关于浅埋暗挖地铁隧道施工技术与风险探讨

2022-08-05程蓉

建材发展导向 2022年13期

程蓉

（北京市政建设集团有限责任公司，北京 100048）

地铁作为城市公共交通中的重要一部分，其在建设施工过程中受到城市地质条件以及周边环境因素的影响，需要采取的施工技术也各不相同。而浅埋暗挖技术作为地铁隧道施工过程中最为常见的施工技术之一，其在运用过程中很少会对周围环境造成较大的影响，可以有效保障地铁施工期间城市的正常运行，因此，在当前的地铁建设中越来越受重视。但其在实际的运用过程中存在的施工风险，因此，相关研究人员应当加强研究深度，提高我国地铁建设工作的整体效率与质量。

1 浅埋暗挖技术

1.1 浅埋暗挖技术简述

浅埋暗挖作为我国递减建设施工过程中最为常见的集中施工方法之一，在实际应用过程中，往往具有较强的实用性。并且运用浅埋暗挖技术后，还可以有效保障地铁建设施工的整体质量。在面对一些土质较为疏松的施工环境，一些其他的施工方法可能很难起到较好的效果，而运用了浅埋暗挖技术后，就可以对松软土质的施工环境进行较好的控制，并将地铁隧道的埋深控制到一定的标准范围内。此外，其他一些施工技术在进行地铁隧道的施工过程中，都不可避免的会对隧道上方的地面公共交通造成一定影响，而运用了浅埋暗挖技术后，不仅不会对地面交通造成较大影响，对周围居民的生活环境造成的影响也较小，从而使得地铁隧道的施工效率更高。图1 是地铁隧道浅埋暗挖技术的施工流程图。

图1 地铁隧道浅埋暗挖技术施工流程图

1.2 浅埋暗挖技术的特点

较其他的地铁隧道施工技术相比，浅埋暗挖技术运用在地铁隧道施工中的最为显著的一个特点是就是可以在挖掘隧道的同时完成混凝土的浇筑工作，并且还能够将地铁隧道的埋深控制在一定数值范围内。另外，运用其它施工技术是可能会对隧道地面表层造成较大影响，而运用浅埋暗挖技术则对表层的影响较小。但需要注意的是，浅埋暗挖技术在实际的运用过程中不可避免的会导致地层表面出现一定程度的移动，对于这个问题，在施工过程中相关人员一定要进行严格把控，要充分控制住施工过程中灌浆、支护以及排水等方面的具体施工情况，使其满足整体地铁隧道施工的具体要求。浅埋暗挖技术主要过程是先对地铁隧道所处位置的土层进行相应的挖掘工作，随后利用相关技术手段对挖掘过后的围岩以及土层表面进行有效支护，这样的施工方法可以有效避免地铁隧道在施工过程中产生较为严重塌陷问题，因此，其在当前城市地铁隧道施工过程中较为受到重视。与其他施工方法相比，浅埋暗挖技术再试试过程中可以对施工的具体情况一质量进行较为准确的监测，确保地铁隧道施工的平稳推进。在当前这个信息技术不断发展的社会，还可以将信息技术与浅埋暗挖技术相结合，通过搭载各种信息化设备，实现对地铁隧道施工的数据以及施工情况的全面监控，对于一些施工过程中存在的异样数及时发现并找出原因，从而确保地铁隧道施工的平稳推进。支护作为浅埋暗挖技术中的一项重要施工环节，其施工的质量严重影响到地铁隧道施工的整体质量，因此，工作人员不仅要对支护环节保持足够重视，还要尽量选择一些质量较高的材料进行支护工作，提高地铁隧道的整体强度，尽可能避免坍塌等问题的出现。

