浅埋暗挖地铁隧道施工技术与风险探究

曹小为

（徐州市城市轨道交通有限责任公司，江苏徐州221000）

1 浅埋暗挖法概述

浅埋暗挖法是指在浅地表的地下展开各类地下洞室的暗挖施工。我国最早应用该挖掘方式是在1936 年的北京地铁建设中，浅埋暗挖技术是以新奥法理论基础展开研究、设计和开发的一种集理论与实操技术为一体的施工方法。与明挖法相比，该方式不影响交通，对周围环境几乎无影响，且适用于不同断面、不同尺寸的隧道挖掘。

2 工程概况

某市地铁2 号线隧道工程选择浅埋暗挖方式设计，以复合式结构衬砌，以注浆小导管、超前大管棚、钢筋网、珠江导管、格栅钢架以及喷射混凝土作为初期支护。二衬施工以钢筋混凝土结构为主，支护工程和二次衬砌设置全包防水的隔离层。在浅埋暗挖施工中，应严格依照工程设计图、设计交底纪要、设计文件、现行施工验收标准、操作规程等，保障工程的规范性，促进地铁隧道施工顺利执行。

3 浅埋暗挖地铁隧道施工技术的应用

3.1 浅埋暗挖施工工艺

工艺流程具体如图1 所示。

图1 浅埋暗挖施工工艺图

3.2 竖井施工技术

3.2.1 竖井井口施工

在整个地铁隧道施工中，竖井作为首要施工环节，利用机械设备挖掘，化学物质喷射在井壁，预防挖掘隧道坍塌。另外，在竖井内部放置组合模板，外部以通用化学物质制定立体模板。在锁口圈梁施工中，一次性向内灌注混凝土，根据竖井施工标准，在圈梁顶部约1.5m 处进行砌筑。在整个竖井施工中，应严格依照要求进行，避免结构体被破坏，进而影响整个竖井结构的稳定性[1]。

3.2.2 安装龙门架

在竖井施工中，锁口圈梁完成浇筑后，测量工程强度，若不小于设计强度的80%，即可展开后续工程，安装龙门架。首先，应做好提升架架立工作。在提升架加工制造时，必须计算提升架承载力，避免提升架超负荷工作。同时，运输速度应满足提升架技术需求。在提升架的顶部，可搭设彩钢瓦达到防雨效果，同时，设置相应坡度，使雨水通过坡度汇入临时排水沟，降低雨水对隧道施工的影响。

3.2.3 竖井井身的土方开挖与支护

在提升架架设完毕，可沿着竖井口向下挖掘土体，竖井的土方开挖通常以中间土体开挖、边墙土体开挖的顺序展开，在土体挖掘中，禁止超挖。开挖段土层主要由渣土、粉土、细砂、粉砂以及黏土层构成，根据衬砌设计，选择逆作法挖掘竖井较为适宜。为避免井身坍塌，可选择喷射C20 混凝土，并甚至网构钢架和钢筋网，以此为井身提供支护。在实际支护工程中，钢架的竖向间距控制在50cm 内，衬砌厚度控制为25cm，竖井纵向连接的钢筋依照梅花形布置内外两层，在连接钢筋锚入锁口圈梁时，长度不低于35d（d为钢筋直径）。在钢筋网片搭接时，间距控制为200mm，网片尺寸选择140cm×70cm 的最佳。

3.2.4 竖井封底与马头门施工

竖井封底时，底部格栅选择网构拱架方式，喷射C20 混凝土30cm，拱架的中心间距控制为500mm，与暗挖段的中线平行放置。钢架两端和竖井钢架预设钢板焊接，以双面搭接电弧满焊，保障封底质量满足工程设计需求。

在马头门施工中，选择120b 的工字钢临时支撑竖井拱架。马头门处，在隧道前2 榀进行格栅密排，竖井拱架的纵筋、隧道纵向的连接筋全部深入密排双拱架，并保障焊接质量。在马头门施工过程中，避免全断面开挖，并保障全部焊接质量符合要去，保障结构尺寸与要求相符，结构表面圆滑平顺。

3.3 正洞施工技术

3.3.1 超前支护

在正洞挖掘施工中，为保障工程安全性，支护工程非常关键。在隧道土体施工中，施工人员应沿着拱部范围进行超前小导管注浆，导管为32，2 榀格栅为一排，打设2 次，导管重叠1m。在导管打设时，若为粉土层，可选择风钻进行打设；若为砂卵石层，可用高压风吹孔，以人工铁锤打设。之后，以小导管向地层注入改性水玻璃浆液，对地层加固，规避隧道土体坍塌。

3.3.2 初期支护与回填注浆

在隧道开挖后，喷射混凝土5cm 厚封闭岩面，并快速挂网，假设钢筋个栅栏，对仰拱、边墙喷射强度为C20 的混凝土。当喷射混凝土的强度不小于设计强度70%，通过小导管回填注浆，对地表沉陷率进行控制。在回填注浆时，浆液选择水泥砂浆，注浆压力不超出0.4MPa，出浆口为开挖反方向，与土地间距为50mm。

3.3.3 二衬施工技术

在隧道施工中，以定型模板对隧道标准层确定，以直线段施工进度、曲线段半径考虑模板长度。防水层施工中，应在初次衬砌、二次衬砌之间设置防水层，保障工程防水效果。之后，喷射仰拱二衬混凝土，做好连接钢筋预留工作，混凝土强度达到设计的80%，设立模板并对拱部、边墙进行混凝土浇筑。

4 浅埋暗挖地铁隧道施工技术的风险

自然环境、工程结构设计与施工是导致风险的主要因素。自然环境主要包括水文地质条件、地下管线、周边环境等的影响。设计方面主要包括设计结构不合理、开挖方式选择不恰当等因素。施工风险则是因施工人员人为因素、施工设备故障灯导致。

在浅埋暗挖施工中，施工技术对土体自身承受能力依赖性较高，因此，若无法保障初期支护稳定性，开挖工程安全难以保障。侧壁坍塌风险，大多因地下水导致地表沉降，或者地表水、地下水共同影响，致使工程开挖涌现大量淤泥，地表塌陷。暗挖隧道时，经常会穿过大量地下网管、暗渠区域，在隧道挖掘时，极易因水管爆裂、地层变形等导致路面坍塌、管道泄漏甚至爆炸等风险。对此，严格依照工程施工，全面掌握可能存在的风险并制定措施，做好风险的提前规避，对工程顺利执行具有重要意义。

5 结语

浅埋暗挖作为一种边挖掘、边浇筑的施工技术，埋藏浅是其最突出特点。在施工中，距离地表较近，常常导致地面移动。因此，在施工过程中，应对支护技术、灌浆技术、排水技术等进行严格要求，方能保障隧道施工安全展开。并且严格依照施工技术，做好初期支护和风险规避工作，方能促进工程顺利展开，保障地铁工程的整体质量。