王儒奇

【摘要】科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展推動我國各行業(yè)發(fā)展迅速，使得我國快速進(jìn)入現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展階段。在建筑工程建設(shè)作業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，公路、鐵路等工程建設(shè)項目日益增多，地下作業(yè)也隨之增多。多數(shù)工程項目地下建設(shè)作業(yè)中均需要通過淺埋暗挖的方式開挖作業(yè)斷面，以進(jìn)行后續(xù)施工作業(yè)。在淺埋暗挖施工期間，澆筑作業(yè)與斷面開挖同步進(jìn)行，省略了開槽環(huán)節(jié)，憑借適用范圍廣、施工速度快、質(zhì)量安全可靠等優(yōu)勢在各類工程實(shí)踐中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】淺埋暗挖法;隧道施工;應(yīng)用

近年來，我國很多先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到各行業(yè)中，使其發(fā)展更為迅速。淺埋暗挖法在隧道施工中多應(yīng)用于地層柔軟區(qū)，該區(qū)域圍巖自身承載力降低，需防范地面沉降現(xiàn)象。淺埋暗挖法隧道施工中，應(yīng)對工程項目實(shí)際情況進(jìn)行分析，把握地質(zhì)地形、氣候水文等具體條件，科學(xué)應(yīng)用施工技術(shù)與機(jī)械設(shè)備，規(guī)范、有序施工，并從施工進(jìn)度和施工安全等方面保證隧道工程施工的質(zhì)量。

1、施工原則

在淺埋暗挖法隧道施工過程中，為最大限度確保開挖作業(yè)的順利進(jìn)行，同時實(shí)現(xiàn)對地表沉降量的合理控制，應(yīng)遵循以下基本原則：○1結(jié)合淺埋暗挖作業(yè)現(xiàn)場地層情況、既有建筑物構(gòu)造特點(diǎn)以及現(xiàn)場施工機(jī)械的配置情況，對開挖方法進(jìn)行合理選擇。針對比較常見的大地層斷面或地層條件較差的情況，可以將分部正臺階開挖法與輔助工法結(jié)合應(yīng)用。反之，若地層斷面小或地層條件良好，則可以優(yōu)先選用全斷面開挖工法。○2在斷面開挖過程中應(yīng)當(dāng)重視對輔助工法的選擇與合理應(yīng)用，在輔助工法應(yīng)用基礎(chǔ)之上結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)先考慮大斷面開挖工法?！?開挖作業(yè)面現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備投入應(yīng)當(dāng)與地層、斷面實(shí)際情況契合，按照工程造價×10.0%以上標(biāo)準(zhǔn)投入作業(yè)?！?現(xiàn)場隧道開挖應(yīng)當(dāng)安排專人對通風(fēng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與控制，密切處理各關(guān)鍵施工工序、作業(yè)人員以及內(nèi)外部環(huán)境間的對應(yīng)關(guān)系?！?現(xiàn)場開挖施工期間應(yīng)當(dāng)基于對信息化技術(shù)的應(yīng)用，合理調(diào)整與優(yōu)化工序進(jìn)度與實(shí)踐安排，以保障施工進(jìn)度與質(zhì)量水平。

2、淺埋暗挖法在隧道施工中的應(yīng)用

2.1工程概況

沈陽市運(yùn)河水系綜合治理工程（新開河?xùn)|段）截污工程四標(biāo)段 Y33-Y34暗挖工程 全長230m結(jié)構(gòu)上部覆土約10m。支護(hù)采用鋼格柵拱架和噴射C25混凝土結(jié)構(gòu)，后施工二次襯砌。初支結(jié)構(gòu)厚度為0.30m，凈寬為6m，各導(dǎo)洞采用臺階法開挖。

2.2開挖方法

對工程項目實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，勘測圍巖具體情況，保證施工工藝與施工方法的對應(yīng)性與可行性。必要條件下需要開展實(shí)驗檢測，確保施工方法得以順利進(jìn)行。一般需要結(jié)合實(shí)際情況選擇開挖方法，山嶺隧道多應(yīng)用正臺階法，城市隧道則多應(yīng)用上臺階法，大斷面城市隧道施工多應(yīng)用中隔墻臺階法，而柱洞法則在城市地鐵施工中具有良好的應(yīng)用價值。結(jié)合施工具體情況出發(fā)，若隧道斷面較大，則需合理應(yīng)用全斷面挖設(shè)方式，應(yīng)用掘進(jìn)機(jī)以及人工挖設(shè)方式，降低對于區(qū)域圍巖的不利影響，確保隧道施工得以有序進(jìn)行。

2.3隧道支護(hù)

復(fù)合淺埋暗挖法的施工工藝比較常見，為加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，需要在施工之前做好充分的支護(hù)準(zhǔn)備工作，確保支護(hù)剛度符合實(shí)際情況，控制地層以及地表沉降。改良前方圍巖條件能夠有效控制地層沉降變形。復(fù)合式襯砌在淺埋暗挖隧道施工中具有良好的應(yīng)用價值，在實(shí)際應(yīng)用過程中應(yīng)結(jié)合具體情況優(yōu)化支護(hù)設(shè)計，保證設(shè)計的合理性。初期支護(hù)環(huán)節(jié)以所有結(jié)構(gòu)負(fù)荷力承載為重點(diǎn)，在二次支護(hù)中發(fā)揮安全儲備的價值，這兩個環(huán)節(jié)需要對結(jié)構(gòu)負(fù)荷力進(jìn)行聯(lián)合承載，初期支護(hù)發(fā)揮臨時支護(hù)的作用，二次支護(hù)則在支護(hù)中占據(jù)主要地位。在支護(hù)設(shè)計中需要綜合分析承載結(jié)構(gòu)以及設(shè)計方案，全方位開展實(shí)驗檢測，保證設(shè)計方案的最優(yōu)化。在明確各項數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，通過資料優(yōu)化為隧道施工的順利進(jìn)行提供可靠支持。常規(guī)地質(zhì)環(huán)境下，初期支護(hù)的內(nèi)容眾多，噴、錨、鋼架等都是其中重要組成部分。淺埋軟弱地層的特殊性在于錨桿所發(fā)揮的作用較小，需要保證初期支護(hù)具有較大的剛度，有助于提升隧道工程項目質(zhì)量。

