市政隧道施工淺埋暗挖技術(shù)應(yīng)用

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摘要：文章首先介紹淺埋暗挖技術(shù)，其次闡述應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)施工準(zhǔn)則和淺埋暗挖技術(shù)需求，隨后分析淺埋暗挖技術(shù)的可行性，之后找出市政隧道施工存在的問(wèn)題，最后提出市政工程隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)的具體應(yīng)用，希望淺埋暗挖技術(shù)能夠最大化發(fā)揮自身作用，保障市政隧道施工的順利開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：市政隧道施工；淺埋暗挖技術(shù)；應(yīng)用

引言

淺埋暗挖技術(shù)在市政隧道施工中的合理應(yīng)用，可以提供良好的支護(hù)，并且由于該技術(shù)有著良好的靈活性，與斷面處的鍥合度較高，因此市政隧道工程中應(yīng)用十分廣泛?；诖耍疚膶?duì)市政隧道施工淺埋暗挖技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析，希望可以使淺埋暗挖技術(shù)在市政隧道施工中更好的應(yīng)用，減少安全事故的發(fā)生，保障市政隧道的正常使用。

1淺埋暗挖技術(shù)介紹

淺埋暗挖技術(shù)是一種新奧地利施工方法，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為“NATM”，淺埋暗挖技術(shù)合理的應(yīng)用，圍巖使用多種收單進(jìn)行加固處理，可以促使圍巖負(fù)載能力的提升，之后對(duì)隧道進(jìn)行挖掘，并快速進(jìn)行支護(hù)圍巖操作，支護(hù)結(jié)束之后對(duì)圍巖做封閉處理，從而使圍巖形成一個(gè)環(huán)并和支護(hù)共同的支護(hù)系統(tǒng)，最大化減少?lài)鷰r變形情況的出現(xiàn)。淺埋暗挖技術(shù)既有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也存在一定的問(wèn)題，即該技術(shù)的施工較為復(fù)雜。淺埋暗挖技術(shù)在具體施工時(shí)，施工人員經(jīng)常會(huì)應(yīng)用復(fù)合式襯砌方式，即內(nèi)外兩層。在實(shí)際的隧道挖掘時(shí)，外層襯砌的支護(hù)會(huì)運(yùn)用到鋼筋網(wǎng)、鋼架等，并需要在支護(hù)結(jié)束后對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在合格之后則開(kāi)始進(jìn)行內(nèi)層襯砌支護(hù)。在內(nèi)層襯砌時(shí)，一般會(huì)使用到模筑混凝土，同時(shí)也需要做好內(nèi)外層的防水工作。若隧道地層是無(wú)水情況，則在應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行支護(hù)時(shí)，需要采用水泥砂漿實(shí)現(xiàn)防水。在市政隧道施工中采用施工技術(shù)不同，施工造成的影響和費(fèi)用也會(huì)有所不同，表1為市政隧道施工技術(shù)適應(yīng)性分析比較。

