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摘要：隧道工程施工中多用浅埋暗挖施工技术方法，但是这一施工过程需要受多方因素的影响，比如建筑工地地形地质条件，施工技术设备以及工程方案设计等。为了防止工程事故的发生，保障隧道施工工程安全，需要严格控制地面沉降问题，对诸多影响因素合理控制。在浅埋暗挖法施工中，主要涉及到支护、开挖和加固三个方面，为了保证施工环节的安全性和稳定性，确保后期的工程施工的进行，浅埋暗挖法相较于传统明挖法具有较好的应用价值，适应性较强，操作简洁，还对生态环境和自然资源有一定保护，有效降低了粉尘污染物，减少了噪音污染，有利于提升施工效率，本文基于浅埋暗挖的施工技术进行探讨，并对地面沉降的控制措施详细探究，提出几点有效策略，文章以新建铁路玉溪至磨憨下行联络线工程排山村隧道施工为例，研究浅埋暗挖法的具体应用，希望具有一定参考价值。
关键词：隧道施工；浅埋暗挖；沉降控制
一、浅埋暗挖法施工原则
浅埋暗挖施工技术方法突出特点是对施工工程上方地面的影响最小，保证实用性和安全性，并且在一定程度上提高了施工效率，缩短了施工周期。浅埋暗挖法的具体施工技术原则需要做到科学、合理的地质勘查，加强岩土勘察工作，针对相应问题采取合理的施工方法和措施进行补救。并且需要提升施工技术人员的专业素质和相关知识，因为浅埋暗挖法需要注重细节处理，因此对于施工技术人员的综合素质要求极高。通过优化施工方案设计，根据可能会发生的施工问题和安全问题做好预防措施，一旦发生事故问题，能够第一时间妥善处理，最大程度降低损失。
二、浅埋暗挖施工技术方法介绍
（一）浅埋深挖施工技术挖掘方法
在工程项目施工作业开展前，需要对施工场地环境进行全方位勘察，分析具体情况，采样调查，结合地质和围岩的特征，有效调整浅埋暗挖是施工措施。不同问题有不同的解决方案，需要事先做好准备措施，从而确保浅埋暗挖在施工过程中的实用性、科学性。常用的隧道挖掘方法是台阶式挖掘方法，通常需要了解隧道的具体情况，判断相应的施工方法选择，一般的城市隧道是上台阶分布式开挖法，短台阶法施工，一般的山岭隧道是正台阶式开挖法，多跨隧道运用柱洞法，侧洞法或者中洞法。大断面城市或山岭隧道则使用中隔墙台阶法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法
（二）浅埋暗挖施工技术支护方法
支护方式时隧道施工作业比较重要的防范措施，为了防止地表变形、塌裂以及地面沉降等多种问题，进行有效的控制。支护方法在施工过程中是根据挖掘方法的不同选择恰当的支护方式，合理的支护方式能够起到提升围岩承载力，改善施工条件，控制地面沉降变形等问题的产生。值得注意的是，施工中采用栈桥运输法也可有效避免地表沉降现象的出现。支护方式通常为初次支护和二次支护，其效果各有不同，有些特殊情况下，需要初次支护与二次支护相结合，改善围岩条件。
（三）辅助施工的几点方法
浅埋暗挖施工技术方法也对应着几点辅助施工作业来提高施工质量，确保工程的稳定性，保障工程项目安全，降低施工成本的作用。
其中，最常见的是注浆加固地层以及超前小导管支护的施工方法，超前小导管施工前用喷射混凝土封闭掌子面，然后施做小导管形成一定厚度的加固圈后，进行开挖等作业。洞口开挖面防护：洞门挡墙后临时边坡采用锚网喷防护，防护参数：喷C20砼，厚10cm，φ22砂浆锚杆，每根长4m，间距1.0m，梅花型布置，φ8钢筋网，网格间距20x20cm。
三、浅埋暗挖施工工程中对地面沉降控制的相应策略
（一）优化开挖施工作业处理
在工程项目开挖时，就需要严格防范地面沉降和变形等问题，为了保证施工质量，需要对整个施工场地进行合理分析，优化施工方案设计，了解整个低层隧道的基本情况，选择合适的开挖技术，作出相应的地层处理。可以根据施工作业的需要适当的升高和降低地层，来改变地层的运动方式。值得注意的是，在施工过程中，降低地层进行施工作业，可以适当缓解地面不均匀沉降的情况
（二）改变土质结构
还有一种控制地面沉降问题的主要措施，就是改变隧道工程土质结构，绩效局部区域的加固和支护。其特征使能够使相应的的地层自发加固，自然共性，避免原始地层的变形，降低地面沉降问题发生的几率。通常是使用深层注浆的方法，改变土质结构。
