浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制

汉巴南城际铁路有限责任公司，四川 巴中 636600

地铁工程对于施工技术有着极为严格的要求，并且在控制地面沉降环节，需要遵循多个指标。在较为松散的介质围岩环境中，浅埋暗挖施工技术的应用基本不会影响城市正常交通出行，并且具有无污染、无噪声，兼顾开挖与浇筑等多种优势。在不同尺寸和不同截面形式的隧道洞室中，能够保证地形不会出现变形。

1 浅埋暗挖法施工技术概述

应用浅埋暗挖法施工的区域，基本上是在第四纪软弱地层中。实施浅埋暗挖法工程的基本原理是处理与加固地层，合理地调整围岩部分的重量。工作环节采取短进尺方式完成，及时封闭支护结构，并且将支护结构成环处理，由初期支护结构以及围岩共同组成支护体系，并且承担起负荷载重。

地层和环境将会对浅埋暗挖法的实施产生不同程度地影响，隧道工程施工环节中应用浅埋暗挖法，对监测支护材料质量、隧道地层质量以及周围建筑物质量等，均具有十分重要的影响。基于监测获得的信息数据，以进一步获取合理、切合实际的施工方案，有效保证隧道工程施工质量。

2 浅埋暗挖法施工技术的特征

2.1 容易引发地表变形

由于在实施浅埋暗挖法施工过程中具有较浅的埋深，隧道施工位置距离地表的长度相对较短，与深埋的施工方法相比较而言，更加容易影响到地表层外形。换言之，在实施浅埋暗挖法时，将会形成围岩结构形变，经过力的传导，使地面出现变形问题。基于这样的特点，在具体施工环节中要格外注重加固处理措施的落实力度，控制地表形变，特别是要注重不能影响周围建筑物结构以及市政管道，监督杜绝因为施工而造成的交通运输瘫痪或安全问题。

2.2 尽早完成支护

隧道工程施工环节中落实浅埋暗挖施工法易导致地表发生下沉。在具体施工过程中，要选择合适的时间，尽可能地提前完成支护任务，并且在条件允许的前提之下尽可能调高工程支护结构的刚度，优化与改善施工区域的围岩，保障隧道施工的可靠性和围岩结构的稳定性。

3 浅埋暗挖法施工技术要点

3.1 浅埋暗挖开挖技术要点

在实施工程之前，需要综合考量工程的基本特点和围岩情况，同时要掌握工程周围环境的变化情况和施工单位的基本要求，在掘进时选择使用合适的方式完成开挖与掘进任务，利用试验段试验的方式完成工程质量校验。分步开挖法与台阶法是最常用的开挖方法，在丘陵地区挖掘隧道时可以选择使用正台阶法，在城市位置或地势平坦的地区，则可以选择使用短台阶法或上台阶分部开挖法。山岭隧道或大断面城市适合应用隔墙台阶法、双侧壁导坑法或单侧壁导坑法。地下停车场位置或地铁车站等多跨隧道位置，最佳施工方法是中洞法、侧洞法或柱洞法。当深埋隧道断面的面积比较大时，不适合应用全断面的方式挖掘，可以首先应用人工开挖的方式或掘进机开挖的方式完成。爆破开挖时，需要选择使用弱爆破以及短进尺的方式完成，在必要的情况下，要实施监督与控制爆破的振动情况，控制爆破进尺的长度低于1.0m。

3.2 浅埋暗挖支护技术要点

在隧道工程施工之前，要尽量提前完成支护，根据实际施工情况增加支护刚度。另外，要选择合适的施工工艺、支护手段以及开挖方式，改良优化围岩工程的基础施工条件，并且做好超前支护，从而对地层沉降变形的问题做出有力控制。当展开支护时，根据实际施工内容的不同，可以将支护工程划分成为三种不同的类型：第一种是初期支护，在初期阶段施工时，需要由支护结构承担起工程中的全部荷载；第二种是二次支护，又被称作内层衬砌，这一环节将会作为安全储备完成施工；第三种是结合初期支护与二次支护，在这种方式之下，需要由初期支护作为临时支护手段，由二次支护作为主要承载结构，两者相互结合，共同承担起荷载压力。施工中要综合支护方式、结构设计、辅助施工措施以及施工方法等，同时展开试验段验证。基于施工验证中获得的数据以及施工中存在的问题，动态性调整施工过程。

3.3 中洞法暗挖技术施工要点

隧道挖掘中应用中洞法主要是对隧道的中间位置进行挖掘，但是因为在中洞位置具有比较大的跨度，因此在具体施工环节中经常选择使用CRD等方法。初步完成中洞隧道支护工程以后，要在最短时间内完成二次衬砌，通过这种方法以确保在最短的时间之内提升工程结构强度，保证合理的控制地面沉降现象，另外也对周围的建筑工程具有一定程度的保护。当完成隧道工程施工后，需要利用侧洞法完成其他部位的挖掘工作，保证洞的两侧位置保持对称。这样做的主要目的是缓解压力失衡现象，有效控制地面沉降。

