摘要：随着社会经济的不断发展，城市化进程的持续推进，城市土地资源越发紧张，合理利用地下空间，成为许多城市面临的重要课题。在软弱地层且近邻构建筑物和管线密布的复杂城市环境下，浅埋暗挖隧道施工难度大、安全风险高。基于此，本文笔者结合相关工作经验，对浅埋暗挖地铁隧道机械开挖施工技术展开详细分析与讨论，望借此为相关工作提供参考的依据。
关键词：浅埋暗挖法；地铁隧道；机械开挖；施工技术
1引言
成都地铁7号线崔家店停车场出入场线暗挖区间位于成都市2.5环双店路正下方，全长1259m，万年场站接轨出入场线暗挖区间长879m，隧道覆土约6.3～20.8m；成华大道站接轨出入场线暗挖区间380m，隧道覆土约7.1～15.5m。为典型大纵坡、小半径城市浅埋拱顶曲墙单洞双线暗挖隧道，跨度12.1m，开挖断面93～96㎡，最大纵坡为3.4‰，最小半径R=255m。
依托成都地铁7号线崔家店停车场出入场线暗挖区间工程，对常规城市地铁区间浅埋暗挖隧道施工方式进行了优化。上下台阶分别配备不同型号开挖机械，左右洞室间隔一定距离预留门洞，合理配备装渣和运输设备，有效提高机械使用率、降低作业人员劳动强度、加快施工进度，同时保证了施工质量和安全。
2浅埋暗挖地法相关内容分析
2.1特点
城市地铁区间浅埋暗挖隧道最大的特点是埋深浅，施工过程中由于地层应力变化引起地表变化明显，对周边环境影响较大。因此对降水、开挖、支护、注浆、衬砌、排水等工序提出更高要求，施工难度较大。除此之外，还包括：
（1）浅埋暗挖隧道采用机械开挖，施工效率较高。
（2）人工配合机械开挖，作业人员劳动强度降低，施工进度提高，降低人工成本。
（3）各种机械相互干扰，现场管理协调组织要求高。
2.2适用范围
浅埋暗挖隧道机械开挖是城市地铁施工的主要方法之一。它适用于：不允许钻爆法施工、软质围岩采用CD法开挖全断面大于90m2的暗挖隧道。
2.3工艺原理
浅埋暗挖法采用小导管超前支护加固围岩，调动围岩自承能力；采用台阶环形开挖及时封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；采用复合式衬砌，初期支护承担全部荷载，二次衬砌作为安全储备。
2.4施工工艺流程及操作要点
暗挖隧道施工过程中严格遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针，做到信息化施工。
浅埋暗挖工法施工程序：
施工准备→降排水→超前小导管打设→注浆→土方开挖→格栅钢架安装→钢筋网片、纵向连接筋→喷射混凝土→防水施工→二次衬砌。
2.5施工方法
本工程暗挖隧道埋深7～21m，主要穿越风化泥岩层，根据隧道地质条件，采用CD法进行开挖，以90型挖掘机配破碎锤开挖为主，辅以风镐、小型机械进行开挖；施工中严格按“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则组织施工。
2.6设备选型
表1 设备配置表
受空间限制（断面24m2），上台阶开挖设备选用90型挖掘机（宽2.1m，高3m，最高工作面4.6m）；
上台阶开挖支护完毕，下台阶开挖设备选用150型挖掘机（宽2.58m，高3.2m，最高工作面5.3m）；
仰拱部位开挖支护完毕，预留≥2.5m宽出渣通道，确保运输车辆（4轮农用车）通行；
选用固定式龙门吊，配备2条轨道4台10T电动葫芦（14米/min）及2套2.5m³料斗，满足开挖出渣需求。
3浅埋暗挖地铁隧道机械开挖施工技术分析
3.1降排水
暗挖区间采用管井降水+洞内抽排水相结合，降水井沿隧道线路两侧纵向间距15m梅花型布置，井深超过隧道底部5m；洞内顺坡段采用两侧设置排水沟，引至洞口集中抽排，洞内反坡段每25m设置集水坑，抽排至洞口集中抽排。
3.2上台阶开挖
采用选用90型挖掘机配破碎锤开挖，先掏槽，制造临空面，再向四周扩挖，人工沿拱弧轮廓线修整。每循环进尺一般1～2榀格栅钢架。
