摘要：淺埋暗挖法理論源于新奧法，但更強調(diào)預(yù)支護，及時支護，控制地面沉降，保證施工和地面地下建筑物的安全。本文主要對淺埋暗挖法施工工藝進行了研究。
　　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地表沉降的要求往往比較嚴格，所以在暗洞開挖方式上常常采用對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淺埋暗挖法施工簡介
　　1.1淺埋暗挖法施工概述
　　淺埋暗挖法是1987年中國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)合中國國情，創(chuàng)建的一種暗挖法。它是運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，開挖后及時支護，封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護體系，有效地抑制圍巖過大變形的一種綜合施工技術(shù)。其方法的實質(zhì)內(nèi)涵可用18字原則概括，即:“管超前”、“嚴注漿”、“短開挖”、“強支護”、“快封閉”和“勤測量”。
　　1.2淺埋暗挖法施工的主要特點
　　淺埋暗挖法的特點: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)機械化程度低，主要靠人工施工，對地下管線影響較小;3)淺埋暗挖法對斷面結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)性強，不但可以輕易地做成圓形、馬蹄形、矩形、多跨聯(lián)拱等形狀，而且對不同結(jié)構(gòu)斷面轉(zhuǎn)化、銜接都較容易;4)對于不同的地質(zhì)條件結(jié)合施工期間所反饋的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可及時調(diào)整各種設(shè)計參數(shù)和施工工藝，對工程的適應(yīng)性強;5)由于不必使用大型機械設(shè)備，無噪聲，施工對環(huán)境的干擾相對較小。
　　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，其開挖方式有全斷面開挖法、臺階法、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單，全斷面一次鉆孔，并進行裝藥連線，再起一次爆破成型，同時施作初期支護，鋪設(shè)防水隔離層，進行二次筑模襯砌。這種開挖的優(yōu)點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。缺點是由于開挖面較大，圍巖穩(wěn)定性降低，且每個循環(huán)工作量較大;另外深孔爆破引起的震動較大，因此要求進行精心的鉆爆設(shè)計，并嚴格控制爆破作業(yè)。
　　2.臺階法開挖
　　臺階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個或幾個部分，分步開挖。根據(jù)地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法、多臺階法等。臺階法開挖優(yōu)點很多，能較早地使支護閉合，有利于控制其結(jié)構(gòu)變形及由此引起的地面沉降。臺階法開挖的優(yōu)點是靈活多變，適用性強，具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度。缺點是上下部作業(yè)互相干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響，還應(yīng)注意臺階開挖會增加圍巖擾動的次數(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)壁導坑超前臺階法、中隔墻法(CD、CRD工法)、雙側(cè)壁導坑超前中間臺階法(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，且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。當CD工法仍不能滿足要求時，可在CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時仰拱，即所謂的交叉中隔墻法(也稱CRD工法)。CRD工法的最大特點是將大斷面施工化成小斷面施工，各個局部封閉成環(huán)的時間短，控制早期沉降好，每個步序受力體系完整。因此，結(jié)構(gòu)受力均勻，形變小。另外，由于支護剛度大，施工時隧道整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。
　　4.特大斷面施工
　　當城市地下通道的施工與地下倉庫、地下商業(yè)街及地鐵車站時，經(jīng)常出現(xiàn)地下大空間的施工問題。
　　當?shù)貙訔l件差、斷面特大時，一般設(shè)計成多跨結(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)，需進行支撐換承，施工程序為:安裝換承支撐→打設(shè)超前小導管及注漿→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，必須嚴格控制地表沉陷變形。為此，施工中除選用適當?shù)拈_挖方法、支護方式及施工工藝外，還需要采用對前方圍巖條件進行改良及超前預(yù)支護措施，主要包括:管棚、超前小導管注漿、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)成的棚架來形成對開挖面前方圍巖的預(yù)支護。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)超前小導管注漿超前小導管注漿是在開挖前，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)打入帶孔小導管，并通過小導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，從而保護開挖作業(yè)。小導管一般采用<32mm的焊接鋼管或<40mm的無縫鋼管制作，長度宜為3m-6m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔10cm-20cm交錯鉆孔，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下進行施工作用。
　　2.3.2注漿加固
　　除了于隧道周邊向前方圍巖內(nèi)打入帶孔小導管進行注漿外，對于某些性質(zhì)比較差的地層(特別是淤泥質(zhì)土層)，往往還需要對開挖面及主洞的下半斷面進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)，噴砼達到一定強度后，利用預(yù)先沿隧道縱向埋設(shè)的填充注漿鋼管，向初期支護北后注漿，進一步加固地層，實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
　　主洞超前支護及注漿措施完成后，進行土體開挖。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)，不利于整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和受力。一般臺階距離控制在2m-3m為好，具體根據(jù)隧道圍巖的地質(zhì)條件及監(jiān)控量測的反饋結(jié)果來決定。每個分部在開挖時，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，安裝時要求定位準確，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，與超前小導管焊接在一起，形成一個整體，為避免拱架位移，必要時在拱腳處打設(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)，在噴射混凝土時不得晃動。
　　2.3.5噴射混凝土
　　初噴作用為封閉工作面、防止風化，噴層厚度為5cm，在開挖之后立即進行。初噴混凝土前對所有的開裂、破碎、崩解的破損巖石應(yīng)及時進行清理和處理。待格柵拱架的安裝及掛網(wǎng)完成后，再噴射混凝土至設(shè)計厚度，噴射順序先墻后拱，自上而下水平旋轉(zhuǎn)移動。
　　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支撐拆除后所進行的隧道初砌施工。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。
　　結(jié)束語
　　通過前后期不同暗挖段的施工監(jiān)測比較分析，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，除了要遵照“管超前”、“短開挖”、“強支護”、“快封閉”、勤測量”等原則進行施工，還要特別強調(diào)“嚴注漿”一對整個開挖斷面外一定范圍土體的進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而引起的長期沉降，從而有效控制沉降變形總量。
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