浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点研究

浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点研究

陈少通

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司  四川成都 61000

摘要：本文就浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点进行分析，最先对浅埋暗挖法隧道施工技术的原则进行阐述，之后按照浅埋暗挖法隧道施工技术的内容进行控制要点分析，其中包括超前支护技术、注浆施工、地表水截排、沉降控制、仰拱回填以及钢筋格栅的制作与安装进行分析，以期为浅埋暗挖法隧道施工技术提供参考价值。

关键词：隧道施工；浅埋暗挖法；沉降控制

引言：浅埋暗挖法隧道施工技术是针对施工围岩结构进行施工的技术，其鞥狗提供良好的隧道稳定性。在现今隧道施工中，浅埋暗挖法比较常见，但是地表沉降现象会对隧道质量造成严重的影响，因此需要加强浅埋暗挖法的应用质量，对其应用效果进行改进。

1. 浅埋暗挖法隧道施工技术原则

重视前期工作，做好施工准备。应根据设计文件，及时提供地质报告和水文资料，加强与设计、建设等部门的联系，组织设计、施工人员及时与建设单位、监理单位进行沟通，合理安排施工；应加强施工现场的巡视检查工作，发现异常情况及时处理；在确保工程安全的前提下，尽量缩短工序循环时间，加快施工进度。合理安排工序顺序，加强各工序间的协调配合；当地质条件复杂或不能满足设计要求时应慎重采取措施，如降低或取消围岩级别、加大支护刚度、加强超前支护、调整支护参数、改变开挖方法等；应加强隧道监控测量工作，及时掌握围岩变形情况，确定支护结构的稳定状态和隧道结构的安全状态。

施工过程中，需要根据施工区域的地质条件和周边环境，采用合理的施工方法和施工工艺，保证隧道工程的安全和稳定性。采用合理的支护结构，如锚杆、钢筋网、喷射混凝土等，控制隧道周围岩土体的变形和应力，防止岩土体坍塌。在施工过程中加强现场监控量测，及时发现问题并采取有效的措施进行处理，保证施工安全。浅埋暗挖法隧道施工技术原则中还应考虑地质条件、环境因素等对隧道施工的影响，采取有效的措施进行处理。

2. 浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点

2.1小导管超前支护技术

浅埋暗挖法隧道超前支护技术主要是通过在开挖过程中预先埋设超前支护结构，利用超前支护结构对围岩进行支护，从而保障隧道工程的安全施工。该技术可有效提高浅埋暗挖法施工的安全性和可靠性，减少因塌方事故带来的经济损失及人员伤亡。隧道工程是交通运输中的重要组成部分，而浅埋暗挖法在隧道工程中得到广泛应用。在实际施工中会遇到很多地质条件差、地层破碎、围岩自稳性差等问题。因此要合理应用超前支护技术对浅埋暗挖法隧道进行施工，确保施工过程中的安全性及可靠性。超前支护技术是隧道施工中必不可少的一项技术，它可以有效地防止隧道坍塌，确保施工安全。在浅埋暗挖法隧道施工中，超前支护技术尤为重要，应根据工程的具体情况选择合适的超前支护技术，并做好现场布置、钻孔和注浆等工作。同时，应加强现场监控量测工作，及时发现问题并采取有效措施进行处理，确保隧道施工的安全。

为确保隧道施工安全，在隧道工程施工前需进行超前支护，超前支护主要通过设置超前支护结构来实现，从而确保施工安全性及可靠性。浅埋暗挖法隧道超前支护技术应用流程主要包括超前支护结构设置、注浆加固及超前支护结构施工等。而在浅埋暗挖法隧道超前支护技术应用过程中，需要重点把握好以下几个要点：一是做好施工前的准备工作；二是保障开挖作业顺利进行；三是确保注浆加固效果；四是保证支护结构的稳固性，从而为整个隧道工程施工的安全进行提供保障。最先需要加强对于现场的地址条件以及施工情况的勘察，对地基土质进行了解与分析。比如施工过程中，其自身的场地地基土土质为砂质黄土，就说明其施工情况不佳，很容易出现地表破碎隧道坍塌的情况。可以使用导管材料来进行支护，导管的直径约为40mm，其搭接长度1.5m左右即可。在搭接过程中，需要保证其与注浆孔之间的连接间距约为25cm，且注浆孔数量在10个左右，待其凝固之后可以起到较好的支护作用[1]。

除了小导管超前支护以外，还需要使用钢管作为主要的支护结构进行进一步加固，其可以用在洞口处作为主要的支护材料。比如在某40m的隧道建设过程中，其围岩结构相对薄弱，在施工中出现土体塌陷的可能性较大，需要对洞口进行支护。过程中需要选择无轧钢管作为材料，其壁厚约8mm。铺设过程中，需要沿着开挖的轮廓线进行，避免支护结构出现错误。

