摘要：淺埋暗挖法理論源于新奧法，但更強(qiáng)調(diào)預(yù)支護(hù)，及時(shí)支護(hù)，控制地面沉降，保證施工和地面地下建筑物的安全。本文主要對(duì)淺埋暗挖法施工工藝進(jìn)行了研究。
　　關(guān)鍵詞：淺埋暗挖法；城市；地道
　　前言
　　淺埋暗挖法適用于城市地區(qū)，在松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道。它的突出優(yōu)勢(shì)在于不影響城市交通，無污染、無噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。因此城市中的地道工程大部分都采用淺埋暗挖法施工。另外在城市地道的施工過程中對(duì)地表沉降的要求往往比較嚴(yán)格，所以在暗洞開挖方式上常常采用對(duì)沉降控制效果較好的交叉中隔墻法，下面介紹其施工工藝流程。
　　
　　1淺埋暗挖法施工簡(jiǎn)介
　　1.1淺埋暗挖法施工概述
　　淺埋暗挖法是1987年中國(guó)工程師在修建北京地鐵復(fù)興門折返線工程中在新奧法的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)國(guó)情，創(chuàng)建的一種暗挖法。它是運(yùn)用新奧法的基本原理，開挖中采用多種輔助施工措施加固圍巖，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，開挖后及時(shí)支護(hù)，封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系，有效地抑制圍巖過大變形的一種綜合施工技術(shù)。其方法的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵可用18字原則概括，即:“管超前”、“嚴(yán)注漿”、“短開挖”、“強(qiáng)支護(hù)”、“快封閉”和“勤測(cè)量”。
　　1.2淺埋暗挖法施工的主要特點(diǎn)
　　淺埋暗挖法的特點(diǎn):1)地下通道暗挖成型，初支和襯砌均在地下空間內(nèi)完成，不必中斷城市交通;2)機(jī)械化程度低，主要靠人工施工，對(duì)地下管線影響較小;3)淺埋暗挖法對(duì)斷面結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)性強(qiáng)，不但可以輕易地做成圓形、馬蹄形、矩形、多跨聯(lián)拱等形狀，而且對(duì)不同結(jié)構(gòu)斷面轉(zhuǎn)化、銜接都較容易;4)對(duì)于不同的地質(zhì)條件結(jié)合施工期間所反饋的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可及時(shí)調(diào)整各種設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝，對(duì)工程的適應(yīng)性強(qiáng);5)由于不必使用大型機(jī)械設(shè)備，無噪聲，施工對(duì)環(huán)境的干擾相對(duì)較小。
　　2.1.3淺埋暗挖法施工的開挖方式
　　淺埋暗挖法施工地道工程時(shí)，其開挖方式有全斷面開挖法、臺(tái)階法、分步開挖法以及施作大型地下空間的中洞法、側(cè)洞法、柱洞法等幾種方法。
　　1全斷面開挖
　　全斷面開挖法施工操作比較簡(jiǎn)單，全斷面一次鉆孔，并進(jìn)行裝藥連線，再起一次爆破成型，同時(shí)施作初期支護(hù)，鋪設(shè)防水隔離層，進(jìn)行二次筑模襯砌。這種開挖的優(yōu)點(diǎn)是全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機(jī)械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，便于施工組織的管理。缺點(diǎn)是由于開挖面較大，圍巖穩(wěn)定性降低，且每個(gè)循環(huán)工作量較大;另外深孔爆破引起的震動(dòng)較大，因此要求進(jìn)行精心的鉆爆設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制爆破作業(yè)。
　　2.臺(tái)階法開挖
　　臺(tái)階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個(gè)或幾個(gè)部分，分步開挖。根據(jù)地層條件和機(jī)械配套情況，臺(tái)階法又可分為正臺(tái)階法、多臺(tái)階法等。臺(tái)階法開挖優(yōu)點(diǎn)很多，能較早地使支護(hù)閉合，有利于控制其結(jié)構(gòu)變形及由此引起的地面沉降。臺(tái)階法開挖的優(yōu)點(diǎn)是靈活多變，適用性強(qiáng)，具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度。缺點(diǎn)是上下部作業(yè)互相干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時(shí)對(duì)上部穩(wěn)定性的影響，還應(yīng)注意臺(tái)階開挖會(huì)增加圍巖擾動(dòng)的次數(shù)等。
