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浅埋暗挖法隧道施工技术及地面沉降控制
作者：段保华
来源：《装饰装修天地》2016年第02期
摘要：随着当前国内公路建设与发展，道路施工技术也有了长足的进步，越来越多的先进方法与先进技术被应用到路桥隧道施工中，工程项目施工水平得到全面提升。笔者在本文主要分析了浅埋暗挖法隧道施工原则与要点，并着重浅埋暗挖法隧道施工中地面沉降控制的有效策略，希望有所指导和帮助。
关键词：隧道施工;浅埋暗挖;地面沉降;控制策略 前 ;言
浅埋地段隧道修建过程中往往会受到周围环境因素的影响而选择暗挖法施工方式，这种操作就是浅埋暗挖法，其基于新奥法基本原理，通过不同辅助施工手段在开挖作业期间加固围岩，并对围岩自承能力加以充分利用，开挖后保证及时支护，封闭成环，与围岩结合为有机共同体发挥联合支护的作用。 一、浅埋暗挖法的应用原则
应用浅埋暗挖法开展隧道施工应遵循的原则如下：施工方法应具有经济、快速的特点，不会对施工区域地面造成严重扰动;对于部分断面较大的区域或者地层较差的位置，施工方可以考虑应用一部分合理辅助方法展开施工作业。倘若断面较小或者施工地层条件较好，则可通过全断面开挖展开施工作业;施工操作中应合理选择辅助工法，因为施工中应用辅助工法的环节相对较多，因此施工方应合理选择，尤其是地层较差或者开挖面不稳的情况下，应确保辅助施工措施的合理性，建议优先考虑大断面开挖作业。同时应全面备置施工套装，做好开挖、通风、装运以及防水等各项工作，为施工作业创造有利的前提。此外，设备经济投入量应不低于工程造价总量的十分之一。应严密监测施工全过程，并就施工具体情况展开实时汇报，遵循既定方针和制度规定落实施工计划，重视施工的安全性、及时性与高效性;应切实改善施工人员专业素质，保障施工质量以及施工速度;组织综合工班开展施工作业，做好洞内外通风，同时还应做好施工环境、施工监测、施工材料以及施工机械的管理工作，保障施工顺利进行。 二、浅埋暗挖法的技术操作要点
1.开挖方法。应用浅埋暗挖法展开隧道工程施工作业时，施工方应结合自身实际情况、工程特点、施工环境要求和围岩情况来选择相应的开挖与掘进方式，实际条件允许的情况下可设置试验段加以验证。通常情况下山岭隧道施工多以正台阶法为主;城市和临近区域普通隧道施工则以短台阶法或者上台阶分部开挖的方法为主;大断面山岭隧道或者城市隧道则以中隔墙台阶法、双侧壁导坑法或者单侧壁导坑法为主;多跨隧道通常以柱洞法、中洞法以及侧洞法为
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主，例如地下停车场或者城市地铁车站等等。较大截面的浅埋隧道不可全断面开挖。此外，在施工期间应尽量避免扰动围岩，可以机械先行掘进或以人力开挖为主;爆破开挖，模式下应遵循短进尺、弱爆破的原则，并密切监测爆破振动，通常情况下爆破进尺应保持在1.0m以内。 2.支护方式。选择浅埋暗挖法作业时应尽量将支护时间提前，并适当提升支护刚度，以便于对地表和地中形变沉陷做出有效的控制。在采用合理开挖方法、施工工艺和支护方式的基础上，施工单位还应改良前方围岩条件，做好超前支护，妥善应对地层沉降变形。一般情况下浅埋暗挖法隧道作业以复合式衬砌为主，初期支护类型的构成包括四种成分，即喷、锚、钢架以及格构架。其中锚杆在浅埋软弱地层的表现明显减弱，通常情况下顶部锚杆会因为作用不大而取消，因此初期支护应保持较大的刚度，可选择以喷射钢纤维混凝土为主，逐步取代网喷混凝土，保障支护速度和作业质量。
3.施工辅助手段、应用浅埋暗挖法作业过程中，辅助施工方法的提出是为了解决不良地层问题，结合工程实际情况来选择相应的辅助工法对于工程成本造价以及工程项目的成败有着极为重要的意义。参建方应综合考虑，多方分析，认真评价工程地质条件以及辅助工法选法后统一决定，简单易行的方法可作为优先考虑，亦可同时选择多种辅助工法对地层进行加固，从根本上保障工程项目质量以及施工安全。
三、浅埋暗挖法施工作业中地面沉降控制的有效策略
1.及时进行二次衬砌，确保地层恢复稳定。孔隙水调整将会逐渐产生附加应力，这同时也是一个递增式的漫长过程。受渗排水效应的影响，软弱富水地层地表发生大范围沉降，地层刚度和初期支护刚度之间将会产生越来越强的相互作用。所以，软土隧道作业中应及时进行二次衬砌，以便于地层在短时间内恢复稳定。
2.做好开挖控制。控制开挖沉降的技术较多，主要分为地层处理和隧道自身措施，其中前者可通过改变地层相应或者提高响应，以便于控制隧道施工造成的地层运动;隧道自身方案则泛指所有隧道内实施的用于控制地层沉降的方法和手段。
3.改善土体特性。隧道施工开挖后周边形成外土体，通过相应的局部加固处理，既有利于隧道开挖后形成自然拱，同时也有利于土体特性的改善，使之转向好的方面。施工过程中可以采用超前注浆以及深层注浆的方法对土体进行加固，同时也有利于改善土体性质。应结合土体性质选择压注双液浆或者纯水泥浆，若实际情况需要亦可调配化学浆液，或采用其他有利于改善土体特性的方法。
4.初支背后注浆。现阶段不少施工人员对于初支背后注浆技术缺乏充分、深入的理解，仅仅将其视为简单的注浆，而对注浆压力、注浆时间次序、浆液结石率和浆液凝结时间缺乏有效的控制，难以收到预期效果。一般情况下隧道开挖后就应开始初支背后注浆，对初期支护后方空隙进行填充，应注意在注浆过程中对注浆压力保持适当的控制，且浆液凝固后依然保持一定
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压力，这样有利于应对开挖隧道造成作业区域附近地面出现的应力损失问题，确保地层达到应力平衡点，地层应力调整时间（位移变形收敛时间）得以缩短。
5.排放地下水。排放地下水将会导致上覆地层强度升高，刚度变大，这在隧道工作面附近区域地层上对比表现更为明显。然而地下水的过度抽排对于一些特殊地层的影响是致命的，如砂层、砾砂层等等，其上覆多孔介质土层将会处于超固结状态，造成地表大范围沉降。所以施工方应尽量或者减少抽排地下水，前提是满足工作面稳定，可正常开展挖掘作业。应结合实际情况利用旋喷桩以及止水帷幕的方式将地下渗水通道予以阻断。选择洞内、地表降排水时，应注意控制抽排时间，越短越好。完成掌子面开挖作业后，应及时对周边进行开挖并做好掌子面注浆、喷硅等各项操作，有效稳定工作面，及时停止排水。建议结合地层实际条件对小导管、注浆参数和格栅支护参数做出及时调整，保证注浆效果。 参考文献：
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