2.2注浆施工

    浅埋暗挖法是一种隧道施工常用方法，是通过在隧道开挖前将围岩进行预支护，为围岩提供支撑，从而保障隧道工程施工安全性与可靠性。在施工过程中要合理应用超前支护技术，做好超前支护施工准备工作，根据现场实际情况制定科学合理的支护方案。同时，要做好超前支护施工技术控制工作，为施工提供安全保障。因此，要对隧道超前支护技术进行深入研究和分析，合理应用浅埋暗挖法隧道超前支护技术。注浆工作是隧道浅埋暗挖法施工技术的关键部分，注浆前应按设计要求进行现场试压、试漏，以确定施工方案；注浆孔布置应根据设计要求及现场施工条件确定，一般为水平孔或梅花形；注浆量根据地质条件确定，以达到注浆目的为原则。在某隧道工程中经过测量，隧道土质的含水量较大，土质疏松，因此在注浆工作准备过程中需要结合上述支护步骤中的小导管支护技术来进行规划。注浆量的计算方法应符合设计要求，以实际注浆量作为最终计算结果，按“以孔控制”的原则；注浆过程中应适时进行观察，若发现异常情况，应立即采取措施予以处理。一般情况下，为了保证注浆的质量，需要注浆管的环向距离保持在30cm左右，钻孔外倾斜约5°。钻孔采用风钻进孔。钻孔直径为130-150mm。孔深1-2m。当注浆孔布置在隧道掌子面或开挖面上时，采用专用设备进行注浆施工。钻孔及灌浆用水钻将粘土、水泥、水玻璃按规定配比拌合后灌入孔内，然后采用专用设备进行灌浆施工；当注浆孔布置在隧道掌子面或开挖面上时，采用风钻进孔，并配合使用压力灌浆机进行注浆施工。注浆作业要求：注浆孔布置均匀，间距一般为6-8m，每排注浆孔数量不少于2个，且距掌子面应大于30m。注浆过程中，每一条导管的注浆量在150-200ml之间

[2]。

2.3地表水截排

    在暗挖隧道施工过程中，开挖面与地下水的沟通是造成施工安全事故的主要因素。为了确保暗挖隧道施工安全，应采取合理措施控制地下水，防止地表水进入隧道，有效地防止地表土层坍塌。通常情况下，应采取如下措施：在隧道进洞前开挖出一段截水沟，将降水引入截水沟，再排至隧道外。如果是较大的隧道，由于降水影响范围较大，可在截水沟中设一个排水沟。在隧道开挖前应对地表的积水进行截排。在浅埋暗挖法中，地表的水大多通过人工截水沟排入截水沟，然后通过人工开挖进行降水，然后排出洞外。如果雨水很大，无法通过人工开挖降到洞外时，可在洞顶设置集水坑进行降水或排水。当地表有大量积水时应对隧道进行支护并及时采取措施堵水。如用明洞堵塞或设置井口等封堵措施。在浅埋暗挖法施工中常会遇到地表水的渗入或渗漏问题。当发生地表积水时可采取以下措施处理：当发现渗水后可立即对渗漏的部位进行堵水处理；在遇到地表大量积水时，应立即采取排、截、堵等措施，防止地表水向隧道内渗入[3]。

2.4沉降控制

浅埋暗挖法是在地表以下施工的方法，在地下水位以下施工。隧道施工时，地表下沉是引起隧道地面沉降的主要原因。地面沉降是隧道施工中经常出现的问题，为了保障隧道施工的质量，需要对沉降施工的解决方案进行探究。一般情况下，可以使用地层法作为主要的施工手段来解决沉降问题，即开挖掌子面后先施作拱部的临时支撑，在拱部形成一定高度后再开挖掌子面。该方法具有初期支护刚度大、节约材料、缩短工期、控制地表沉降等优点，但对地质条件和工程措施要求较高；半地层法即开挖掌子面后先施作拱部临时支撑，在掌子面形成拱部支撑后再开挖掌子面。该方法具有初期支护刚度较大、节约材料和工期短等优点，但对地质条件和工程措施要求较低。

但是在某隧道施工工程中，隧道埋深约5m，跨度为20m，建筑限界净宽4m，建筑限界净高3m，隧道长约550m。隧道洞身穿越地层主要为第四系淤泥质粘土、粉砂和细砂等。设计采用一台管片衬砌机开挖的CRD法施工。本工程主要以浅埋暗挖法进行施工，为了保证安全以及隧道周边环境的保护，根据本工程的地质情况、水文条件及周边环境等情况制定了详细的施工方案及支护方案。浅埋暗挖法隧道施工对围岩产生的扰动较大，易造成围岩的变形，进而引起地表沉降。因此需要通过监测并结合经验对隧道围岩的变形情况进行分析与预测，在施工过程中及时采取合理的措施将围岩变形控制在允许范围内。本工程采用CRD法施工，根据支护结构自身的承载能力及自身稳定性对隧道进行支护。同时为了保证支护结构的变形稳定并减少支护结构所承受压力过大而导致钢支撑发生破坏；确保在开挖过程中支护结构的安全及整体稳定；通过在隧道衬砌施作前后进行超前地质预报工作为施工提供可靠依据[4]。CRD是从左至右、从上而下的开挖方法，其需要一次成环、分步开挖的方法进行隧道施工，而不是像常规的三台阶七步的施工方法进行一次成环，分段开挖，多次成环。CRD开挖法在初期支护与二次衬砌之间，用短距离的小导管或喷锚支护，让隧道围岩产生一种预加固区。这种加固区使围岩向围岩稳定方向发展，减少了围岩变形。在隧道施工中，CRD是采用在隧道开挖面前方进行超前锚杆、超前小导管（或超前注浆锚杆）支护，并辅以超前注浆小导管与初期支护构成的复合支护结构进行隧道开挖及衬砌施工。这种复合支护结构可以承受较大的围岩压力，也就是所谓“挤密效应”，这种挤密效应在中隔壁法、上下导坑法施工中运用广泛。利用开挖形成的空腔为基础，在中隔墙内沿水平方向预埋注浆管作临时支撑。由于注浆材料流动时受压力和阻力作用在岩面上形成了一个相对静止的浆液圈，它可对围岩产生加固作用。

