地铁隧道施工中浅埋暗挖技术应用探讨

　　摘要：本文通过分析浅埋暗挖技术的原理及特点，针对该技术在地铁隧道施工中的应用问题进行探讨。
　　关键词：浅埋暗挖，地铁隧道，施工技术
　　一、浅埋暗挖技术的原理及特点
　　浅埋隧道最大的特点是埋深浅。施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显，对周边环境的影响较大，因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求，使施工难度增加。浅埋暗挖法不仅仅是新奥法的简单应用，而是在其基础上结合我国的实际工程特点、地质条件、水文条件的进一步发展和创新。浅埋暗挖法的技术核心是依据新奥法的基本原理，在施工中采用多种辅助措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，是一种抑制围岩过大变形的综合施工技术。
　　浅埋暗挖设计理论集中在支护结构种类、构筑时机、围岩压力、围岩变位这四者的关系上，贯穿在不断变更的设计施工过程中；这一理论提出了与传统方法完全不同的新概念和新观点，它指导着喷锚支护的设计与施工，指导着构筑隧道的全过程。
　　在开挖支护过程中，浅埋暗挖法采用先柔后刚复合式衬砌，初衬承担全部基本荷载，二次衬砌作为安全储备，初衬和二衬共同承担特殊荷载。这也就使得初期支护强度必须足够大。
　　二、浅埋暗挖施工技术在地铁隧道施工中的应用
　　某地铁隧道施工中，暗挖隧道施工在明挖段基坑开挖到底后进行，总体施工方法为浅埋暗挖法，严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针。
　　施工顺序为：施作大管棚并注浆→隧道全断面注浆→破除堵头桩、施作洞门→开挖→初喷混凝土→复喷混凝土→二衬施工。
　　1、大管棚超前支护施工。暗挖隧道顶离地表只有4.9m，管棚长36m，超前预支护大管棚采用Φ108mm，壁厚8mm无缝钢管。管棚布置在暗挖隧道和街道之间，距离暗挖隧道初支20cm，按帽形布置，环向间距管中到管中为40cm。
　　采用同步液压干取土顶进管棚的施工技术，其设备为水平液压钻孔顶管机，钻进过程中随时根据地表的沉降控制标准和地层情况调整钻头与钢管的相对位置，做到钻头超前于管棚。管棚施工后，为增加管棚的刚度，在钢管内压注1：1的水泥砂浆。
　　2、全断面注浆施工。全断面注浆加固范围为开挖轮廓外2.5m．纵向注浆长度为暗挖隧道全长。全断面注浆选用的机械设备为XY-2型地质钻机和PH15型注浆机，注浆的工艺流程如下：(1)施作注浆孔。根据设计定出孔位，并计算各注浆孔的长度和角度。钻孔顺序从拱顶处自上而下、由外向内钻设，每成一孔及时退出钻机，安装注浆管。成孔直径为73mm，以利于安装注浆管，并便于封堵孔壁和管壁间空隙，保证注浆效果。(2)注浆。注浆采用后退式分段注浆，将8m的注浆管分成8段，通过调整注浆管内的止浆阀位置实现分段注浆。先注TGRM水泥特种灌浆料（水：TGRM=0.6:1）．该浆液料能将孔壁和管壁问的空隙填充密实，并具有一定强度。对所有的注浆管进行填充加固后，再对每一根管进行分段后退式注浆，注浆材料为超细型TGRM水泥特种灌浆料（水：TGRM=0.8:1），注浆压力为0.6MPa。注浆效果可通过预留观察孔、注浆压力和注浆量等因素综合分析进行预测。开挖过程中对注浆效果不理想部位应进行重新注浆加固，以保证施工安全。
　　3、隧道开挖支护施工。隧道开挖支护时，严格按中导坑法组织施工，分六个部分开挖及支护，及时支护，及时封闭。具体施工次序是：双向隧道中导洞开挖及支护→隧道中隔墙施工→恢复中导坑横撑→两侧导洞分别分先后开挖及支护→两侧导洞二衬施工。
　　中导洞开挖初支的施工次序为中上导坑土方开挖→安装初支钢筋网→型钢钢架架立→锁脚锚管打设→喷射混凝土→封闭掌子面→中中导坑土方开挖→中下导坑土方开挖及初支。左、右导洞开挖初支的施工次序与中导洞类似。
　　三、施工过程中应注意的问题
　　1、注意施工中台阶的步距。对于单洞隧道的上下导洞掘进间距应控制在3~5m，以保证及时封闭成环，若台阶长度过短，因洞内纵向破裂面超过工作面，易造成洞顶土体下滑，故不能保证上洞稳定土的留设，对掌子面的稳定性起不到很好的支撑作用，可能导致掌子面向已开挖隧道内移动变形，从而使掌子面前方地层变位加剧，地表沉降变大，施工安全存在隐患。若台阶过长，在开挖时纵向变位大，上导洞断面形状不利于受力，而且容易引起周围地层松动，塑性区增大，造成拱脚附近受力过大而使其失稳；另外造成材料搬运不方便，同时上下台阶钢格栅成环时间变长，容易造成上台阶钢格栅在拱脚处下沉，使沉降加剧。应根据两个条件来确定台阶长度：一是初期支护形成闭合断面的时间要求，围岩的稳定性越差，要求闭合的时间越短；二是上半部断面施工时开挖、支护、出碴等机械设备所需要的空间大小。对于双联拱隧道的相邻洞室掘进间距应控制在15m左右，以减少相互间开挖而造成的影响。
　　2、注意隧道二衬的模板固定状况。模板固定不牢固易发生胀模及漏浆等情况，造成墙面破损不平。对于双联拱隧道的中隔墙模板，应在模板内部纵向和横向分别布置内拉螺栓，纵横向间距视模板大小确定。模板外辅以外支撑加强，外支撑的着力点应设置于平面上，禁止支于某一尖点处造成应力集中，使支撑和模板发生移动，造成跑浆等质量问题。
　　四、结束语
　　浅埋暗挖技术以其特有的优势在城市地下空间建设尤其是在地铁建设中占有重要的地位。该技术在保证地面交通不中断、管线正常使用的前提下，也避免了传统工法对环境污染较大的现象发生。
　　尽管浅埋暗挖技术在修建地铁中显示了优于其它方法的一些功效，但也存在一些明显的不足之处，如施工速度慢、喷射混凝土粉尘较多、劳动强度大等。因此要使浅埋暗挖技术不断深入发展和得到广泛应用，还有许多课题尚需深入研究。
　　【参考文献】
　　【1】韩卫东．平顶直墙倾斜通道暗挖施工技术[J].山西建筑，2007.

《地铁隧道施工中浅埋暗挖技术应用探讨》

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