2應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)施工準(zhǔn)則

（1）“管超前”準(zhǔn)則。在正式隧道開(kāi)挖前，要依據(jù)隧道的拱部位置以及施工設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行超前小導(dǎo)管打入工作，進(jìn)而能夠促使超前支護(hù)最大化發(fā)揮作用。在開(kāi)挖之后，需要保障管與管之間的圍巖能夠?qū)崿F(xiàn)成拱效應(yīng)。這是由于管棚自身存在的諸多簡(jiǎn)支梁對(duì)圍巖能夠起到良好的支撐作用，可以有效防止圍巖出現(xiàn)變形，進(jìn)而保障后續(xù)工作的順利開(kāi)展。（2）“嚴(yán)注漿”準(zhǔn)則。在超前小導(dǎo)管工作完成之后，需要在底層處進(jìn)行注漿工作，進(jìn)而可以將砂礫等材料有效粘接在一起，起到加固的作用，有效減少支護(hù)坍塌安全事故的發(fā)生。在導(dǎo)管超前支護(hù)完成之后，需要灌注水泥，將砂層的細(xì)縫灌滿(mǎn)，等待一段時(shí)間后，形成的砂礫膠是一種很強(qiáng)的“結(jié)石體”，并會(huì)在周?chē)纬梢粋€(gè)殼體，從而促使圍巖穩(wěn)定性的進(jìn)一步提升。與此同時(shí)，“嚴(yán)注漿”準(zhǔn)則還會(huì)使用到初支背后注漿和二襯背后注漿施工[1]。（3）“短進(jìn)尺”準(zhǔn)則。在實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中，隧道的循環(huán)距離應(yīng)要保持最短，這樣在一定程度上可以減少開(kāi)挖和支護(hù)設(shè)置時(shí)間，同時(shí)受到嵌制作用和縱向圍巖較少優(yōu)勢(shì)的影響，可以為安全施工營(yíng)造良好的環(huán)境。（4）“強(qiáng)支護(hù)”準(zhǔn)則。在經(jīng)常初期支護(hù)施工過(guò)程中，施工工作人員一般會(huì)選擇格棚鋼架和速凝混凝土減少地層下沉情況的發(fā)生。若淺埋暗挖的網(wǎng)噴支護(hù)負(fù)載能力較強(qiáng)時(shí)，則不會(huì)進(jìn)行二次支護(hù)承力。（5）“早封閉”準(zhǔn)則。施工工作人員在初期支護(hù)開(kāi)挖工作完成之后，應(yīng)要快速進(jìn)行封閉工作，進(jìn)而有效改善初期支護(hù)開(kāi)挖的受力條件。（6）“多測(cè)量”準(zhǔn)則。淺埋暗挖技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中測(cè)量工作發(fā)揮著十分重要的作用。因此在施工過(guò)程中，需要定期對(duì)地表下沉和洞內(nèi)拱頂下沉情況進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而可以第一時(shí)間掌握圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化情況，同時(shí)還可以將變化參數(shù)進(jìn)行記錄，之后施工工作人員將測(cè)量參數(shù)準(zhǔn)確的傳送給施工主管部門(mén)，進(jìn)而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，采取一定的施工措施[2]。除此之外，在市政隧道施工中應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)時(shí)，還應(yīng)要詳細(xì)了解工程周?chē)h(huán)境以及質(zhì)地條件，進(jìn)而可以采取正確的施工方法。

3淺埋暗挖技術(shù)需求

（1）圍巖變形量的合理控制。圍巖變形量不單純的指隧道開(kāi)挖時(shí)的圍巖下沉情況，同時(shí)也指受到圍巖影響而出現(xiàn)的支護(hù)體系變形情況。與此同時(shí)，每個(gè)施工流程的基礎(chǔ)施工也會(huì)受到下沉變位因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)偏移的問(wèn)題。因此，這就需要施工工作人員做好地中和地表下沉變形量的控制工作，這樣不僅可以保障地面建筑物和地層的線(xiàn)路管網(wǎng)的安全，而且還可以減少破壞地面自然景觀情況的發(fā)生，進(jìn)而減少對(duì)地上交通造成的影響。（2）提高支護(hù)剛性，做好地層改良工作。為最大化減少地中和地面下沉情況的出現(xiàn)，施工工作人員在應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)時(shí)，應(yīng)要提前進(jìn)行支護(hù)的安裝，并提高支護(hù)的剛性[3]。同時(shí)，在進(jìn)行隧道開(kāi)挖和支護(hù)施工時(shí)，應(yīng)要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的施工方法。除此之外，施工工作人員還需要做好地層改良工作，進(jìn)而為圍巖地層施工創(chuàng)造有利的條件。（3）做好施工前試驗(yàn)工作。由于市政工程隧道施工的地質(zhì)條件復(fù)雜多變，因而在確定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、施工方案之后，需要施工工作人員在施工路段中選擇典型的路段進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)合格之后，才可以全面進(jìn)行施工。但在實(shí)際施工中尤為需要注意的是，需要提高對(duì)容易發(fā)生下沉變形的路段以及支護(hù)結(jié)構(gòu)和圍巖應(yīng)力不足路段的重視度，采用一定的處理措施。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)工作人員對(duì)整體施工方案進(jìn)行改良優(yōu)化，可以有效減少安全事故的發(fā)生。

