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摘要：随着人们生活水平的不断提高，人们的交通方式发生了一系列巨大的改变，人们对隧道的应用也逐渐增多。在隧道工程施工技术中，暗挖法是最为常见的方法。与其他技术相比，暗挖法更具有适用价值，能够解决隧道工程中的大部分问题。本文结合实际隧道工程施工对暗挖法施工技术进行了深入的分析与探究。
关键词：暗挖法；隧道工程；施工技术；环保效果
导言
随着我国城市轨道交通建设的加快，越来越多的浅埋隧道出现，在交通要道采用明挖法进行隧道修建显然不合理，为了不影响城市地面交通，在隧道修建过程中采用暗挖法施工，其中暗挖法与盾构法是主要的修建方法。暗挖法施工技术已经较为成熟，加以辅助施工方法其适应性较强，在城市轨道交通浅埋隧道施工中不可或缺。所谓暗挖法，其基本思路与新奥法施工一致，采用新奥法施工基本原理，建立监控量测施工指导程序，利用先柔后刚的方式进行隧道支护，设计初期支护承受隧道全部荷载，将二次衬砌作为安全储备。暗挖法施工时常结合多种辅助施工法进行隧道修建，利用超前支护、围岩加固改良地层和注浆等充分利用围岩的自支撑能力，并结合监控量测数据进行隧道施工指导与设计优化。
1 暗挖法概述
隧道工程中所应用的暗挖法实质是针对不同的土质选取合适的开挖方式和支护方式，针对地层选取科学的加固措施，从而使隧道工程的质量符合相关要求。在暗挖法中，最为重要的原理是新奥法基本原理，在隧道工程建设的过程中，单凭暗挖法是远远不够的，还应当采用合适的辅助技术来确保整个隧道工程的施工。
2 暗挖法施工原理与特点
暗挖法原理源于新奥法，新奥法施工的基本原理为尽量减小围岩的扰动损伤，充分利用围岩的自支撑能力，新奥法理论源于围岩的压缩特性与隧道施工时的时间效应与空间效应。暗挖法是针对城市浅埋隧道地质条件差、覆土层薄、承载力小、容易坍塌等特点提出的强调通过对围岩的预加固，采用及时支护措施，控制地面沉降保证施工安全的施工方法。暗挖法由于机械化程度低，主要依靠人力进行施工，但是其施工机动灵活，适应性强，在地质条件较差的情况下，通过辅助加固措施进行隧道施工。对于暗挖法施工原则，可通过“超前管道，严格注浆，短开挖，加强支护，及时封闭，勤测量”来概述，其包含了暗挖法施工的要点与精髓。具体解释如下：
2.1超前管道是指采用超前管道注浆进行围岩的预加固，实际上包括超前支护的各种形式，由于种类较多，只提出超前管道来代表这类超前支护。通过超前支护可以提高围岩与掌子面的稳定性，防止围岩过度松弛甚至坍塌。
2.2严格注浆是指在超前支护后进行围岩注浆加固时要严格把控注浆质量，保证浆液能够填充围岩空隙，使其成为强度较高的整体，从而增加围岩与掌子面的稳定性。
2.3开挖循环进行施工。通过减小开挖循环进尺有助于保护围岩，减小对其扰动损伤，从而保证隧道开挖过程中围岩与掌子面的稳定性。
2.4强支护是指采用刚度较大的支护方式，对于浅埋暗挖法隧道施工初期支护必须十分牢靠，具有一定的刚度，能够有效控制围岩的变形，有利于减小围岩松动。
2.5及时封闭是指在暗挖法隧道施工过程中，由于不是采用全断面隧道开挖方法不能及时成环，隧道受力不合理，因此需要修建临时仰拱，及时封闭成环，有利于围岩变形控制，提高初期支护的承载力。
2.6勤量测是指在隧道施工过程中，对围岩与支护结构定期量测，间隔时间不要过长，掌握隧道施工过程中围岩与支护结构的受力状态，通过数据分析，及时对施工方法进行优化，例如改变辅助工序，加强支护从而保证施工的安全。相对于其他隧道施工方法，暗挖法隧道施工的特点主要有地质条件适应性强，可修建各种断面形式和变化断面的隧道，施工灵活。当采用合理的辅助工序时，有利于控制地表下沉甚至坍塌。相对于盾构隧道而言，浅埋暗挖法施工经济，相对于明挖法，可极大降低对路面交通的影响。因此综合分析，暗挖法是一种较为经济合理的施工方法。
3 暗挖法隧道施工适应条件