第一步：上台阶①部采用90型挖掘机配破碎锤掏楔形槽（宽*高*深=1m*0.5m*0.5m）制造临空面；
第二步：采用90型挖掘机配破碎锤沿楔形槽四周扩挖；
第三步：90型挖掘机配破碎锤沿拱弧轮廓线开挖，局部人工手持风镐修整至设计位置。
上台阶③部参照①部进行组织施工。
3.3下台阶分步开挖
左右洞室错开8m、短进尺，单边每次开挖长度1～2m，采用150型挖掘机作业。
3.4仰拱开挖
采用120型挖掘机开挖，每次挖掘长度1～2m。
3.5预留横通道
临时中隔壁拆除搭设安全防护架，占用出渣通道、影响开挖工序，为方便机械设备进入左右洞室施工，间隔15～25米设5m宽横通道。为保证初期支护钢架的稳定性，横通道顶部纵向设置5m的双拼I18工字钢，两端与临时中隔壁工字钢连接牢固。
3.6上下台阶拉槽
为方便机械设备行走及渣土运输，上下台阶拉槽，形成通道，两侧至少保留1.5m宽土体，确保拱脚位于稳定基岩上，确保安全。
3.7装碴运输
上台阶采用90型挖掘机将碴土倒至下台阶，下台阶由150型挖掘机将碴土倒入碴车运出。
3.8劳动力组织及其相关材料设备
（1）劳动力组织如下表2所示：
表2作业人员配置及职责分工（以单作业面为例）
（2）主要机械设备配备见表3：
表3主要机械设备配备表（以单作业面为例）
3.9安全措施
（1）从事开挖工作的人员，应熟悉施工流程，且具有自我保护意识。
（2）开挖作业前，必须先检查作业面的安全状况：包括开挖面及周围土体有无松动，现场照明是否满足施工要求，场地清理是否干净、有无其它危险等，并确保有专职指挥人员在现场指挥，确认安全后方可进行开挖作业。
（3）在人工修整清理的时候，要注意防止坍塌、防止掉块，注意周围作业人员。为避免拱顶坍塌、掉渣，现场人工作业前用铁钎对拱顶及周围岩层进行试敲击，确认无松散、危岩再进行作业。含水较丰富或拱顶岩层变差先延伸连接纵向Φ22钢筋，并按设计环向50cm间距加密，有条件地段纵向Φ22钢筋连接到大管棚或超前小导管上，形成拱顶临时支护。
（4）挖土时要注意土壁的稳定性，发现有裂缝及倾、坍可能时，人员、机械等要立即离开并报告值班领导。
（5）开挖进尺、长度必须符合施工技术交底。同时指派专人负责抽排水，遇掌子面渗水时，先打设超前探水孔（Φ16的白色波纹管内套Φ14的PVC管）将水排出，把水引到集水井（坑）加以抽排，以免积水影响土壤结构造成事故。
（6）人工配合挖掘机或使用风镐开挖时，要注意避免机械伤害，站立之处应是稳固安全的地方，挖机工作范围内不准站人。使用风镐凿土时，操作人员要站稳，且要注意风管的脱落和摆动，避免引起事故。
（7）严格按专项施工方案以及相关技术交底施工，禁止冒进。控制开挖成型质量，及时支护，并随时检查，严防冒顶塌方。
（8）对将要停工时间较长的开挖作业面，不论地层好坏均应作网喷混凝土封闭。
4结束语
综上所述，浅埋暗挖地铁隧道机械开挖施工技术的应用，不仅能够显著提高工程施工的质量，而且能够确保施工人员的生命安全。基于此，施工单位需要结合实际状况，合理使用此项施工工法。
参考文献
[1]徐光伟.隧道工程浅埋暗挖法施工要点[J].绿色环保建材,2018(11): 144+146.
[2]徐明.关于浅埋暗挖法技术及其在地铁建设中的应用[J].建材与装饰,2018(46):255-256.
[3]郝帅.隧道工程浅埋暗挖法施工要点[J].四川水泥,2018(11):248.
作者简介
程允贵（1978—）男，汉族，土木工程专业，工程师，主要从施工生产技术管理工作。
论文作者:程允贵
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：隧道论文; 作业论文; 挖掘机论文; 机械论文; 进尺论文; 地铁论文; 拱顶论文; 《基层建设》2019年第1期论文;