第46卷第3期
2019年2月
Municipal Engineering
市政工程建 筑 技 术 开 发
Building Technology Development浅埋暗挖法隧道施工技术及地面
沉降控制策略
宋海丰
（中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁辽阳 111000）
［摘 要］采用浅埋暗挖法隧道施工技术在施工过程中会在一定程度上减弱地下岩石的硬度，导致开挖次数的增加，更严重时会因为对开挖隧道周围土质技术处理欠妥而使施工工程附近地表出现沉降，对周边人们的生命和财产造成影响。故深入论述了浅埋暗挖法隧道施工技术的施工原理和施工技术要求，并根据施工的具体情况详细分析了浅埋暗挖法隧道施工技术造成地表沉降的原因，提出了具有实效性的解决策略和方法，可为浅埋暗挖法隧道施工技术和控制地表沉降等类似情况提供一些参考和帮助。
［关键词］浅埋暗挖法；隧道施工技术；地面沉降［中图分类号］U 455.4 ［文献标志码］B ［文章编号］1001–523X（2019）03–0104–02
Construction Technology of Shallow Buried Tunneling Method
and Land Subsidence Control Strategy
Song Hai-feng
［Abstract］In the process of construction, the tunnel construction technology of shallow burial and subsurface excavation will weaken the hardness of underground rock to a certain extent, resulting in the increase of excavation times. In more serious cases, the land surface near the construction project will settlement due to improper treatment of soil technology around the tunnel excavation, which will affect the lives and properties of people around. It deeply discusses the shallow depth excavation method in tunnel construction principle of the construction technology and construction technology requirements, and detailed analysis on the basis of the condition of the construction of the shallow depth excavation method of surface settlement induced by tunnel construction technology, has the effectiveness of the strategy and method is proposed, and hope to shallow tunnel excavation method in tunnel construction technology and control the surface subsidence to provide some reference and help.［Keywords］shallow buried excavation method；tunnel construction technology；land subsidence
1 浅埋暗挖法隧道施工技术
1.1 施工原理
浅埋暗挖法隧道施工技术是采用以下几步骤来完成施工操作。
（1）要做好支护。支护分为工程开挖时进行的初期支护和随后进行的内层衬砌的二次支护，支护的作用就是承担荷载，保证安全。
（2）采用辅助工法对围岩进行加固，提高其自承能力，并且运用多种开挖法使支护和围岩封闭成环。
（3）在形成了支护体系的基础上，采用现代信息化技术进行工程施工。通常情况下，在地质松软、地表含水量较大的施工地段会经常采用浅埋暗挖法进行施工操作。但是这样的地质施工环境，周围岩石层的承载力很弱。因此，在采用浅埋暗挖法进行复合衬砌时必须保证其刚度达到工程设计标准，并且还要确保复合衬砌时的速度，及时完成，这样才能有效控制施工周围地表出现沉降。1.2 施工原则