4淺埋暗挖技術(shù)的可行性

（1）工程水質(zhì)條件分析。一般情況下，在城區(qū)地下隧道施工過(guò)程中會(huì)普遍使用淺埋暗挖技術(shù)，即在不用明挖同時(shí)含水較小的地層，在均是城區(qū)地面建筑物多、交通復(fù)雜、地線(xiàn)管線(xiàn)豐富的地位應(yīng)用較為廣泛，但卻對(duì)地表下沉有著十分嚴(yán)格的要求[4]。此外，在含水量較大的松軟層進(jìn)行堵水和降水操作之后，也可以應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，若采取的輔助施工方法合理，淺埋暗挖技術(shù)便可以應(yīng)用在各種的層施工中；而若考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面，應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)時(shí)，需要進(jìn)行無(wú)水工作。（2）工程地質(zhì)條件分析。若工程在貧水區(qū)域，地下水存在于河漫灘和河床相粉土透鏡狀砂層細(xì)縫中，泥質(zhì)膠結(jié)，透水和富水能力相對(duì)較差。而站在地下水角度來(lái)看，這個(gè)區(qū)域具有可以應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的基本水文地質(zhì)條件。與此同時(shí)，應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)能夠快速的適應(yīng)斷面結(jié)構(gòu)形狀，并且很容易連接，所以在實(shí)際施工過(guò)程中通常將其轉(zhuǎn)化為各種形狀，進(jìn)而可以滿(mǎn)足各種斷面結(jié)構(gòu)形狀的需求，促使整個(gè)工程施工質(zhì)量和水平的提升，減少安全事故發(fā)生率。（3）地面沉降變形分析。隧道開(kāi)挖應(yīng)用淺埋暗挖施工技術(shù)時(shí)，會(huì)對(duì)地層巖體中的天然應(yīng)力進(jìn)行重新分配，處在一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)，進(jìn)而使隧道兩側(cè)壁不會(huì)受到變形的影響，保障圍巖的穩(wěn)定性。通常情況下，若出現(xiàn)地表下沉則是受到以下幾個(gè)因素的影響，具體而言：a.在實(shí)際開(kāi)挖時(shí)，會(huì)存在一定的土體應(yīng)力，導(dǎo)致地表發(fā)生移動(dòng)[5]。b.施工工作人員在進(jìn)行封閉支護(hù)結(jié)構(gòu)成環(huán)時(shí)，會(huì)發(fā)生上方土地和整體支護(hù)結(jié)構(gòu)下沉的問(wèn)題。c.施工工作人員在進(jìn)行中隔墻拆除作業(yè)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致支護(hù)變形。

5市政隧道施工存在的問(wèn)題

（1）土質(zhì)穩(wěn)定性有待提升。在整個(gè)市政隧道施工過(guò)程中最為嚴(yán)重的問(wèn)題就是土質(zhì)穩(wěn)定性不高。若將軟土作為施工的主體，在隧道施工的初始階段，需要對(duì)容易軟化和坍塌的巖石，采取一定的保護(hù)措施。同時(shí)也需要對(duì)市政隧道施工各個(gè)路段的巖石有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。隧道通過(guò)地層的泥土通常都是砂紙粘性土壤，而且有些位置還會(huì)有沖擊砂層，這樣地層的薄弱性較強(qiáng)。因此，在隧道開(kāi)始開(kāi)挖過(guò)程中，周?chē)膰鷰r會(huì)受到自重因素的影響，出現(xiàn)下沉。而若圍巖表層出現(xiàn)松動(dòng)或者變形的問(wèn)題，很容易導(dǎo)致圍巖發(fā)生坍塌，進(jìn)而造成嚴(yán)重的安全事故。此外，若未做好地表控制作業(yè)，則會(huì)無(wú)法保障圍巖的穩(wěn)定性，進(jìn)而嚴(yán)重影響后續(xù)施工作業(yè)的順利開(kāi)展，無(wú)法在規(guī)定的時(shí)間完成工程項(xiàng)目。（2）地下管線(xiàn)滲漏。在實(shí)際的市政隧道施工過(guò)程中，若想要保障圍巖穩(wěn)定性，則需要全面了解水源補(bǔ)給情況，進(jìn)而可以根據(jù)隧道實(shí)際情況和結(jié)構(gòu)分位，保障水源補(bǔ)給工作的順利開(kāi)展。與此同時(shí)，還需對(duì)隧道內(nèi)風(fēng)道結(jié)構(gòu)和范圍進(jìn)行深入分析，若各個(gè)結(jié)構(gòu)的飽和程度較高，則會(huì)導(dǎo)致在一些地層中存在水囊或者空洞情況[6]。另外，若未做好降水工作，則將會(huì)對(duì)后續(xù)風(fēng)道開(kāi)挖工作產(chǎn)生一定的影響。若施工工作人員在實(shí)際施工過(guò)程中，未控制地層穩(wěn)定性，則會(huì)對(duì)整個(gè)市政工程施工造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)l(fā)生安全事故。