2.5仰拱回填

    本工程施工范围为：隧道工程施工段范围内的仰拱，本工程仰拱回填采用人工回填，时先将两侧仰拱支护结构施工段内的回填土与仰拱底面间的空隙用水泥浆及水泥砂浆饱满密实。隧道顶部距洞门约1.4-1.6m处采用机械作业方式进行回填，采用人工配合机械作业。在仰拱底面以上部分进行回填时，按设计要求先将两侧仰拱侧壁按设计要求做好外支撑，再用人工配合机械作业方式进行仰拱回填。回填体与仰拱底面间的空隙采用水泥浆及水泥砂浆填充密实，回填至距洞门约1.5m处停止。隧道仰拱回填时，两侧衬砌施工缝处采用注浆方式填充密实，仰拱与衬砌间缝隙用水泥浆及水泥砂浆填充密实。隧道仰拱回填完成后，及时在仰拱底面以上1m范围内的仰拱底部用水泥浆或水泥砂浆填充密实，确保仰拱内无渗水通道，仰拱内无积水。隧道仰拱回填期间，开挖时应加强超前支护与围岩的支护措施。

2.6钢筋格栅制作与安装

    钢筋格栅在加工厂中会按照市场不同需求制作为不同形状，在运输到施工现场之后，需要加强对钢筋格栅的质量与规格检查。其角度需要圆滑，钢筋焊接部位不能出现瑕疵，如：裂痕、气泡等。格栅的拼装以及孔眼直径需要达到标准，不影响后续的施工质量。格栅在工厂制作，成品格栅运至工地现场，按设计要求安装，并及时用高压水冲洗干净。在格栅纵向筋外侧设置吊环，与设计长度对齐，用铁丝和钢丝绳固定在钢筋网片上。挂好钢索和钢垫板，并用铁丝和钢丝绳固定在格栅纵向筋上。用直径15mm的铁丝将钢垫板与格栅纵向筋绑扎在一起，钢筋网片必须紧贴钢垫板。钢筋网安装应由拱部向两侧逐步进行。先将锚筋穿过钢支撑，然后将锚筋绑扎在钢支撑上，并用铁丝和钢丝绳固定于锚筋上，最后将钢筋网片紧贴钢垫板并绑扎在钢垫板上

[5]。当采用锚杆或钢拱架支护时，钢筋网应紧贴钢拱架并与钢拱架绑扎固定。当采用喷射混凝土支护时，钢筋网应紧贴喷射混凝土面并绑扎固定。不得采用钢筋网片直接与喷射混凝土面固定。根据设计要求的钢支撑间距和网片间距进行加工制作，并进行连接和安装，其尺寸应符合设计要求。在采用锚杆或钢拱架支护的情况下，钢筋格栅应与钢支撑绑扎固定，严禁将钢筋格栅直接挂在钢支撑上。

结论：浅埋暗挖法隧道超前支护技术在隧道工程中得到广泛应用，是一种确保隧道施工安全的重要技术。通过分析可以发现，在进行浅埋隧道施工时，由于地层破碎、自稳性差等原因，会发生坍塌事故。因此，应合理应用浅埋暗挖法隧道施工技术技术进行施工，从根本上避免坍塌事故的发生。

参考文献：

[1]贾兴明,厉斌,唐晓林. 浅埋暗挖法隧道施工技术及其地面沉降控制分析[J]. 工程与建设,2022,36(04):1130-1133.

[2]于兴达. 浅埋暗挖法隧道施工技术的控制要点[J]. 四川水泥,2022,(01):281-282.

[3]袁秀辉. 论述浅埋暗挖法隧道施工技术应用[J]. 黑龙江交通科技,2021,44(07):171+173.

[4]王伟,蔡玉洁. 浅埋暗挖法施工技术在公路隧道施工中的运用分析[J]. 科学技术创新,2021,(13):102-103.

[5]夏万武. 隧道工程浅埋暗挖法施工技术研究[J]. 交通世界,2021,(09):35-36+39.

陈少通（1996）男，河北省保定市人，民族汉族，学历：本科