市政隧道施工浅埋暗挖技术的应用

文/仲文强

1 前言

随着城市化建设进程的不断加快，当前我国市政工程的建设数量不断增多、规模不断扩大。浅埋暗挖技术是隧道施工中的常用技术，具有适应性、灵活性均比较好的优势，有利于提高隧道施工质量。因此，在市政隧道施工中，应结合实际情况，对浅埋暗挖技术进行有效应用。

2 市政隧道施工存在的问题

市政隧道施工是一项复杂的、系统的工作，周围环境复杂是其中重要的一点。市政隧道施工过程中，应全面考虑周围环境情况，主要包括周围建筑情况、管道布置、交通情况等，均会给市政隧道施工带来一定的影响。土质稳定性差。土质是市政隧道施工中必须考虑的因素。如果市政隧道施工区域为软土层，则要在开挖之前做好软土处理；如果市政隧道施工需要穿过砂质黏土，则周围岩石可能在自身重力的作用下发生变形甚至是坍塌，影响施工。对市政隧道施工的实际情况进行调查发现，由于受到各种因素的影响，隧道开挖区域存在一定的失稳现象，尤其是软土地基，必须落实加固处理，以预防隧道崩塌，并要明确掌握岩石特点，优化施工流程。隧道穿越地层通常为薄弱地层，开挖过程中，围岩极有可能发生沉降，围岩坍塌概率较高，再加上地表控制效果不理想，则无法确保围岩的稳定性。地下管线渗漏。在实际施工中，应对施工区域的地下管线情况进行充分考虑，尽可能避免隧道施工对地下管线带来的不利影响。上层滞水情况对市政隧道施工产生着不容忽视的影响，应对其稳定性要素进行准确分析，充分考虑水源补给情况，结合隧道结构特点，提升水源供给效率。

3 浅埋暗挖技术

浅埋暗挖技术是一种在新奥地利施工技术的基础上开发的新技术，对浅埋暗挖技术进行有效应用，可以起到加固围岩的效果，能够提高围岩的稳定性。实际应用浅埋暗挖技术的时候，在支护作业完成之后，应将围岩封闭起来，从而使得围岩处于一个相对完善的支护系统中，大大降低后续施工过程中围岩的变形系数，预防围岩变形给施工带来的不利影响。虽然浅埋暗挖技术有着良好的应用效果，但其不可避免地也有一定的不足之处，其中最明显的不足是实际施工中存在着较多的流程化项目，复杂程度较高，若是控制不到位，则会降低支护效果。

在实际应用浅埋暗挖技术时，可以采取盖挖法、管幕法等施工方法。盖挖法是先从地面向下开挖，等到挖至所要求的深度之后，再对顶部进行封闭处理，然后在封闭的顶盖下对其余下部工程进行施工。按照施工顺序的不同，可以将盖挖法分为盖挖顺作法、盖挖半逆作法、盖挖逆作法三种类型。管幕法是一种新型浅埋暗挖技术，其指的是横着设置钢管桩，并使其紧密排列，形成管幕，借助冻结、齿槽密封等辅助施工方法，管幕变成了超前支护，既可以挡水又可以挡土，这样的情况下，便可以在软土地层等恶劣的条件下以箱涵顶进的方法构筑大断面的隧道。管幕法的优势在可以使用小型化设备来完成复杂断面型隧道的施工，可适应多种类型的地质条件，同时其断面灵活，可以形成任何隧道断面形状，因此得到了越来越多的应用[1]。

4 市政隧道施工中浅埋暗挖技术的应用策略

4.1 上台阶施工

为实现施工项目安全性的提高，必须在施工之前，加强对设计图纸的分析，结合实地勘察结果，对现场地质情况进行全面掌握。实际施工中，围绕周边土体进行摆喷施工，确保土体稳定性。上台阶施工的时候，应科学设计管线，并合理控制开挖阶段的围岩扰动指标，用风镐进行开挖。在实际开挖的时候，应从拱部位置开始，预留中心部位，对支护结构进行调整，及时将开挖施工中产生的土方运到下台阶区域，保障开挖、支护的同步进行。

4.2 下台阶施工

下台阶施工中，应根据设计图纸，合理应用挖掘机，按照施工图纸的要求，逐步开展开挖作用，施工至中央位置的时候，应结合施工实情，对土体开挖中的两侧轮廓指数进行合理调控。开挖作业完成之后，对两侧轮廓进行一一修正、处理，以控制土体扰动问题。一般来说，应该将隧道下台阶开挖深度控制在1m，在开挖完成后，应及时开展支护作业，并要确保支护的效果，以形成封闭圈，保障施工质量。为确保实际施工过程中的安全性，应注意避免超出循环进尺范围。