2.4格柵加工與安裝

（1）鋼筋格柵的加工，格柵鋼架在鋼筋加工廠冷彎分段制作，每節(jié)之間采用角鋼螺栓連接，加工完成驗收合格后，運(yùn)至現(xiàn)場安裝。格柵質(zhì)量必須滿足設(shè)計圖紙及規(guī)范要求。（2）鋼筋網(wǎng)片及拱架的安裝，鋼筋網(wǎng)片及拱架的安裝需注意以下事項：a.土方開挖到位，滿足初支厚度要求之后，立即鋪設(shè)內(nèi)層鋼筋網(wǎng)片，內(nèi)層網(wǎng)片用鐵絲固定于拱部土層，網(wǎng)片之間搭接長度不小于1個網(wǎng)格。b.網(wǎng)片鋪滿之后，安裝該部位的拱架，拱架由人工搬運(yùn)至掌子面。架設(shè)拱架之前，拱腳位置土體先夯實(shí)，并墊上厚木板，以增大拱腳的受力面積，減小拱架沉降。c.鎖腳錨管的打設(shè)。拱架架設(shè)完成之后，應(yīng)立即打設(shè)鎖腳錨管。鎖腳管采用DN32mm×2.75mm鋼管，長度2m，在拱腳以水平傾角40°-45°向下臺階處每個節(jié)點(diǎn)打設(shè)1根，注漿漿液采用水泥漿，注漿壓力0.3-0.5MPa，鎖腳錨管與格柵主筋之間采用焊接，以穩(wěn)定拱架減小沉降。

2.5洞內(nèi)超前管棚

左線淺埋段采用φ89*5管棚超前支護(hù)，即采用洞內(nèi)水平鋼花管超前注漿預(yù)加固。為保證管棚施工空間，避免管棚侵入襯砌斷面，該段隧道圓心以上鋼拱架整體抬升30cm。施工先設(shè)置洞內(nèi)管棚支點(diǎn)鋼架，噴射混凝土?xí)r，作為管棚支點(diǎn)的鋼架必須預(yù)留出鉆孔空間，與相鄰鋼架間噴射5-10cm混凝土封閉圍巖，剩余厚度待管棚施作完畢后補(bǔ)噴。當(dāng)鉆機(jī)的偏斜度超過設(shè)計要求時，可根據(jù)鉆機(jī)鉆進(jìn)的狀態(tài)判斷成孔質(zhì)量進(jìn)行糾正。在離定位鋼架2-3m處噴射混凝土表面，對應(yīng)鋼架定位孔在噴射混凝土表面打點(diǎn)，作為控制管棚鉆桿鉆進(jìn)方向。鉆機(jī)就位固定時，鉆桿鉆頭穿過鋼架定位孔，通過擺動鉆機(jī)使鉆桿尾部與后方對應(yīng)方向控制點(diǎn)對齊，以使各管棚平行鉆進(jìn)。通過計算仰角對應(yīng)高差，確定鋼架定位孔與后方控制點(diǎn)處鉆桿高度差，控制管棚外插角。

2.6及時二次襯砌

在淺埋暗挖隧道開挖作業(yè)過程中，受到斷面開挖因素影響，孔隙水侵蝕開挖結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致附加應(yīng)力水平的緩慢、持續(xù)性提升。對于該工程中所涉及的軟弱富水地層區(qū)域而言，在滲水、排水持續(xù)進(jìn)行的過程中，勢必會產(chǎn)生日益增大的地表沉降量?？紤]到這一情況，為了盡快恢復(fù)地層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，控制初期支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度與地層剛度間的相互作用，就應(yīng)當(dāng)在初期支護(hù)開展基礎(chǔ)之上及時、盡早進(jìn)行二次襯砌，以穩(wěn)定地層變形，控制地面沉降問題。需要特別注意的一點(diǎn)是，某些特殊情形下，二次襯砌澆筑作業(yè)還可能涉及隧道開挖工作斷面邊頂拱以及仰拱分隔部分，針對兩者分界線的襯砌澆筑作業(yè)，必須適當(dāng)縮短澆筑仰拱邊墻的總時間，若澆筑環(huán)節(jié)出現(xiàn)氣泡，現(xiàn)場施工人員可以通過翻轉(zhuǎn)定型模板的方式予以處理。

結(jié)語：

結(jié)合某工程實(shí)例，探討了地面沉降的影響因素，并針對上述影響因素，提出了針對性的地面沉降控制措施，旨在促進(jìn)地面沉降的有效控制，進(jìn)一步鞏固淺埋暗挖隧道施工的整體效果，值得業(yè)內(nèi)人員關(guān)注與重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明宇，王松，張維熙，等.大斷面矩形頂管隧道施工引起的地面沉降分析[J].鐵道建筑，2019，59（5）：81-84.

[2]徐成華，談金忠，駱祖江，等.地鐵盾構(gòu)施工引發(fā)地面沉降三維流固全耦合數(shù)值模擬預(yù)測[J].南京大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，55（3）：409-419.

[3]王天彪，賈蒼琴.引入地層特征值MS對盾構(gòu)隧道施工引起的地面沉降規(guī)律的初步研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2018，55（6）：67-72.