（三）排放地下水
适当的排放地下水在施工作业的自然地层中，也能在一定程度上解决地面沉降问题，在遇到特殊施工环境时，特指地下水含量丰富尤其是砂层具有较大含水量的情况下，排空地下水，可以降低地层，所以有效的减少地下水排放，可以使用旋喷桩以及水帷幕的方法来将地下渗水堵塞。
（四）加强对地面沉降问题的重视
在施工作业开始之前，就需要对可能发生的地面沉降变形问题做好事先防范措施，控制相关因素，减少发生沉降问题的几率。同时还需要提高施工技术人员素质，加强监督管理工作，注重施工工程细节处理，避免地面沉降问题。可以利用现代化技术来提高勘察工作和施工工作的质量，运用相关设备对地面沉降问题的各个因素进行检测，保障施工安全性、高效性和准确性。
四、特殊工程施工方案
（一）隧道口施工注意事项
隧道口工程施工实施浅埋暗挖施工方法时需要加强实地的勘测，要根据洞口的形状和周围的地形环境，开展详细的地质勘察，了解施工可能会存在的事故风险，事先制定相应的应急措施，准备好保障安全防范。具体操作包括在洞口施工周围铺设锚杆、钢筋网等防护措施，预防坍塌事故。在开挖前，准备好支护工作。
（二）锚杆施工
锚杆施工作业是隧道施工常见的事故施工环境现场，由于地质因素不明，施工混凝土裂缝以及岩层坍塌、脱落等现象都会影响施工进度。后续的清理工作与施工工程都有较大的难度，只有保障锚杆施工质量，减少砂浆流失，加强锚固力才能有效保障施工人员人身安全。
（三）科学截排工程地表水
隧道工程由于自然环境的限制，在施工过程中很容易出现积水，隧道工程的地表水截排水工作是控制地面沉降的重要手段之一，对于一些地势较低的施工环境需要及时排出积水，还要防止施工过程中抽出的地下水渗漏，采用注浆、引流等方式解决地表及地下径流。
（四）采用仰拱、衬砌施工
浅埋暗挖法通过应用仰拱和衬砌的施工，能够确保开挖面符合施工标准，提高支护结构的稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体的施工要求除了在作业开展前合理勘察，收集数据资料，计算出仰拱及开挖面的距离位置、灌注量，保证在施工时使得开挖面闭合成环，构成支护结构，缓解支护结构的预应力与荷载力。同时，仰拱和衬砌施工技术还能够结合施工地质环境，与周围岩层、岩石构成稳定的支护体系，提升抗水性。
（五）采用格栅钢架支撑结构和下台阶开挖施工方法
浅埋暗挖法隧道施工技术在工程应用中，对于支护工作都格外重视，支护工作不论是核心土或段台阶开挖，都要做好超前支护的准备。在隧道施工过程中，对于开完的选择一定要有选择性的根据下台阶开完完善后续施工，先挖种槽，再向两边延伸，在中槽开挖的过程中，要适当根据工程设计方案留出相应的空间，以确保在施工过程中减少岩层压力的挤压。而挖两边槽马口时，则要重点进行格栅钢架和挂网喷混凝土双重支护的施工操作。首先要架设格栅钢架，并把格栅在导管上加以固定，增强其稳定度，提高其支撑作用。然后在拱脚位置安装锁定设施，进一步提高其稳定性。此外，施工中要采用垂直注浆法，能够降低对围岩的压力。
（六）定期合理进行测量监控
隧道工程施工在一般情况下都只在前期注重监测和测量工作，并且由于技术与设备的原因，数据测量的精确度不高，内容也不够完善。所以，对于整体施工环境的掌控，需要做好详尽的工作，充分掌握施工环境的地质情况，防止对施工条件掌握不清晰，影响施工决策方案和施工细节问题。
在采用浅埋暗挖法隧道施工技术进行工程施工时，应该注重测量监测施工情况，定期进行监督、排查、勘察等工作，对地表岩层结构分布、岩石软硬程度、地下水及地表径流等工作要合理安排相关工作。要增加监测的频率与次数，做好详尽的记录，及时掌握变化以及施工进度，只有第一时间掌握这些数据信息，才能依据这些数据信息对施工操作和支护保障进行科学合理的调整，及时发现施工过程中的安全问题并能有效解决，进而有效控制和减少地面沉降现象的出现。
（七）辅助施工方案选择
辅助施工方法的判定是根据浅埋暗挖的实际施工进度、施工现状与施工环境进行安排，比如使用喷射混凝土使开挖工作面进行封闭，超前锚杆和超前导管加固采取支护，还有使用深孔注射水泥浆实现地层加固、水平旋喷技术进行前期支护、长管棚完成支护的方法以及调整洞内和洞外水位的方法等。通过这些辅助施工方法，一方面可以提高施工的效率，保证工程施工进度；另一方面还可以降低工程投入成本，提高经济效益。
