浅谈浅埋暗挖法隧道施工

摘 要：文章简要介绍了浅埋暗挖法隧道施工的原理、技术原则，工法比较，分析了目前浅埋暗挖法修建隧道常见问题及应对措施，并对一些问题进行了讨论。

关键词：浅埋暗挖法；问题；措施

1 基本原理

基本原理：采用复合衬砌，初支承担全部基本荷载，二衬作为安全储备，初支、二衬共同承担特殊荷载；采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩自承能力；采用不同开挖方法及时支护封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。

2 浅埋暗挖施工技术原则

浅埋暗挖法的核心技术被概括为十八字方针：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。在暗挖施工作业时根据地质情况制定相应的开挖步骤和支护措施，严格根据量测数据确定支护参数，保证暗挖作业和周边环境的安全。

3 浅埋暗挖隧道施工常用施工方法及比较

采用浅埋暗挖法施工时，依据工程地质、水文情况、工程规模、覆土埋深及工期等因素，常用施工方法有全断面法、台阶法、中隔墙法（CD法）、交叉中隔墙法（CRD法）、双侧壁导坑法（眼睛工法）、洞桩法（PBA法）、中洞法及侧洞法等。（表1）

表1

4 目前浅埋暗挖法修建隧道常见问题及应对措施

4.1 常见问题

（1）带水作业。不实施降水或实施降水但不彻底，其结果必然是影响初期支护的防水性能，严重者诱发塌方，危及工程安全。

（2）不重视监测成果。未把监测信息反馈于指导施工，必然导致施工的盲目性。城市地下工程施工，对区域的影响还波及邻近高层建筑，有监控分析，有控制和对应措施才能防患于未然。

（3）以“堆喷混凝土”代替“喷射混凝土”，又未能及时注浆填充与围岩的孔隙，人为增大结构荷载，造成塌方漏水，或人为加大速凝剂用量，以降低混凝土的后期强度为代价，严重影响工程使用寿命。

（4）初支格栅钢拱架安装不规范，各构件连接欠牢固、纵向筋和钢筋网焊接与安设不符合设计要求。

（5）单线二衬顶部的“月牙”孔隙，三拱两柱结构的拱部交叉点形成的凹陷，正是结构顶部的天然积水坑。对结构增加荷载并通过此积水坑将出水段的水流至非出水段的防水板破损处形成漏水点。

（6）违背“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤测量”的十八字方针，洞体较长时间处于“开放”状态，未及时“闭合”，加速收敛变形，甚至导致隧道塌方冒顶。

（7）不加分析地盲目使用大管棚，人为抬高结构高度，增大施工难度，延误工期，提高造价。

（8）对工程地质、水文地质和地下管线、邻近建筑和桥基础等情况调查研究不够，未能采取有效的对策，造成地面沉降过大，诱发次生灾害。

（9）CRD或CD法中隔壁或中板纵向筋间距过大及不喷混凝土，受力差。

4.2 应对措施

（1）应结合工程环境条件、隧道本身的安全综合制定地表下沉控制基准值。

（2）综合环保要求、施工安全、工期、造价等因素选择施工工法。

（3）强调采用预加固措施（超前管棚、锚杆、注浆、冷冻等）。

（4）隧道支护应考虑时间和空间效应。

（5）隧道开挖后应尽早提供具有足够刚度和早强的初期支护，以控制围岩变形。

（6）尽早施作仰拱、封闭成环，仰拱距工作面的距离越近越好，最大不宜大于一倍洞径。

（7）一般情况下二次衬砌在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，但在采取辅助措施后，尚未满足稳定性要求的，则可提前施作二次衬砌（由于浅埋隧道荷载较明确，提前施作二衬是可能的）。

（8）加强监控量测及时信息反馈，及时调整支护参数。

（9）衬砌形式应采用复合式衬砌形式。

5 对几个问题的讨论及建议

5.1 浅埋软弱地层中隧道顶部两侧各30°范围是否设锚杆的问题

实测结果显示，在浅埋软弱地层中锚杆的支护作用明显降低。计算显示顶部两侧约30°范围内锚杆是承压的。

作者认为，系统锚杆在岩质地层中比较突出地表现为悬吊和减跨作用，在软弱地层中更突出表现为成拱作用，基于这个理解，建议对系统锚杆的作用还是要重视，系统锚杆宜调整为超前锚杆，或小导管，起到隔震作用。

5.2 软弱地层中隧道台阶法施工时上台阶合理长度问题

长度上限≤1.5D。我们经常注意到隧道的横向承载拱，实际上，隧道开挖支护后，沿隧道的纵向客观上存在一个承载拱，实测结果统计显示，正常情况下纵向沉降曲线在1～1.5D位置沉降达到最大，并逐步变缓。上台阶长度过长，导致塑性区范围增大。

最小长度≥1D。这个主要基于下台阶的假想破裂面考虑的，这个比较好理解。上台阶的土体作为荷载要置于下台阶假想破裂面以外。

建议在软弱围岩采用台阶法施工时，上台阶长度设为1～1.5D范围，过长过短都是不妥的。

5.3 多长时间封闭认为是及时封闭的问题

这个问题与施工单位的熟练程度及所处的地质环境有关。综合地看，一般从开挖结束到拱架安装、喷砼完成在4～6h内，我们认为这就做到了及时封闭。超过8h甚至更长，那就是没有做到及时封闭。

6 结束语

隧道暗挖工程由于地质环境较为复杂，作业环境不可预见性因素较多，这就使得在工法选择，风险管理及施工的过程控制中更为严格，结合地质情况及工法特点，在过程中不断总结经验，把控好施工的各个环节，保证工程安全、保质、高效的完成。

参考文献

[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社，2004，10.

[2]刘建国.富水复杂地质浅埋暗挖隧道修建技术[M].北京：人民交通出版社，2012，5.

作者简介：张婧，助理工程师，本科，工程管理方向。