　　3.分步開挖法
　　分布開挖法主要適用于地層較差的地下工程，尤其是限制地面沉降的城市地下工程，包括單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺(tái)階法、中隔墻法(CD、CRD工法)、雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺(tái)階法(也稱眼鏡工法)等多種形式。
　　中隔墻法也稱CD工法，主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體，且地面沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工。當(dāng)CD工法仍不能滿足要求時(shí)，可在CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時(shí)仰拱，即所謂的交叉中隔墻法(也稱CRD工法)。CRD工法的最大特點(diǎn)是將大斷面施工化成小斷面施工，各個(gè)局部封閉成環(huán)的時(shí)間短，控制早期沉降好，每個(gè)步序受力體系完整。因此，結(jié)構(gòu)受力均勻，形變小。另外，由于支護(hù)剛度大，施工時(shí)隧道整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。
　　4.特大斷面施工
　　當(dāng)城市地下通道的施工與地下倉(cāng)庫(kù)、地下商業(yè)街及地鐵車站時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)地下大空間的施工問題。
　　當(dāng)?shù)貙訔l件差、斷面特大時(shí)，一般設(shè)計(jì)成多跨結(jié)構(gòu)，跨與跨之間有梁、柱連接。比如常見的三跨兩柱大型地鐵站、地下商業(yè)街、地下停車場(chǎng)等，一般采用中洞法、側(cè)洞法、柱洞法及洞樁墻法(地下蓋挖法)等方法施工，其核心思想是變大斷面為中小斷面，提高施工安全度。上面的開挖斷面如圖1所示。
　　
　　
　　圖1淺埋暗挖法的開挖方式
　　2常用的淺埋暗挖法施工工藝流程
　　2.1豎井施工
　　城市地道施工，往往受到施工場(chǎng)地的限制，而且有繁重的交通疏解任務(wù)，加之地下管線密集，施工機(jī)械難以充分發(fā)揮作用。因此，在狹小的區(qū)域內(nèi)作業(yè)，采用豎井開挖是一種切實(shí)可行的方式。豎井主要由豎井圈梁施工、豎井基坑開挖、注漿錨桿施作、格柵鋼架安裝、噴射混凝土等組成支護(hù)體系，采用逆作法施工。
　　豎井基坑的取土開挖宜采用人工方式進(jìn)行，以避免地下管線的破壞。分層開挖，逆作法施工。
　　2.2洞門施工
　　豎井與通道交叉口雖明暗施工交界，受力結(jié)構(gòu)復(fù)雜，洞門施工時(shí)要破除豎井洞口位置處井壁砼，即破壞了原豎井結(jié)構(gòu)，使洞口處出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，最容易使該處圍巖失穩(wěn)，需進(jìn)行支撐換承，施工程序?yàn)?安裝換承支撐→打設(shè)超前小導(dǎo)管及注漿→分部破除洞門處井壁砼，割除型鋼支撐→架設(shè)左上部第一福格柵拱架→噴射砼→同樣方法施工左下、右上、右下部。
　　2.3主洞施工
　　2.3.1超前預(yù)支護(hù)施工
　　為了避免地面交通、周邊建筑物及地下管線的破壞，必須嚴(yán)格控制地表沉陷變形。為此，施工中除選用適當(dāng)?shù)拈_挖方法、支護(hù)方式及施工工藝外，還需要采用對(duì)前方圍巖條件進(jìn)行改良及超前預(yù)支護(hù)措施，主要包括:管棚、超前小導(dǎo)管注漿、超前錨桿和超前小鋼管等。
　　1)管棚施工管棚是利用鋼拱架與沿開挖輪廓線，以較小的外插角，向開挖面前方打入鋼管或鋼插板構(gòu)成的棚架來形成對(duì)開挖面前方圍巖的預(yù)支護(hù)。管棚是利用鋼管或鋼插板作為縱向預(yù)支撐、鋼拱架作為橫向環(huán)形支撐，構(gòu)成縱、橫向整體剛度較大的支護(hù)系統(tǒng)，阻止和限制圍巖變形，提前承受早期圍巖壓力。
