城市地铁区间隧道暗挖施工技术研究

2020-11-27任振雷

商品与质量 2020年12期

任振雷

中咨工程管理咨询有限公司北京 100048

1 暗挖隧道的施工原则

根据项目实际情况，施工时为了避免扰动四周的围岩，需要应用小型机械配合开挖。暗挖隧道施工原则为：超前导管注浆加固（管超前）、严格控制注浆（严注浆）、合理设置开挖长度（短开挖）、增强支护稳定性（勤支护）、及时封闭处理（快封闭）、勤测量（勤量测）。另外，为了保证施工安全，按照开挖一段、支护一段、封闭一段的工序进行施工。暗挖地铁区间隧道的时候，最关键的工作是采取有效的措施避免掌子面塌陷，应用浅埋暗挖施工方法进行施工时，要抓住施工重点，构件安全的质量管理体系，提高项目施工的合理性和有效性。

2 暗挖隧道施工常见的问题及原因

2.1 初支超挖或者欠挖

导致初期支护出现欠挖或者超挖的主要原因有：

（1）工作人员态度不够端正，缺乏责任心，没有严格按测量频次复测导电点，或者仅是简单测量掌子面控制点，闭合测量工作缺乏系统性。（2）利用机械进行周边的开挖和修整，导致超挖频繁发生。（3）随意调整已经验收完成的格栅。（4）在开挖过程中，由于爆破所产生的超欠挖是普遍存在的，超挖过多，不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造价，而且由于局部超挖会产生应力集中问题，影响围岩稳定性；而欠挖则直接影响到衬砌厚度，对工程质量和安全产生隐患，处理起来费时、费力[1]。

2.2 初支钢格栅连接问题

应用CD法对大断面进行开挖时很容易出现这种问题：连接格栅错位较大，无法安装钢螺栓。之所以出现这种问题，主要是因为前面格栅架设控制不够严格，实际施工时虽然每榀格栅间距都在规定范围内，但是前后导洞施工一般不在同一个时期，允许误差累计到最后就会导致最后一榀格栅偏差较大，甚至轴线发生偏位，导致钢螺栓无法正常安装。

2.3 施工进程的控制

因为地铁暗挖隧道施工环境具有一定的特殊性，为了提高施工过程中的安全性，施工团队应该以较快的进度进行施工，使项目尽快投入正常运营。为了缩短工期，保证施工质量和提高施工安全性，大多数项目施工时会采用平行施工的方法，也就是在同一个施工段开展多项施工作业，这种施工方法虽然可以明显提高施工效率，但是会受到施工场地面积、各工序复杂性较强等的约束，不仅如此，平行施工时还会遇到其他问题，比如暗挖隧道施工需要反复转换断面，如果工作人员施工数据计算不够精准，很容易出现断面跨度过大的问题，使得最终的施工质量达不到设计要求。

2.4 防水材料应用不合理

隧道的渗、漏水问题也是暗挖隧道施工时经常出现的问题，这类问题的发生往往会给隧道的稳定性带来巨大的影响。导致隧道渗水、漏水的原因主要有两个：（1）防水材料的安装缺乏规范性，比如防水材料焊接不到位、防水板搭接长度不合格、止水钢板焊接质量差、止水钢板存在漏焊现象等。（2）施工时没有保护好已经完成施工的防水工程，比如防水板被外漏的钢管或者钢筋穿透、热熔垫片的数量不合格、基面清洁不够彻底、止水带扭结、翻滚等导致的防水带失效。

2.5 周边建筑物的影响

暗挖地铁隧道的时候为了防止给周围的居民带来过大的影响，需要采取保护性措施对周围的建筑物进行保护。保护性措施的实施给实际施工增添了一定的难度，设计人员要综合考虑保护性措施和调整施工方案，提高施工方案的科学性和合理性。为了达到这个目的，正式施工前设计人员就要全面的对施工场地进行勘查，制定多套施工方案，经过业主方、施工方、设计方、监理方的多方讨论决定最合适的施工方案[2]。

