简述浅埋暗挖隧道施工技术的应用

简述浅埋暗挖隧道施工技术的应用

摘要：近年来,我国各类建设工程项目不断增多,其中有很大一部分地下工程,如地铁、隧道等等,这些工程项目的出现,使得浅埋暗挖法施工技术获得了广泛应用。采用这种方法进行隧道施工,能够边开挖、边浇筑,并且无需开槽,适用于砂层和粘性土层。目前,我国在浅埋暗挖法隧道施工技术方面的研究取得了一定成果,但是需要进一步改进和完善的地方仍有很多。本文就浅埋暗挖隧道施工技术的应用进行探讨。

关键词：暗挖；隧道浅埋； 施工技术

引言：

一般来说,当城市的规模发展到一定的程度的时候,才开始修建地下隧道。因此,隧道修建的空间比较小,尤其是城市的繁华地段,商业住宅楼密集、客流人员集中、地下管道交错纵横环境比较复杂,受到线路交通的影响,优势还会穿越建筑物,这给浅层隧道工程施工来来了很多风险和障碍。

一、 浅埋暗挖法概述

隧道施工较为常用的方式有明挖和暗挖两种,并且还有一些辅助方法。其中, 暗挖法又分为浅埋暗挖和盾构法两种,但是由于盾构法的机械设备价格比较昂贵,会增大工程总体造价,所以在大部分隧道工程施工中,都比较习惯采用浅埋暗挖法进行施工。现阶段,随着隧道工程项目的不断增多, 推动了浅埋暗挖法的发展, 可以说这种方法是一种独具中国特色并符合中国国情的施工技术,它的特征是管超前、短开挖、严注浆、强支护、快封闭、勤量测。从理论的角度上讲,浅埋暗挖法的核心为新奥法,在实际施工过程中采用相应的辅助措施对围岩进行加固,能够有效调动围岩自身的承载能力,开挖之后做到及时支护, 并封闭成环, 借此来使初期支护与围岩结构形成联合支护体,这样便可以控制围岩变形过大的情况发生,当初期支护沉降稳定之后,便可以进行二次支护,从而完成整个隧道断面的施工。浅埋暗挖法最大的优势是能够与其它施工方法互相兼容,同时也可作为独立的施工方法使用,例如,北京的地铁1号线采用的就是浅埋暗挖与盖挖法相结合的施工工艺进行修建的。

国外在上个世纪70年代便开始将新奥法应用于浅埋地层的研究,到了80年代初期形成了一套较为完整的技术体系,该技术在城市地铁隧道开挖中获得了应用,但是由于国外劳动力相对较少,致使浅埋暗挖技术并未获得广泛推广应用。经过了40多年的发展,我国在隧道工程修建方面形成了自己的技术体系,从最早的单一明挖法,到现在的盾构法、暗挖、矿山法、眼镜法、浅埋暗挖法的出现,进一步推动了国内隧道工程项目建设的发展,上述这些隧道施工方法都各具优缺点,也

都分别具有适合的施工条件。现如今,浅埋暗挖法已在大量的隧道工程施工中获得了广泛应用,并取得了显著的成效。较为常见的浅埋暗挖法为正台阶法,还有一些适用于特殊地质条件下的方法,如CRD法、CD法、超前台阶法、全断面法等等。虽然浅埋暗挖法具有诸多的优点,但其也具有一定的缺点,如施工速度较为缓慢、施工过程易受施工人员技术水平的影响以及结构防水问题等,这些都是有待于加强和改进的地方。经过大量的工程实践表明,通过相应的施工辅助技术能够显著提高浅埋暗挖的施工速度,并使工程风险有所降低,这也是该方法主要的应用发展趋势。

二、浅埋暗挖隧道技术施工

1 . 关于施工方法的选择

要想有效的控制围岩松弛和松弛引起的地表沉降,可以选择眼镜法、CRD法、CD法等多种暗挖浅埋的施工方法,在具体的项目施工中,要结合相关的地理环境和地质条件,结合隧道断面的构成和形成以及周边的环境限制条件,选择适合的施工方法。城市中心商业区的浅埋暗挖在施工过程中很容易受到地面的负荷,而且管道线路非常密集,在进行开挖的过程中需要非常严格的对地面沉降速度进行控制。在设计通道的时候,要选择CD施工的方式,这种方式的施工其工序非常多,相应的受力结构就会比较复杂。在具体的施工过程中,结构内力经历了很多次转化,所以说,技术难度比较大,根据施工的工序和工期,进行有限元分析,选择断面开挖的施工方法,保留住核心土,如果有必要需要增加临时支撑。