4.3 管棚支护

在市政隧道施工中，在实际应用浅埋暗挖技术的时候，对支护技术有着较高的要求。在浅埋暗挖技术中，支护体系占据着重要的地位，若是无法确保支护体系的稳定性，则浅埋暗挖技术的作用便无法得到充分发挥。鉴于此，隧道施工中应用浅埋暗挖技术的过程中，应重点关注支护环节，只有确保支护体系的质量，才能充分发挥技术优势，从而提升隧道工程的整体施工质量。

超前支护环节中，管棚施工有着明显的简易性特征，施工成本相对较低，可根据管井规格，合理选择施工材料。如果钢管两端的支护体系规模已经符合要求的情况下，便可以有效降低开挖过程中的变形量。其原因在于，管棚本身具有支护能力，设置在钢管两端的支护梁弹性支撑系数较大，充分发挥两者的作用，便可以确保稳定性。上方地层变形主要包括绕曲变形、端头支撑变形，实际施工中可以通过对管棚高度、支撑量刚度进行优化调整，来满足支护阶段的系数要求，确保支护效果。这样也可以为后续施工奠定良好的基础，有利于确保市政隧道施工质量[1]。

4.4 隔离桩设置

建筑物、风道之间应注意保持一定的间隔，为满足距离要求，可以应用小导管，来确保注浆作业的有序实施，减小地层变形范围。同时，在实际施工过程中，应做好测量与监控作业，根据准确的数据信息，完成对应工作。实际施工中，应根据设计图纸的要求，掌握各分项作业的流程与职责范畴，确保各个结构的独立性均满足既定标准，从而提高隧道施工质量。

4.5 辐射降水

市政隧道施工中应用浅埋暗挖技术时，可以在辐射降水时进行应用。以实际情况为根据，先设置大口径井，然后将辐射管敷设在隧道含水层中，含水层中的水在后续施工过程中会顺着辐射管留到预设的井中，然后通过应用泵，便可以将水排出来。

4.6 真空降水

在市政隧道施工中，可以在真空降水中对浅埋暗挖技术进行应用。真空降水中，一般情况下是使用管井、真空泵，确保管井、真空泵高效衔接后，与辐射井中的水平渗水连接起来，便可以实现对渗水问题的有效控制。其作用原理是水容易被真空力控制，在呈真空性状态的真空泵中，水会快速流进管中，进而达到降低水位的效果。降水作业的施工现场为粉细砂层、黏土层的时候，通常情况下可使用真空降水技术，其原因在于，黏土层的渗透系数不高，若是采用普通降水方法，则无法得到理想的降水效果，如果水不能被完全排出，便有可能导致后续时候面临积水问题，给隧道施工带来更多的安全隐患。对相关资料进行调查发现，隧道施工中应用真空降水技术，可以完全排出含水层的地下水，也可以有效排出粉土层中水，与普通排水方式相比采用真空降水技术，可以得到更好的排水效果。

4.7 远程监控

市政隧道施工结束后，为确保隧道结构的安全性、稳定性，提高隧道结构的使用寿命，应设置远程监控系统，对隧道运行状态进行动态化观察，确保其贴近预期目标，保障浅埋暗挖技术的作用得到充分发挥。

5 施工质量控制措施

5.1 加强支护

在大管棚支护、掌子面开挖作业完成之后，可使用交叉中隔墙法，在开挖前期应用超前导管进行灌浆，对开挖区域实施有效的加固处理，从而确保浅埋暗挖技术的应用效果。同时，应确保初次衬砌安装到位，并确保支护作业的有效性，结合实际情况合理确定并严格控制每次开挖深度。

5.2 加强封闭

为有效控制围岩变形问题，应广泛收集隧道施工信息，及时对施工方案进行调整。在台阶、仰拱等区域，应在施工完成后及时进行封闭，确保隧道整体性符合要求，并同步开展仰拱、底板的回填作业。同时，应加强对隧道质量的监控，全面、全过程监管隧道质量，确保信息回馈的及时性，重点加强对围岩变形指数、围岩受力参数的分析，根据围岩情况，对支护效果进行合理评估，并根据围岩变化情况，对支护方案、系数进行合理调整，确保隧道稳定性。

6 结语

综上所述，目前市政隧道施工中面临着诸多问题，导致施工质量无法得到有效保障。因此，应加强对浅埋暗挖技术的研究，市政隧道施工中实际应用浅埋暗挖技术的时候，严格把控上台阶施工、下台阶施工、管棚支护、隔离桩设置、辐射降水、真空降水、远程监控等环节，同时加强施工质量控制，以充分发挥浅埋暗挖技术的作用，确保市政隧道施工质量。