摘要：文章首先阐述了浅埋地下工程基本概念，然后简述了浅埋暗挖法施工工艺流程，最后对浅埋暗挖地铁隧道石方开挖施工技术进行了讨论。
关键词：浅埋暗挖；地铁隧道；石方开挖；施工技术
1.前言
随着我国经济的发展，城市化进程不断加快，城市地铁不断增加，对地铁车站施工技术的要求也在不断提高，为了能保证地铁的正常运行，不影响人民的安全出行，浅埋暗挖地铁隧道石方开挖施工技术是非常重要的。
2.浅埋地下工程基本概念
2.1浅埋隧道的定义
①铁路隧道。对于单线或双线隧道洞顶埋深小于：Ⅵ级围岩35～40m，Ⅴ级围岩18～25m，Ⅳ级围岩10～14m，Ⅲ级围岩5～7m，为浅埋隧道。
②城市地铁。覆跨比H/D在0.6～2.5m时为浅埋，在0.6m以下时为超浅埋。
2.2浅埋隧道特点
埋深浅是浅埋隧道的显著特点。施作地铁隧道难免引起地层损失，继而导致地面小幅度移动，严重影响了周边环境的正常秩序，鉴于此，应适当提高开挖、支护、衬砌、排水、注浆等工序的技术指标施工难度。
2.3浅埋地下工程的施工方法
目前业界常用盾构法、盖挖法、明挖法和浅埋暗挖法施作地铁隧道。表1按照“场地占用情况、断面、深度”等几个维度，总结了各种工法的的优缺点。
2浅埋暗挖法原理和特点
浅埋暗挖法是一种基于新奥法施工原理延伸而来的合配套施工工法。它通过多种加固技术措施来提高围岩稳固性。利用围岩自身的承载力来支护开挖后的隧道，并封闭成环，使围岩结构与支护结构形成一套能够控制围岩变形的联合支护体系。这套工法在新奥法原理基础上提出了新的信息化量测设计与施工理念，应用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构，以全部承担基本荷载为基准设计初期支护，将二次模筑衬砌作为安全储备，前后两次支护共同承担特殊荷载。在实际施工中，须严格遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字方针灵活运用这套工法。
浅埋暗挖法常用在第四纪软弱地层的地下施工项目上，围岩本身欠缺稳固性，地表沉降极易导致围岩松散、变形。为避免此类现象出现，必须及时、适当地增加初期支护的刚度。
3.浅埋暗挖法施工工艺流程
3.1基本工艺要求
3.1.1管超前
由于开挖拱部土体自稳能力差，自立时间短，当拱部土体凌空后极易坍塌，为了保证土体不坍塌，提高其稳定性，采用超前小导管或大管棚等预支护，形成对凌空土体的支护棚架，以约束土体变形，减少坍塌。
3.1.2严注浆
要解决土体的稳定问题，必须从内部着手对土体性质进行改良，在施工中主要采取通过小导管预留的注浆孔对土体进行注浆固结的预加固措施。对间隙大的粗颗粒土体，采用持续压力的渗透式注浆方式固结土体；对于致密的细颗粒土体，采用瞬时压力作用下的劈裂式注浆，确保开挖过程中的安全。
3.1.3短进尺
开挖中，土体的稳定是施工中要解决的重点问题，性质一定的土体的稳定取决于以下两个因素：暴露（或凌空）时间和开挖进尺大小得到的自拱半径的大小。暴露时间越长，进尺越大，土体坍塌的危险就越大；反之则越小。在施工中应主要采取预留核心土，开挖环向土体的施工方环法，每个循进尺要小。预留核心土的目的除减少开挖时间外，预留的土体还可以平衡掌子面的土体，防止滑塌。
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3.1.4强支护
由于土体被扰动后拱部凌空面层的土体产生下沉，虽然自拱的存在阻止了自拱线以上土体的继续下沉，但随着时间的推移，振动的影响，自拱逐渐被破坏，大量松散土体的重力会直接作用于初期支护结构上，因此，必须有较强的支护体系来保证结构的稳定。
3.1.5早封闭
隧道施工一般采用台阶法，根据作业的空间要求设置分层高度，自上而下分层施工，为了防止拱部在没有坚实支撑面的情况下土体压迫拱部持续下沉，在施工中除采用厚木板支垫拱脚以增大拱脚与土体的接触面积的方法外，采取的最根本办法就是及早使支护体系成环。
3.1.6勤量测