五、浅埋暗挖施工技术应用实例分析
以新建铁路玉溪至磨憨下行联络线工程排山村隧道施工为例，排山村隧道由上行联络线薛家山隧道中部接出，沿既有昆玉线新哨坡隧道右侧行进，离既有隧道大于60米，本隧进口里程LZK0+111.047，出口里程为LZK0+843，全长731.953米，隧道行进于玉溪盆地边缘缓丘地带，地势起伏较小，地势左高右低，地面高程1650-1780m，相对高差5-150m，自然横坡5°-35°，隧道内线路纵坡坡度为12‰（731.953m长）上坡，隧道出口采用台阶式洞门，隧道洞身最大埋深约82m。本隧按照电力牵引时速80km客货共线单线隧道设计。
（一）基础施工方案
首先选好弃碴场位置，并施做防护工程，先进行洞口场地平整及临建施工，做好洞口排水系统及污水处理池。然后进行洞口施工和洞身掘进及初支施工，仰拱填充工程接着施工，复合衬砌紧跟，最后进行排水系统等附属设施施工。出口采用新奥法施工施工至明洞，施作大管棚后再进行暗洞施工。排山村隧道进口由上行联络线薛家山隧道中部接出，进口位于玉磨高速处，先进行预加固及高速路改移施工。开挖：施工中坚持监控量测，开挖采用光面爆破技术，严格控制超欠挖；断层破碎带地段采用微震光面爆破技术和非爆破开挖方法，以减轻对围岩的扰动和破坏。排山村隧道正洞V级围岩普通深埋地段采用台阶法施工；V级围岩普通浅埋普通地段采用台阶法加临时仰拱（临时横撑）施工；LZK0+111.047-LZK0+181.105段采用明挖法施工；
采用光面爆破，每次爆破深度取3～3.5m；洞身掘进以挖掘机为主，人工手持风钻钻眼为辅，深孔直眼掏槽，非电起爆系统爆破。
出渣：正装侧卸式装载机装碴，载重汽车运输；
支护：初期支护采用喷锚支护。初期支护紧跟开挖面及时施作，以减少围岩暴露时间，抑制围岩变形，防止围岩在短期内松弛剥落。
人工配合机械安装挂设钢筋网；锚杆钻机施作锚杆，人工配合湿喷机湿喷混凝土。爆破出碴、清碴、找顶后立即初喷，施作锚杆和钢筋网，然后快速安装型钢钢架支撑，复喷至设计厚度。
仰拱距拱部掌子面距离：V级围岩不超过35m，拱墙衬砌距拱部掌子面距离：V级围岩不超过70m。
通风：采用压入式通风。通风管采用φ1200mm的高强长纤维布基拉链式软风管。
排水：排水方式为反坡排水，采用抽水泵接力排水，排水至洞外污水处理池，净化后排放。
超前地质预报：采用TSP超前预报方法和地质雷达法。TGP超前预报方法采用TSP203地震波地质探测仪进行中长距离约100m的预报，对一定规模的断层、地层接触带进行预报。短距离利用地质雷达和红外探水仪对掌子面方向进行30m的探测，验证不良地质体的发育范围、地下水水量、水压等地质参数。超前钻探法采用ZT1+加深炮孔3孔。
排山村隧道弃碴约48055方（实方），其中39372方用作路基填料和研和站填料，其余运输至研和站远期预留用地处，弃碴场内做好防护和排水设施。
结语：
浅埋暗挖法隧道施工技术在隧道施工过程中，会受到诸多因素的影响，如地上建筑物和地下管道网等，都会导致地表沉降和地层变形情况的发生，这些都是无法避免的。浅埋暗挖是当前隧道施工中应用最广，成效最显著的施工技术方法，但是现阶段仍有诸多问题没有妥善解决，为了合理控制地面沉降、变形等问题，防治对工程建筑周边设施和人民生活造成威胁，需要加强地质勘查，注重现代化设备和技术的应用，提前做好预案防护措施，根据实际情况采用不同的控制办法，有效保障工程项目顺利开展，提高施工质量。因此，隧道工程的相关技术人员应该积极做好对浅埋暗挖法隧道施工这一技术的研究，并且要做好对施工可能造成的地面沉降的控制，以不断推动我国隧道工程的发展。
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论文作者:许志文
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/17
标签：隧道论文; 地面论文; 围岩论文; 施工技术论文; 方法论文; 地层论文; 工程论文; 《建筑细部》2018年第23期论文;