2 . 相关施工技术分析

要想预防施工地表的沉降速度,需要实施相应的技术施工措施:在路面铺好2 cm的钢板,可以有效的扩散和缓冲施工过程中的负荷。选择长管棚加小导管注浆支护,有效的承担施工过程中的土层压力。对开挖循环进尺要进行严格的控制,要按照每循环0.5 m循环掘进。适当保留核心土,封闭循环。及时跟上二衬,有效防止地表的过大沉降。为了预防二次模筑衬砌与隧道顶部混凝土之间存有空洞,应该在土层和初期支护的过程中,在初期支护、涂层、二衬之间设置注浆管,及时的进行填充注浆,预防地表的沉降。在注浆过程中,要控制好注浆的压力,尽量实现充填不劈裂,若果注浆的压力过大,那么对于二衬的施工就会出现不利影响。另外,在具体的施工中,应该严格的进行量测体系和监控,根据反馈信息及时对设计进行调整,有效实现信息化模式的施工。

三、 浅埋暗挖法隧道施工技术的应用发展

1. 中洞法暗挖技术的应用发展。

在对以往施工经验进行总结,并对国外先进的隧道建设经验进行借鉴的基础上,将中洞法暗挖技术应用于北京地铁5号线大跨度暗挖车站的施工建设当中。所谓的中洞法具体是指先对隧道的中间部分进行开挖,因中洞的跨度都相对较大,在实际施工过程中可以采用CRD法或是CD法,并遵循短台阶、小分块、早成环

的原则进行施工,当中洞隧道的初期支护工作完成之后, 应当立即进行二次衬砌, 借此来实现对地层结构的刚性支撑,具体施工时可采用洞内逆作法,这样有助于初期沉降变形的控制,还能对邻近的构筑物起到一定的保护作用。隧道中洞施工完毕以后,采取侧洞法对整个隧道的其它部分进行施工, 并确保两侧洞对称施工, 这样能够解决压力不平衡的问题,并且有利于地层沉降的控制。

2. PBA工法的应用发展。

在对大量隧道施工经验进行总结的基础上,国内设计人员提出了如下观点,即先做成多个分离导洞,然后在小导洞内施工支护桩再进行加拱的暗挖技术,这种方法简称为PBA工法。目前,该方法已经获得了国家的技术专利,并在很多隧道工程中获得应用。这种方法最为显著的优点是不会对地层造成过大的扰动,其在北京地铁复八线的建设中获得应用,实践表明采用这种方法进行隧道开挖施工所引起的地层沉降是最小的,同时因采用了边桩,对周围的环境起到了一定的保护作用。

3. 平顶直墙暗挖技术的应用发展。

通常情况下,在地铁隧道及出入口建设施工过程中,往往会遇到一些埋设在地下的构筑物,如既有地铁线、热力管道、燃气管道等等。以往在设计时,常采用加大新建地铁线路纵坡的方法,但是这样会导致隧道的整体埋深深度加大,若是地下水位较高时,会造成降水难度增加。为了有效解决这一问题,可采取平顶直墙暗挖技术。经过大量的工程实践表明, 在下穿既有结构时, 采用少留或是不留间隔土的方法有利于既有结构稳定性的控制。

4. 辅助施工技术的应用发展。

为了确保施工安全、控制沉降,浅埋暗挖法采取了管井降水、大管棚、小导管注浆、环形开挖留核心土等辅助施工措施。随着施工中新问题的不断发生,辅助施工措施也应随之不断改进和完善。

结束语：

现如今,随着各种新型材料、机械设备的出现以及相关理论的进步和完善,相信在不久的将来,浅埋暗挖法必然会获得更大的发展。

参考文献：

[1] 汪东林.注浆加固技术在浅埋暗挖隧道中的应用[J]. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版). 2010(06)

[2] 马超,汪东林.超浅埋地下通道暗挖法施工地表沉降监测分析[J]. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版). 2009(03)