浅埋暗挖法施工的理论基础源于新奥法施工理论，是新奥法理论的发展，因此它也离不开新奥法的理论精髓――信息化施工。任何结构的受力最终都表现为变形，变形是结构对受力的必然反应，可以说，没有变形（微观的），结构就没有受力，而我们了解结构的受力也只有通过变形来研究。在浅埋暗挖作业中，土体的沉降、支护结构受力等均需要通过量测数据来了解，因此，必须按照规定频率对规定部位进行观测，掌握变形变位信息，调整施工参数并设置各种部位的变形警戒值，采取必要措施进行过大变形的预防预控。
4.浅埋暗挖地铁隧道石方开挖施工技术
4.1开挖措施和支护模式
4.1.1开挖措施的选取
通常对于山区隧道的施工采用正台阶工艺进行；城市里和其周边地带的普通隧道可选取上台阶分区开挖方法或是短台阶方法；城市地下铁道列车站、地下大型停车广场等多跨隧道一般常用柱洞工艺、侧洞工艺或中洞工艺实施开挖工作。以北京地铁5#线为例，在大跨度暗挖车站的施工建设中，就是采用中洞法，先对隧道中间部分进行开挖。施工地段勘测数据要快速编织成曲线图，即画成位移与时间曲线的平面坐标图，在代表时间的曲线横坐标底下标明施工序号及开挖工作面与勘测断面的距离。在曲线比较平稳的阶段，要做数据运算及回归评估，以便估算比较稳定时间段、最大位移数值，把握位移的内在转化的逻辑性。依据勘测执行基准和隧道施工每个区域的下沉变形执行基准实施建设管理。在勘测数值超出执行基准时，必须查找超出标准的理由，特殊情况要将已作出的支护结构加以强化或优化建设方案。在曲线显示反转点时，也就是位移参数发生反常的快速上涨情况时，说明围岩和支护已经出现了波动情况，此时，必须加大监测力度并迅速强化支护结构。特殊情况时要迅速中断施工进程，而且运用加固工作面的手段以确保建设过程的安全稳定，在得到圆满处理之后，方可开始下一步开挖进程。隧道开挖过程中要最大限度地降低对围岩触动，首先选取掘进设备及人工开挖的方法。选去爆破方法施工时，要注意深度不能大，爆破力不能过强。有特殊需要时，须对爆破过程产生的震动实施监控。每次爆破进展深度通常不要超过一米。
4.1.2支护模式
浅埋暗挖法开挖的隧道通常都实行重叠式衬砌。在支护编制时应归类为三种情况：（1）初始期支护结构承担整体负荷，第二次支护只作为安全备用考虑；（2）一次支护与二次支护合力承载；（3）初始期的支护只用作施工阶段的暂时性支护，第二次支护当做主体承载构架。编制时要把结构编制、施工工艺、支护模式、配合施工手段等做以整体评估分析，且依托试验给予证实，在隧道开挖的整个阶段依据勘测数据给予持续优化。除此之外，我们还采用岩土铺固技术。例如北京地铁4#线西单站上跨地铁1#线复―西区间时为控制区间隧道上浮，应用底层锚杆技术，从而将隧道锁在锚杆上，抑制其上升。
4.2抑制下沉变形和防止坍塌
4.2.1施工地段监控勘测
在采用浅埋暗挖工艺方法进行施工时，需将施工地段现场勘测当做一项关键性的任务，且要把开挖现场时时刻刻都纳入可监控的范围之中。其目的是切实做好工程建设的安全保护和塌陷变形的抑制工作。例如，在北京复八线建设中，就将第三方检测引入其中，维护建设安全。
4.2.2勘测执行基准
将超前地质预报纳入施工工序，做到先探测、后施工，不探测，不施工。探测时采用长短距离结合，多种探测方法优势互补。
隧道施工中一般选取位移勘测参数并将其当做信息控制对象。执行基准数值要依据开挖地段的具体情况来确定。当地面建筑受地层下沉的作用而发生明显的变化时，选取抑制下沉的各种方法都没有效果或耗费相当大时，应该再选用增加结构牢固性的方法，且设定适当的基准值。
5.结束语
综上所述，加强浅埋暗挖地铁隧道石方开挖施工技术的分析，对于提高整个城市地铁车站的防水施工技术领域具有十分重要的意义，因此在今后的研究中，应该更加重视对浅埋暗挖地铁隧道石方开挖施工技术的探讨。
参考文献：
[1]李远宁，段玉刚.浅埋软弱地层隧道旋喷预衬砌支护技术的研究[J].探矿工程，2001，（5）：58-61.
[2]秦爱芳，李永圃.上海地区基坑工程中的土体注浆加固研究[J].土木工程学报，2000，33（1）：69-82.
论文作者:王东
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：隧道论文; 围岩论文; 地铁论文; 结构论文; 施工技术论文; 基准论文; 方法论文; 《基层建设》2016年14期论文;