地铁施工中浅埋暗挖工艺的运用

张 欣 中电建武汉建设管理有限公司

1 浅埋暗挖工艺概述

1.1 浅埋暗挖的含义

浅埋暗挖，顾名思义就是在距离地表比较近的位置进行地下洞室开挖。由于地铁项目一般都处于城市中较繁华地段，施工会给周边道路、建构筑物造成一定程度影响，同时，周边环境也会对地铁施工造成影响。为了有效避免彼此干扰，地铁车站出入口或较短区间常常采用浅埋暗挖施工工艺。

1.2 浅埋暗挖的原理

传统暗挖施工工艺技术是“新奥法”，这种工艺是以围岩本身所具有的承载效能为前提，进行全断面开挖施工，形成复合式内外两层衬砌隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等作为初次支护，然后进行钢筋混凝土二次衬砌，封闭成环。

浅埋暗挖是的工艺和技术要求是针对埋深较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工而形成的，浅埋暗挖与新奥法相比，更强调地层的预支护和预加固。因为地铁隧道地表沉降要求严格。浅埋暗挖法支护衬砌的结构刚度比较大，初期支护允许变形量较小，有利于减少对地层的扰动及保护周边环境。

1.3 浅埋暗挖的特点

浅埋暗挖的施工特点主要体现在四个方面：（1）对城市交通的影响比较小，在前文中提到过地铁项目一般处于比较繁华的地段，周围交通量比较大，如果采用明挖方式，对周围交通出行的影响比较大，而采用地下开挖的方式，开挖、支护都可以在地下完成，这样对城市交通的影响比较小；（2）机械化程度比较低，由于是在地下进行开挖，因此很多机械设备都是无法深入地下的，基本上都依靠人工开挖，开挖的进度比较慢；（3）适应范围比较广，地铁开挖施工受到的干扰因素比较多，比如天气、地质条件等等，但是浅埋暗地下施工，不受天气影响。而且适应各种断面结构，有利于各种断面结构的连接施工；（4）污染小，由于浅埋暗挖是属于地下开挖，没有大型机械设备进场，所以开挖时噪音比较小，工艺对环境污染小，更加有利于环境保护。

1.4 浅埋暗挖的原则

浅埋暗挖工艺在地铁车站不便明挖的出入口和短区间的应用优势非常明显，不仅可以最大程度减低对周围环境的影响，而且工艺成熟，有利于保障项目顺利实施。浅埋暗挖的工艺的施工原则是：（1）采用超前管棚或导管注浆加固地层，增强浅埋地层自强能力；（2）支护后立即进行压注填充浆液，严格把控注浆质量；（3）根据地层情况不同采用不同的开挖长度，开挖距离短可争取初支架设时间，减少坍塌风险；（4）按照喷混-开挖-立钢架-挂网-喷混顺序进行初支；（5）初期支护从上至下及早形成环形结构；（6）利用监测信息化施工，及时反馈指导施工。

2 浅埋暗挖在地铁施工中的主要运用

2.1 地铁建设过程中的开挖工作

施工人员在地铁施工中，常见的施工方法是短台阶法，可以有效的利用围岩自身的稳定性，但是这种台阶法施工一般使用在围岩坚硬、整体性好的隧道开挖中，如果遇到大断面的情况时，需要根据现场的环境和地质勘探的结果确定开挖方法，比如单侧壁导坑法、双侧壁导坑法等。在开挖的过程中，开挖可能会为围岩造成一定的扰动，因此，为了防止地层遭受破坏，一定要加强围岩稳定性的监测。

2.2 地铁开挖过程中的质量控制

虽然浅埋暗挖工艺的适用范围比较广，但是为了保障地铁项目的施工安全，在选择合适的施工工艺之前，需要对项目实际情况，周围的建筑物、地质条件等进行仔细考察后才能进行施工工艺的选择。当决定在地铁施工中运用浅层暗挖工艺后，施工人员根据业主方给出的设计图纸、勘察报告等，选择合适的机械设备和开挖方法。另外，在开挖后，要及时进行初期支护，支护工作受到时间限制，因此施工人员一定要做好施工计划，保障初期支护工作顺利完工。在支护工作完毕后，还应该利用变形监测手段对围岩的稳定性进行检测，一旦出现数据异常，要及时采取措施。

2.3 地铁施工过程中的支护工作

在地铁施工中浅埋暗挖工艺的运用，除了开挖之外，非常关键的工序就是进行支护，支护在维护地铁施工的安全中有着不可忽视的作用。为了提升地铁施工的安全性，保障地铁施工的整体水平，要严格按照施工方案进行支护。在开展支护工作之前，施工人员需要对地表的沉降、拱顶下沉的速率以及周边位移等进行监测，采取适当的支护方式，及时封闭成环，让围岩的位移速率控制在安全范围以内。

2.4 初次衬砌回填注浆工作

地面沉降会给暗挖隧道的质量造成一定的影响，而出现地面沉降的主要原因就是原地层受到扰动，从实际施工中看，初期支护壁后填充注浆可有效抵消地表沉降，根据地面监测数据进行针对性注浆，使地表沉降在可控范围内。

2.5 隧道二衬施工技术

隧道二次衬砌一般采用浇灌混凝土的方式，但是由于围岩结构是弧形的，需要采用定制模板，保证混凝土浇筑的厚度。由于有些地段的地下水比较丰富，很容易出现渗水现象，会对围岩的稳定性造成影响，因此还需要在二衬和初期衬砌之间加铺防水层，并在拱顶位置预埋注浆管，对顶部混凝土不宜振捣密实的部位后期注浆填充密实，提高衬砌的整体性。

3 地铁施工中浅埋暗挖工艺存在的风险及其防范

3.1 地下水风险

浅埋暗挖工法必然会对周围地层造成一定程度的扰动，影响土层的自然状态，在地下水丰富地区，措施不当会出现涌水涌沙的情况，因此，在施工过程中一定要做好防水措施，提前做好应对水灾的应急预案。地铁施工中浅埋暗挖工艺存在的水灾风险的防范措施主要从两个方面着手：第一，是做好全面的勘察工作。对地质水文情况了解彻底，条件允许可采用降水井进行降水。第二，采取管棚或小导管注浆的方式，提供围岩的防水防渗性。出现渗漏水时，如果水量比较小，可以采用预埋注浆管堵漏的方式，如果水量比较大，那么一定要采用注浆防水的方式，将防水砂浆注入到围岩缝隙中。

3.2 坍塌风险

坍塌风险主要是围岩的稳定性控制不良造成的，在施工过程中，由于水、温度、湿度的变化，就导致土质结构出现变化，从而引发坍塌事故。坍塌风险的防范从两个方面着手：第一，在施工过程中，一定要按方案施工，根据监测数据知道施工，对于出现异常变化的地点采用相应措施。第二，加强地质不良地段的支护措施，缩短开挖步距，及时封闭成环，对于小面积的坍塌位置，可以采取挂网喷浆的方式。

4 结束语

浅埋暗挖工艺在地铁施工中的运用优势非常显著，打破了原有施工技术的局限性，降低了地铁施工对周边环境影响，提高了施工效率。但是在实际施工过程中，浅埋暗挖工艺依然存在很多的风险，需要严格按方案施工，加强安全意识，利用监测信息化施工，充分发挥出浅埋暗挖工艺的优势，确保安全高效施工。