随着浅埋暗挖技术的不断完善，越来越多城市的地铁建设中运用了浅埋暗挖技术，如北京、南京、成都等，使得城市的公共建设交通更加完善。

2 地铁隧道施工中浅埋暗挖技术应用现状

2.1 支护工作环节

确定运用浅埋暗挖技术后，在实际施工前，相关工作人员应首先对隧道的施工环境中围岩的实际情况进行细致的观察与分析，并根据施工环境中的实际情况，选择适当的浅埋暗挖施工方法开展实际的施工工作。浅埋暗挖技术知识以诶些同种类型的施工方法的总称，细分的话其中还包含了较为常见的台阶法、 CD法以及CRD法等施工方法。其次，支护环节作为浅埋暗挖技术中的重要施工环节，想要为后续的地铁隧道挖掘工作打下良好的基础，提高后续施工工作的效率，就一定要保证支护工作的施工质量工作人员在进行支护工作时要注意保证施工环境的密封程度。在施工过程中尽可能多使用超前注浆的施工方法（喷射混凝土工艺流程见图2），从而使施工环境中围岩的稳定性能与抗压力水平都得到大幅度提升。浅埋暗挖技术中超前注浆主要有两种注浆方法，一种是单纯的水泥注浆，另一种是水泥玻璃双浆注浆，想要进行后素的施工操作就首先要保证支护工作已经完后曾并达到了要求的施工效果。此外，进行衬砌工作时，加尽可能极快施工的速度与效率，使施工环境尽可能快的形成封闭环，从而提高后续地铁隧道施工工作的安全性。并且，在知乎环节中，要充分考虑到施工环境中各种地理环境所导致的一些问题，例如地下水、流沙等自然因素产生的问题。提高地铁隧道施工的整体质量。

图2 喷射混凝土工艺流程

2.2 初次支衬回填注浆

受一些因素影响，在初次支护环节以及施工环境的土体中可能会存在空洞的情况，而这些空洞情况的存在极容易导致施工过程中出现坍塌的情况，同时还会使浇筑好的混凝土出现收缩情况，这样不仅会使混凝土的密度受到影响，还可能导致混凝土裂缝等施工隐患的存在。因此，在曾氏施工前，要先将钢管预埋在施工的指定区域中，随后根据施工环境的个方面因素综合考虑，选择合适的施工方法并进行适当调整。在结束成环施工的工作后，应当采取背后填浆的手段来保证施工的质量。这昂才能使地铁隧道的整体结构密度变得更高。在回填注浆的施工过程中，应当尽量采取交互施工以及间歇式的施工手法，尽量防止连续施工情况的发生。这样才能使工程的整体施工效果更高。

2.3 隧道二衬施工技术

在进行该部门的施工工作前，应当制定出相应的施工模板，随后根据制定出的模板进行实际的施工操作，这样才能使地铁隧道的整体施工质量得到保障。模板的各项数据都要根据隧道项目的整体设计方案进行设定。在施工过程中，还要运用一些相关的施工方法解决施工过程中存在的一些问题。作为地铁隧道施工过程中的一项重要施工内容，防水始终是施工过程中需要重点关注的一个问题。对此，施工单位应当更加重视施工过程中的防水问题，严格做好中间防水层的施工，通过相应的施工方法提高隧道项目的防水性能。支衬施工就是一种能够有效提高隧道防水效果的施工方法，其在是刚过程中大多是选择无纺布作为水流的缓冲层，从而实现地铁隧道项目施工的具体要求。某地铁隧道二衬施工成品见图3。

图3 某地铁隧道二衬施工成品

3 浅埋暗挖地铁隧道施工技术的风险与控制

3.1 施工工程的地质条件导致的施工风险

在运用浅埋暗挖技术进行地铁隧道的施工过程中，施工环境的地质条件是能够引发施工风险的重要原因，因此，工作人员应当采取适当的措施对地质条件导致的施工风险加以控制

首先，在正式施工前，施工单位就应当采取适当的方法对施工环境进行考察，其中重点是对施工环境的地理条件进行检测，根据得出的数据进行综合分析，提前预设好可能遇见的施工风险，摒弃出相应的解决措施。，例如提前购进一批紧急施工时需要用到的施工材料以及一些可能运用到的安全防护装备，从而在施工过程中遇到施工风险能够及时爱去适当的方法进行应对

