关于隧道工程浅埋暗挖法施工技术的探讨

关于隧道工程浅埋暗挖法施工技术的探讨摘要：随着我国经济的不断发展，各地的交通基建不断加速，而在一些特殊地形地区修建隧道成为选择之一。本文结合笔者的工作经验，以辽宁本溪某隧道施工为例，首先介绍了在隧道建设中使用的浅埋暗挖法，然后着重探讨了此种施工技术的特点、开挖方法及支护方式，最后提出了量测管理的基准等，以期能为所需者提供借鉴。关键词：隧道工程；浅埋暗挖法；施工技术中途分类号：TU74文献标识码：A文章编号：一、浅埋暗挖法浅埋暗挖法指的是一些浅埋地段隧道的挖掘时，因为周围地址、水文等因素的影响，须进行暗挖法施工。此施工方法参考新奥法的基本原理，在开挖中借助多种辅助措施进行围岩的加固，利用围岩自承能力。同时，开挖后及时做好支护，封闭成环。由此其与围岩共同形成联合支护，是一种有效控制围岩过大变形的综合方法。二、施工技术特点1、围岩变形波及地表浅埋隧道因为其埋深相对较浅，其覆盖层的厚度也比较薄，通常情况下采用暗挖法开挖的影响将会波及到地表。为了有效地避免对地层内埋设线路管网、地面建筑物及路面交通等造成不必要的破坏，须严控地中及地表沉陷。第5页共5页 在变形量的方面，我们不仅仅是要考虑因为隧道的开挖造成的围岩直接沉降变形，还需要考虑到围岩引起的支护体系柔性变形和施工中基础下沉造成的结构整体位移现象。同时，对于地层性区，除对环境的影响外，还可能削弱围岩稳定性，加大施工难度。2、地层改良或刚性支护在进行浅埋暗挖法的施工时，尽可能的提前支护时间，适当加大支护刚度，控制地中及地表变形沉陷。除采取适当的支护方式、开挖方法外，还需时常改良前方围岩，做好超前支护等基本措施。3、试验段情况指导设计和施工考虑到隧道周围的环境特点及其所处地质的复杂，通常我们要选择在结构情况好地质条件有代表性的一段作试验段。在我们作出施工方案、结构设计、试验及量测计划后，可以先期开工。仔细观察、分析地中及地表沉陷变形、支护的结构、围岩应力、对地面环境影响大小等情况。对于试验段中得到的数据，用反分析法来得到更符合实际的围岩力学参数，以此为基础进行力学分析。通过研究分析试验段施工情况，除可优化设计及施工方案外，还要验证量测数据管理标准。三、开挖方法及支护方式1、选择开挖方法第5页共5页 通常在山岭隧道选择正台阶法施工，而对于城市及附近的可选用短台阶法或上台阶分部开挖法，大断面山岭隧道或城市可用单侧壁导坑法、中隔墙台阶法或双侧壁导坑法，作为多跨隧道的地下停车场、地铁车站等用侧洞法、柱洞法或中洞法。如果浅埋隧道断面较大，尽量不采用全断面开挖。同时要注意，施工时尽量避免扰动围岩，优先使用人工或掘进机开挖。对于爆破开挖，可以适当的采取弱爆破、短进尺，监控爆破震动，爆破进尺不宜大于1.0m。本文所提隧道的施工，采用的是短台阶法，降低了工程成本，缩短了工期。2、支护方式浅埋暗挖法隧道更多的是选用复合式衬砌。支护设计分为：1)初期支护承受全荷重，二次支护仅仅是作为安全储备而存在；2)初期与二次支护共同承担荷重；3)初期支护仅作临时支护，二次支护为主。我们在进行设计时，要综合研究施工方法、辅助施工方法、结构设计及支护方式，用试验段验证，施工中根据量测数据不断改善。3、辅助施工方法在本项目中，采用了以下辅助施工方法：1)上半断面可以留核心土环形开挖；2)喷射混凝土封闭开挖工作面；3)超前锚杆或超前小导管支护；4)超前小导管周边注浆；5)设置临时仰拱；6)深孔注浆加固及堵水；7)长管棚超前支护或注浆。四、控制沉陷变形及防坍塌1、现场监控量测在进行浅埋暗挖法操作时，可以把现场监控量测看成一个重要工作，让施工随时处在监控中，控制沉陷变形，确保工程安全。量测项目有应测和选测两类，表1是本项目的量测内容。1次/月-3次/月表1隧道现场量测项目及量测方法一览表第5页共5页 现场量测数据需及时绘制成位移―时间曲线，时间横坐标注明施工工序和开挖工作面距量测断面距离。如果曲线趋缓，作数据处理或回归分析，推算最终位移值、基本稳定时间。从量测管理基准和沉陷变形控制标准出发做好施工管理。如果量测值超标准，在查明超标原因时，还需补强已支护体系及必要工艺改进。如果曲线有反弯点，位移数据反常急剧增长，则说明支护与围岩已不稳定，要加强监测，立即补强支护体系，必要时停止向前开挖，采取稳定措施保证施工安全，只有经过妥善处理，才可以继续施工。2、量测管理基准在进行施工时，更多的是把位移量测数据看成信息化管理目标。管理基准值的大小需要根据现场具体情况来制定。控制变形总量如表2。表2量测数据管理基准值如果地面建筑对地层的沉陷较为敏感，各种控制沉陷措施(包括改善围岩等)都无法达到要求或花费太大，此时可以同时对结构进行加固，建立与之相对应的基准值。隧道量测数据管理基准值需要进行细化，具体要根据各施工阶段的控制标准。控制标准分3个控制阶段:Ⅰ级安全系数在1.5-2.0以上，此处为安全值；Ⅱ级安全系数在1.5-2.0，此处为警戒值；Ⅲ级安全系数在1.1左右，此处为危害值。如果量测数在Ⅲ级，要立即停止掘进，加固现有支护体系，迅速稳定已施工地段，再研究改进施工中各项方案。第5页共5页 五、结论本文以辽宁本溪某隧道为例，介绍了隧道工程浅埋暗挖法，同时对于该项技术的特点、开挖方法及支护方式也进行了探讨。此外，对于浅埋暗挖法监控量测，则是提出了量测管理的基准，以便于更好地做到隧道工程浅埋暗挖法的顺利进行。参考文献：[1]李海,孙铁成.浅埋暗挖法在大跨隧道中的应用探讨[J].国防交通工程与技术.2009(02).[2]贺长俊,蒋中庸,刘昌用,邹彪.浅埋暗挖法隧道施工技术的发展[J].市政技术.2009(03).[3]汪国锋,李光.浅埋暗挖法在北京地铁隧道施工中的应用研究[J].铁道标准设计.2008(12).第5页共5页