4 隧道施工中控制地面沉降的措施

4.1 加强开挖环节的跟踪与观测

要全面且合理地控制隧道开挖工程，跟踪与观测开挖环节中存在的地面沉降问题，针对不断变化的地质情况，充分应用各种技术手段和施工工艺。隧道施工环节中将会对地面将会产生影响，开挖过程中为保证尽可能小的对地面产生不良影响，优化浅埋暗挖法对预防与控制地面沉降问题发生具有积极意义。优化浅埋暗挖法的主要策略为在隧道开挖过程中，强化监督与控制地面沉降，对地面沉降的程度做好精准掌握。为保证检测的可靠性与准确性，可以选择使用现代化装置和监测技术完成施工，并完成地层的处理与加固。对施工区域地层地质条件做好精准控制的前提下，要针对性地改善与优化地质条件，尽可能降低地表结构与施工围岩所受的影响，控制地面沉降。

4.2 改良施工土体

进行地面沉降控制的常用方法中，改良土体也是最为关键的一环。大多数情况下，浇灌不同类型的浆液可以有效加固土体，在保证土体被加固的同时，还可以实现隧道内部自然拱，对提升隧道安全性和稳定性具有积极作用。加固时可以选择使用超前注浆法和深层注浆法完成加固。应用灌浆法可以基于实际需求，选择不同性能的浆液作为填充物，如化学浆液、双液浆以及纯水泥浆等，保证施工土体性质达到施工要求。在具体应用时，要使其具备灵活性，从而能够有效控制地面沉降。

4.3 优化浅埋暗挖施工方案

在整个隧道施工过程中，施工方案具有重要指导作用。应用浅埋暗挖法控制地面沉降，要与实际施工情况相结合，首先完成施工方案的编制工作，将控制地面沉降作为重要的技术考核指标，选择合适的施工技术与施工方法，设计与处理好施工细节，明确影响地面沉降的因素，并且提出相对应的解决方案，从而确保工程顺利完成。另外，在优化施工方案的同时，要切实保证整体提升施工效率，通过强化不同环节之间的衔接，尽可能缩短施工工期，有效控制地层应力，从而最大限度地降低地面变形问题。

4.4 增加辅助工程应用灵活性

应用浅埋暗挖法施工的地段大多数是软弱地层，这些地层中有很多属于富水地层，随着施工进度的加深，工程中的渗水现象将变得尤为明显，在地表位置将会表现出大范围沉降。此时，需要提高初期支护刚度和地层刚度，为了保证在最短的时间之内完成稳定，要及时完成二次衬砌。良好的辅助施工可以控制沉降现象，提升施工安全性。最为常见的辅助施工技术有初期支护、二次背后注浆、水平冻结、锁脚锚管技术等。

4.5 注重沉降监控测量

在浅埋暗挖施工过程中，工程检测项目要从两个角度着手，分别是选测和应测。在浅埋暗挖法施工过程中选择使用应测方法，需要将全部施工地段根据相关的要求展开检测装备布置，检测过程中所包含的内容有地表沉降状况、围岩以及支护状态、净空收敛位移检测、隧道拱顶沉降情况，地下管线布设情况和周围建筑物的变动情况。选测项目所依据的是施工断面形式、现场地质条件、周边环境等，将设计完成的文件作为出发点，详细检测施工地段的施工情况，包括围岩的内部位移状况、隔栅拱架外力与内力情况、支护之间的应力、围岩压力等。选择检测设备时要细致，保证其简单易行性，可以将支护衬砌与围岩的实际受力状态真实地反映出来，提升元件与仪表性能的可靠性，保证测量设备的精准度达到规定要求，使得数据在反馈和处理时，更加真实。就监测的位移情况看来，主要是通过使用收敛计、水准测量、位移计等设备监测围岩周围压力值，使用液压式压力盒以及钢弦式压力盒完成位移监测。要始终遵守布置测点和监测断面的原则：一是在同一断面设置拱顶下沉监测观测点和洞内收敛监测观测点；二是监测软土地段和软岩地段地表下沉情况；三是每间隔10～500m设置监测断面，每个断面有3～15个测点。

5 结束语

随着现代科学技术发展，在现代城市轨道交通运输事业中，全新的技术手段正在普及，且对建设隧道工程具有积极意义。随着社会经济的不断发展和科技水平的不断提高，隧道工程施工技术必将得到进一步优化，能够高效解决当下存在的问题，保障隧道工程质量稳步提升。