其次，在施工过程中，应对施工环境中的各个部分进行严格监控，尤其是一些容易发生施工事故的部分，例如围岩和初期支护的位置。同时要保证监测工作的实时性，要做到及时发现异常情况并尽快选择应对措施，若发生较大的施工事故时，首先要做的就是对施工现场的工作人员发出撤离的相关指令。对于一些地质条件较为危险的施工环境例如流沙环境等，一定要先做好相应的支护工作在进行相应的施工操作，在挖掘工作完成后立即实施封闭工作，在发现裂缝后一定要在第一时间进行裂缝的填补操作，避免因流沙溢出从而导致裂缝问题愈演愈烈。

3.2 水文条件导致的施工风险

与地质条件相似，水文条件也是地铁隧道最为常见的导致施工事故发生的因素之一。隧道工程中水灾的发生原因归根结底还是隧道的施工工作改变了施工环境周围地质结构的变化，当施工环境周围的地质条件发生改变后，就为周围的水体提供了流动的路径，从而引发水流的渗漏，若施工单位的防水措施未做到位，一旦发生水灾，将为地铁隧道的施工造成极大的麻烦。而想要有效有效控制水灾的发生，首先要做的就是对施工环境周围的岩体及水体分布进行精准的探测，根据施工环境的实际情况，选择合理的探测点，并采用较为精准的探测仪器实施相应的工作，随后根据探测结果对施工规划进行科学合理的调整。其次，对于施工过程中运用的施工材料也要进行较为严谨的检测，确保材料的质量符合国家规定的材料要求。同时，在施工过程中，对施工过程中的各项参数进行严格的把控，避免施工过度导致周围岩体出现松动从而导致的水害。在施工过程中若产生的水灾情况并不严重切不影响正常的施工，可以采取抽水排水的方法进行处理，若较为严重，无法轻易控制，则应立即采取注浆的方式处理水灾。

3.3 临近地面区域的施工风险

在离近地面区域，首先要做好地层的加固工作，并且要对隧道施工环境的实际地质条件做好考察，选择适当的防护措施。并且在似铁隧道的挖掘过程中，又是不可避免的会遇到周围有建筑物存在的情况，这时施工单位就要做好相应的强度提升工作，尽可能加强建筑物的承载能力，将其对地铁隧道施工的不良影响尽可能降低。

其次，在进行临近地面区域隧道的挖掘施工时，可以将整体的施工工作进行划分，选择分段式的施工方法进行实际施工，并注意提高挖掘工作的针对性。比如在接近地面的区域进行施工时，可以选择先进行距离建筑物较远的一侧的隧道挖掘工作，随后再进行另一侧的挖掘工作，同在在钻孔时在允许的范围内尽量降低钻孔的深度，减少炸药的使用量，避免因为施工而对周围建筑造成较大的影响。

对于一些采用短进尺技术进行施工的区域，在整体施工过程中要加强对循环进尺的限制程度，在规划炮孔位置时，因尽可能选择线形的布置手法，同时采取适当的手段提高跑通的堵塞程度，对于一些靠近建筑物的区域，还可通过设置减震孔的方式降低施工中爆破所产生的影响。

同时，在开挖工作完成后，要及时采取适当的手段对开挖面进行支护加固操作，最大可能降低围岩展示在外的时间，避免围岩受到施工环境中各种因素的影响而产生的大范围变形等情况，尽最大可能保障隧道周围建筑物不受影响。在支护加固工作结束后，要尽快完成仰拱混凝土灌注操作，提高隧道施工中支护结构的完整性，从而使隧道的支护结构变得更加稳定。

3.4 隧道的安全施工风险

在进行实际的施工前，首先要做好施工环境的整体检测工作，例如隧道所处环境的的围岩硬度、稳定性等，同时要检测施工环境中是否存在着危险施工地质条件，例如是否存在较为输送的围岩，是存在其他工作层的废弃材料，对于这些较为危险的施工地质条件提前设计好相应的应对措施，避免在后续的施工过程中这些危险地质条件突然失控造成严重的施工安全事故。在施工过程中要做好各项数据的实时监测工作，例如隧道中各个结构的形状参数是否发生变化、地表沉降的数据是否存在异常等。对于施工过程中的爆破操作，应控制好炸药的量，避免相关爆破操作做对周遭环境造成较大的影响。在施工过程中往往会存在一些专业性较强的操作，对于这协工作，施工单位应当确保工作人员的专业技术水平，争取做到持证上岗，避免安全隐患的存在。