3 隧道暗挖施工技术

3.1 施工顺序

应用矿山法对暗挖区间进行施工，暗挖隧道施工的流程为：大管棚施工：在正式施工前，在横道和正线连接的位置搭设一圈大管棚。超前小导管施工：按照设计图纸在隧道拱部的位置设置超前小导管，完成超前支护。对大管棚及超前小导管的施工质量进行检查，合格后破除洞门，按要求架设格栅完成初衬支护。土方开挖：应用CRD法配合CD法对暗挖区间进行开挖施工，施工人员应注意，在正式开挖前需做好地质勘测，并严格按具体的施工方法进行支护。网片及钢架施工：完成开挖施工后及时安装格栅钢架。检查格栅钢架安装质量，验收合格后喷射混凝土，混凝土的喷射应自下而上逐层进行。暗挖隧道贯通后及时进行隧道二衬结构的施工。一般来说，二衬施工进行时需要拆除临时结构，为了保证施工安全应加强监测，避免安全事故的发生，同时为后续的施工提供准确的依据。

3.2 隧道断面工法转换施工

暗挖隧道施工中，因为隧道功能需求不一样，所以断面转换形式也是多样的，比如CD法转换台阶法、大断面转换小断面以及CD法转换双侧壁导坑法等，其中双侧壁导坑法是最为重要的一种转换CD法。针对不同断面之间转变隧道施工方法时，可以设置渐变扩大段完成具体的转换。处理施工界面时重点关注过渡区域的处理，严格把控，避免出现交接失误和导致严重的质量问题。

3.3 二衬钢筋施工

二衬钢筋绑扎施工质量也会对整个地铁项目的施工质量产生影响，继而影响地铁项目后期运行的安全性。绑扎二衬钢筋时首先彻底清理基面，铺设防水卷材、绑扎内层和外层钢筋以及绑扎勾筋、设置混凝土垫块，验收钢筋绑扎质量。绑扎前设置钢筋位置线，保证绑扎后的钢筋在正确的位置上，设置环向定位钢筋便于精准确定钢筋数量，避免偷工减料问题的发生。严格按设计长度安装勾筋，严禁随意勾拉内外层钢筋，因为勾筋的主要作用是控制内外层钢筋排距，如果勾筋设计不合理，内外层钢筋的排距将不能得到精准控制。对绑扎完成的钢筋进行验收，保证其足够稳固、牢靠、不存在偏斜或者移位的情况，在混凝土浇筑施工时配置专人负责值班，随时检查拱钢筋的位置情况，一旦发生偏移立即进行修复。

3.4 隧道平行旁穿管线

隧道开挖施工时，为了及时掌握第一手的数据和资料，控制掌子面的超前探测深度始终为3～5m，根据具体的勘探数据调整施工参数。严格按具体的工序要求进行施工，并且坚持先护后挖的开挖原则。应用注浆加固措施对管线前后5m范围内进行加固处理，注浆浆液为纯水泥浆液，如果管线存在渗漏水的问题，可以将注浆液体调整为水泥水玻璃浆液，根据项目实际情况确定浆液的配合比以及注浆压力。施工中如果遇到地质条件较差的地层，或者经历过工序转换和长时间停工等问题，为了提高工作面的稳定性应及时喷射混凝土和封闭掌子面。为了提高初支背后的密实性，将沉降控制在合理范围内，及时进行初支背后注浆，观察沉降，如果沉降问题没有得到缓解应立即停工，及时分析沉降产生的原因，采取有效的措施加以解决后方可继续开挖。加强测量监控，重点检测阀井以及管线接点，促进施工不断向着信息化的方向发展。严格监控施工管线的布设，针对不同的管线建立管理基准值，通过测量及时掌握管线变形状况，调整后续的施工过程，对二次补注浆做好准备。加强对地面沉降的监测，特别是在铺设对沉降敏感的管线时，需要采用布点监测的方法对地面沉降进行监测，仔细分析施工过程可能对管线造成的影响，根据实际情况调整观测频率，旨在为后续施工提供更加可靠的数据支撑。仔细分析地面沉降的原因，合理预测沉降量，邀请管理部门摸清沿线道路的具体用途、铺设走向、埋深程度以及构造形式等，应用信息化施工的方法，制定合理的施工方案保护好周围的管线，保证管线可以正常的使用。除此之外，在整个施工过程中实时检测洞内的变形情况以及地表的变化情况，获取和掌握具体的数据变化，一旦发生施工问题可以通过分析这些数据做出及时有效的应对和采取可靠的解决方案。