］赵炜，黄烨.城市浅埋大跨暗挖隧道施工中建筑物的沉降动态控制技术［J］.隧道建设，2009，02：202-205.

（责任编辑：廖建勇）

中图分类号：U455.1

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.025

文章编号：1672–7304（2016）01–0054–02

作者简介：陈杰飞（1970-），男，辽宁辽阳人，研究方向：建筑施工技术。

Research on construction technology of shallow underground excavation tunnel under buildings

CHEN Jie-fei
（China Railway 19 Bureau Group 1nd Engineering Co Ltd， Lliaoyang Lining 111000）

Abstract:This paper based on a large number of documents a brief analysis of the shallow excavation in the construction principles， construction principle， then focused on the shallow buried tunnel construction techniques and the ground subsidence of ground surface not only has a detrimental effect on the safety of building structure put forward control measures.

Keywords:Tunnel construction；shallow excavation method；construction technology；support method；construction principle