对于暗挖隧道施工方法，其主要适应于不适合明挖地段的土质或者胶结性较差的砂卵石地层。对于城市地区地下管道较多，由于周围建筑物的存在，对地表下沉要求严格时，采用暗挖法较为合理。虽然暗挖法凭借其施工灵活，适应强的特点在隧道施工中获得广泛应用，但是施工速度慢，不适于含水地层的施工。因此，为了暗挖法施工的推广，需要在提高施工速度与拓宽适应性方面努力发展。提高暗挖法施工速度，进一步降低工程造价。目前，暗挖法在修建地铁时施工速度慢，难以满足我国地铁的快速发展。今后可从以下几个方面进行优化：采用锚喷钢拱架支护代替复合式衬砌支护；注浆以满足施工工序为主，合理设计注浆时间；根据监测量控数据分析，合理设计支护参数，严控施工质量，有助于降低工程造价。目前，暗挖法隧道施工主要应用于无水条件下施工，一般城市地铁隧道水位较高，往往需要大范围降水，对环境影响较大，而且工程造价相应提高。因此，今后可研究切实可行的辅助工法来解决地下水问题，将暗挖法的适应范围进一步扩大。
4 暗挖法工艺流程与施工方法
暗挖法隧道施工工艺流程见图1，暗挖法在前期主要应用于城市地铁区间隧道的施工，随着施工技术的发展，特别是监测技术的发展，暗挖法已应用于地铁多跨联供地铁车站的修建，例如隧道断面变化的地段与多拱车站。在施工过程中，因地表沉降等条件限制，应用暗挖法进行施工时需要用到相应辅助施工方法。
暗挖隧道开挖方法较多，在施工经济与地表沉降等方面各有不同，其基本开挖方法包括台阶法、中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD）和眼镜法，他们在施工安全性、经济性、技术难度、地表沉降控制等方面各有不同，其比较见表1。在具体施工时，需根据现场地质条件、隧道断面及其周围环境等因素进行具体开挖方法选择。
5 暗挖法地表沉降控制
处于松散地层的浅埋隧道极易产生地表下沉，地层沉降时的特点有以下几点：①隧道拱顶的沉降值小于地表的沉降值；②浅埋隧道开挖引起的地表沉降范围较大；③地表沉降趋于最终稳定的时间较长；④开挖引起地表沉降较早，即隧道掌子面前方约30m处地表已经开始沉降。
为了解决地表沉降必须搞清引起沉降的因素，经分析研究，引起地表沉降的主要因素有：①隧道周围岩土体特征，如果能形成拱效应，地表沉降量就小一些，如果不行，地表沉降量就较大；②地下水的影响，隧道开挖引起地下水位下降，从而导致土层固结沉降；③开挖方法的影响，不同开挖方法隧道变形控制能力不同，引起的地表沉降量也就不同；④开挖进尺的影响，开挖进尺的大小决定了无支护隧道的长短，由于隧道围岩的变形松动，引起地表的下沉；⑤衬砌刚度的影响，如果衬砌刚度不高，在隧道开挖后，围岩荷载作用在衬砌上，将会与衬砌一起变形，进而导致地表沉降。
为了控制地表沉降，针对引起地表沉降的因素进行优化设计，主要措施有：①改善土体特性，通过超前注浆等手段进行土体的改良；②适度排放地下水，尽量缩短地下水的抽排时间；③根据地层特性与沉降要求选择合适的隧道开挖方法，及时施作临时仰拱，封闭成环，有利于结构受力，减小地层沉降。④增大左右线隧道的距离，减小其相互影响，从而控制地表沉降；⑤确定合理的开挖进尺，兼顾开挖速度与地表沉降控制，在不同地质地段采用不同的开挖进尺，根据现场进行更改；⑥加强支护，并施作二次衬砌，适当增加衬砌的刚度，减小钢拱架或者格珊的间距，有利于地表沉降的控制。
结束语
综上所述，本文通过对隧道工程中暗挖法的优势进行分析，明确了该技术的使用范围。暗挖法在支护、开挖和加固中的效果尤为突出，能够保障隧道工程项目质量的稳定性和安全性，同时，暗挖法的使用能够提高隧道施工的效率。
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论文作者:张超
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/3
标签：隧道论文; 围岩论文; 地表论文; 方法论文; 超前论文; 地层论文; 进尺论文; 《基层建设》2017年第33期论文;