6市政工程隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）真空降水中的應(yīng)用。一般情況下，真空降水是通過(guò)將管井和真空泵桐兩者相結(jié)合，之后與輻射井相連，采用水平滲水的方式，對(duì)滲水進(jìn)行有效的控制。實(shí)際上，真空降水就是通過(guò)真空泵的真空情況，即水在真空的影響下，進(jìn)入管道內(nèi)，進(jìn)而促使水位下降。施工工作人員通常會(huì)在黏土層、粉土層的降水處理工作中使用真空降水的方式，其主要原因是由于黏土層滲透能力相對(duì)較差，若采用傳統(tǒng)的方式將會(huì)無(wú)法排除土層中的水分，進(jìn)而影響后續(xù)的隧道施工，帶來(lái)嚴(yán)重的安全事故[7]。根據(jù)實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，通常會(huì)將真空降水應(yīng)用在掌子面進(jìn)行施工作業(yè)，這樣可以保障全面排除地下水，同時(shí)也可以將粉土層中的水有效排除，與傳統(tǒng)的排水方式相比，有著十分顯著的特點(diǎn)。（2）輻射降水中的應(yīng)用。若想淺埋暗挖技術(shù)能夠在輻射降水中最大化發(fā)揮自身作用，首先需要挖設(shè)一個(gè)大口徑井，然后隧道含水層鋪設(shè)輻射管，這時(shí)的水會(huì)通過(guò)輻射管流入到大口徑井內(nèi)，之后在泵的作用下水便會(huì)被排出。此外，在實(shí)際施工過(guò)程中，大口徑井內(nèi)的水平滲水井會(huì)有較大的調(diào)整空間，因而施工工作人員將會(huì)在地表不存在降水位置進(jìn)行施工，進(jìn)而保障輻射降水工作的順利開(kāi)展。（3）管棚支護(hù)中的應(yīng)用。市政工程隧道施工過(guò)程中，應(yīng)用了大跨度單拱單柱雙層島式結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)時(shí)，隧道最小埋深度為5.5m使用每根長(zhǎng)146.5m直徑為11.4cm×0.5cm的管棚，進(jìn)而可以最大化發(fā)揮管棚的作用。這樣的施工方式在我國(guó)是第一次出現(xiàn)，并且是一次性的施工流程，可以有效減少多次施工對(duì)整個(gè)施工造成的影響。這樣的施工所使用的管棚精度十分高，中心偏差均在1.9cm內(nèi)，而且在一定程度上減少了下沉和倒塌情況的發(fā)生，同時(shí)與傳統(tǒng)管棚相比，實(shí)際下沉有效減少了0.1cm。（4）遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用。為保障市政工程隧道施工結(jié)束之后，隧道能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，并提高淺埋暗挖的安全質(zhì)量，在隧道施工結(jié)束之后，需要建立完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)隧道運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督管理。遠(yuǎn)程監(jiān)控在隧道之外的隧道施工中的優(yōu)勢(shì)是十分明顯的，不僅可以有效監(jiān)管隧道燈的實(shí)際情況，而且還可以詳細(xì)了解新隧道對(duì)原有隧道造成的影響，進(jìn)而保障市政工程隧道施工的順利完成，減少安全事故的發(fā)生。

7淺埋暗挖技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

（1）復(fù)雜受力轉(zhuǎn)化過(guò)程的下沉控制。通常情況下，淺埋暗挖技術(shù)復(fù)雜受力的轉(zhuǎn)化均是在已經(jīng)存在的建筑物下方進(jìn)行。而若想做好避免拆遷、拆除等工作，則需要根據(jù)實(shí)際情況，采用合理的施工技術(shù)，嚴(yán)格控制下沉情況。因此，在未來(lái)城市地下工程施工中淺埋暗挖技術(shù)有著良好的發(fā)展空間。（2）提升淺埋暗挖技術(shù)的施工速度和注漿技術(shù)。在市政工程隧道施工過(guò)程中應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)，由于該技術(shù)的機(jī)械化較低，需要人工進(jìn)行開(kāi)挖，進(jìn)而導(dǎo)致施工速度慢，工作效率低。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)要加大機(jī)械化研究力度，同時(shí)也需要選擇合適的輔助注漿施工方法。在當(dāng)前階段，施工工作人員普遍會(huì)應(yīng)用到超前小導(dǎo)管、水平旋噴加固等。此外，也需要站在施工安全和提高施工的角度，加快對(duì)注漿技術(shù)的研究力度。（3）加大對(duì)淺埋暗挖技術(shù)防水新方法的研究力度。在當(dāng)前，淺埋暗挖技術(shù)施工主要做兩層的防水處理，具體而言：a.初支和二襯兩者之間設(shè)置全包防水板。b.二襯防水混凝土。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，施工技術(shù)的完善，以及各種新型材料的普及。在未來(lái)應(yīng)要加大防水材料的研究力度，保障能夠一次性完成防水工作。

8結(jié)束語(yǔ)

總而言之，市政隧道施工中淺埋暗挖技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越普及，在一定程度上可以促使隧道質(zhì)量的進(jìn)一步提升。因此，需要加大對(duì)淺埋暗挖技術(shù)的研究力度，進(jìn)而保障市政隧道工程的快速發(fā)展。

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作者：楊智猛 單位：深圳市市政工程總公司