　　2)超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注漿是在開挖前，先用噴射混凝土將開挖面和3m-6m范圍內(nèi)的隧道封閉，然后沿隧道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管，并通過小導(dǎo)管向圍巖壓注起膠結(jié)作用的漿液，待漿液硬化后，坑道周圍巖體就形成了有一定厚度的加固圈，從而保護(hù)開挖作業(yè)。小導(dǎo)管一般采用<32mm的焊接鋼管或<40mm的無縫鋼管制作，長(zhǎng)度宜為3m-6m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔10cm-20cm交錯(cuò)鉆孔，孔徑宜為6mm-8mm，環(huán)向間距一般采用20cm-50cm,外插角控制在10°-30°之間。
　　3)超前錨桿和超前小鋼管是沿開挖輪廓線，以稍大的外插角，向開挖面前方安裝錨桿或小鋼管，形成對(duì)開挖面前方圍巖的預(yù)錨固，在提前形成的圍巖錨固圈的保護(hù)下進(jìn)行施工作用。
　　2.3.2注漿加固
　　除了于隧道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導(dǎo)管進(jìn)行注漿外，對(duì)于某些性質(zhì)比較差的地層(特別是淤泥質(zhì)土層)，往往還需要對(duì)開挖面及主洞的下半斷面進(jìn)行水平和豎直的二重管無收縮雙液注漿(WSS注漿)。WSS注漿技術(shù)是采用二重管鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度后注漿。兩種漿液的成份不同(水玻璃溶液和水泥漿液)，通過二重管端頭的漿液混合器充分混合后，定量、定壓注漿，使巖土層的空隙或孔隙間充滿漿液并固化，改變了巖土層的性狀，對(duì)巖體起加固、止水的作用。
　　注漿加固還包括在全斷面開挖封閉成環(huán)，噴砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，利用預(yù)先沿隧道縱向埋設(shè)的填充注漿鋼管，向初期支護(hù)北后注漿，進(jìn)一步加固地層，實(shí)踐證明能有效填充噴砼與圍巖空隙，控制圍巖松弛變形。
　　2.3.3土體開挖
　　主洞超前支護(hù)及注漿措施完成后，進(jìn)行土體開挖。一般采用人工開挖，斗車出碴，棄碴通過豎井提升架運(yùn)出洞外。由于采用CRD工法施工，上下左右洞室須保持一定的距離，距離過短，不利于控制地表沉降，距離過大洞室不能盡早完成封閉成環(huán)，不利于整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和受力。一般臺(tái)階距離控制在2m-3m為好，具體根據(jù)隧道圍巖的地質(zhì)條件及監(jiān)控量測(cè)的反饋結(jié)果來決定。每個(gè)分部在開挖時(shí)，先開挖周邊，預(yù)留核心土，以保留掌子面的安全。
　　2.3.4格柵拱架的安裝及掛網(wǎng)
　　主洞開挖每循環(huán)進(jìn)尺0.4m-1.0m開挖完成后架設(shè)格柵拱架。格柵拱架采用螺栓聯(lián)接，安裝時(shí)要求定位準(zhǔn)確，節(jié)與節(jié)之間連接緊密，無縫隙。每棍拱架間采用縱向連接筋相連，與超前小導(dǎo)管焊接在一起，形成一個(gè)整體，為避免拱架位移，必要時(shí)在拱腳處打設(shè)鎖腳錨管。鋼架安設(shè)后在兩拱架間鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)需掛靠牢固，隨受噴面的起伏鋪設(shè)，在噴射混凝土?xí)r不得晃動(dòng)。
　　2.3.5噴射混凝土
　　初噴作用為封閉工作面、防止風(fēng)化，噴層厚度為5cm，在開挖之后立即進(jìn)行。初噴混凝土前對(duì)所有的開裂、破碎、崩解的破損巖石應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理和處理。待格柵拱架的安裝及掛網(wǎng)完成后，再噴射混凝土至設(shè)計(jì)厚度，噴射順序先墻后拱，自上而下水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
　　2.2.4主體結(jié)構(gòu)施工
　　主體結(jié)構(gòu)施工主要是在中隔墻等臨時(shí)支撐拆除后所進(jìn)行的隧道初砌施工。主要包括防水層鋪設(shè)、鋼筋綁扎、拱架架立、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)。
　　結(jié)束語
　　通過前后期不同暗挖段的施工監(jiān)測(cè)比較分析，得出在采用淺埋暗挖法施工穿越含水率高的淤泥質(zhì)粘土層時(shí)，除了要遵照“管超前”、“短開挖”、“強(qiáng)支護(hù)”、“快封閉”、勤測(cè)量”等原則進(jìn)行施工，還要特別強(qiáng)調(diào)“嚴(yán)注漿”一對(duì)整個(gè)開挖斷面外一定范圍土體的進(jìn)行水泥及水玻璃雙液加固，有效地固結(jié)暗洞周邊淤泥質(zhì)土，避免因周邊軟土層蠕動(dòng)而引起的長(zhǎng)期沉降，從而有效控制沉降變形總量。
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