浅埋暗挖法隧道施工技术在施工中应遵循以下施工原则。（1）根据施工土质状况和施工机械设备情况，综合选择最适合的方法进行施工。施工地质如果底层断面较小、地层状况较好，就可以选择全断面开挖法。如果土质底层断面状况较差，就可以选择分部正台阶开挖法。（2）采用辅助工法后要选择大断面开挖法。（3）根据不同的地层情况和挖掘方法，选择使用最合适的机械设备进行施工。机械设备的投入量高
收稿日期：2018–10–24作者简介：宋海丰（1982—），男，辽宁阜新人，工程师，主要研究方向
为土木工程。
于工程总造价的1/10。（4）整个施工过程中，必须全程监控量测，并对监测结果及时的进行记录和反馈。（5）施工工艺必须执行十八字方针。（6）采用现代技术保证工程施工质量和施工周期。（7）做好隧道施工通风工程，确保施工人员操作安 全，确保施工环境安全。（8）采用信息技术和网络技术，科学管理工程施工进度、施工质量和施工安全，做好施工环境保护。1.3 施工技术1.3.1 开挖方法
采用浅埋暗挖法隧道施工技术在进行施工前，必须要对施工环境做好前期的勘测，并依据施工土质的具体情况，选择最合适的开挖方法。有些特别的施工地质，还需要在正式开挖前进行试验开挖，以确保开挖施工安全。目前，台阶式施工法是浅埋暗挖隧道施工技术中最为常用的施工方法。在施工中，要根据工程环境和施工要求采用不同的开挖方法，如果工程是在人口密度较大的城市地区就要采用短台阶施工法；如果是在人烟稀少的地区则可以采用正台阶开挖法；而如果是地铁地下停车场等具有特殊要求的工程施工时就要根据具体情况而选择中洞法、侧洞法或者柱洞法等。在施工过程中，还要注意根据隧道断面的实际情况，科学选择开挖方法。1.3.2 隧道支护
浅埋暗挖法隧道施工技术中的隧道支护是采用复合衬砌支护来完成的。复合衬砌支护就是在隧道开挖时就进行初期支护，承担全部荷载，然后再进行复合衬砌，形成二期支护，承担安全储备。这样的复合衬砌形成支护体系，完成对围岩的承载和工程安全保护。由于隧道施工通常情况下都是在浅表层，因此要求地质结构具有非常高的稳定性。所以，在实际施工过程中，可以利用双层小导管进行水泥浆的注射。当
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泥浆凝固后，对隧道内部的土质进行了加固，进而可以提高围岩结构的稳定度，同时通过水泥浆的渗透作用还可以提高隧道岩层抗渗力。1.3.3 辅助施工
辅助施工方法要根据浅埋暗挖隧道施工中的实际情况来选择，如通过喷射混凝土使开挖工作面进行封闭的方法，使用超前锚杆和超前导管加固支护的方法，利用深孔注射水泥浆实现地层加固的方法，采用水平旋喷技术进行前期支护的方法，采用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。
2 浅埋暗挖隧道施工造成地表沉降的影响因素
2.1 地表沉降的过程
地表沉降是一个复杂的过程。隧道施工初期，挖开的地质层还没有进行支护，这时地层厚度减小，周边岩层会因此而出现受力不均。而施工时土层厚度允许，则施工停止。可是如果压力拱此时被破坏，地面就会出现沉降现象。随着施工的不断深入，压力拱会不断的发生变化，破坏与形成循环进行，但是在跨度和高度上会呈现递增的情况。而当压力拱达到上限时，在动力水压的作用下，土体破坏速度加剧。这种破坏会一直达到地表，地面就会出现沉降。2.2 地表沉降的成因
浅埋暗挖法隧道施工技术在施工过程中导致地表沉降的主要原因有2个，即隧道的深浅和地层的位移。当然，应力、变形、土体失水固结等也会导致地表出现沉降。隧道的施工破坏了地层结构，影响了周边岩石的稳定度。土体失去了岩石，在固结时就会出现沉降。
此外，由于隧道施工的地质层中的粉砂、砾砂分布不均、渗透性强，同时地下水位不深，这些都极易使施工过程中出现流砂和管涌等情况。隧道施工的地质结构中大多数是含水量较多的松软土层，土质机构松散。而施工时需要大量排水，水量和水压的变化都会使土层中的沙砾对周围地表形成一定作用力的冲刷，导致周围土层出现变形。而土层的自身固结又会引起地表结构的变化，导致地面沉降。虽然在施工前通常情况下都会进行地质预报，但就目前的技术来看，地质预报的准确性还有待提高。因此，在施工开始时对施工地点的地质情况掌握不够精准，会影响施工判断。
3 浅埋暗挖隧道施工中地面沉降的控制策略
3.1 科学截排工程地表水
科学截排工程地表水是有效控制地面沉降的重要方法之一。浅埋暗挖隧道施工技术在施工中一般地势比较低，容易聚集水。同时施工时又会抽排出大量的地下水。施工期间，一方面要将地表形成的大量积水及时排放出去，另一方面还要采用注浆等方法围堵地下水，减少管涌等状况的出现。3.2 进行超前支护施工
做好超前支护施工是有效控制地表沉降的重中之重。施工时，尽可能地扩大支护范围，重点部位更是要进行特别处理，避免出现沉降。进行支护施工时，通常都会采用双层超前小导管进行注浆，在浆液和压力的作用下，隧道内的土体与浆液互相渗透，逐渐固结，形成硬塑粘土，进而提高其承载力。3.3 采取仰拱、衬砌的施工方法
浅埋暗挖隧道施工法可以采取仰拱和衬砌的方法来保证开挖面和支护结构的稳定度。施工前要科学计算出仰拱和开挖面的精确距离以及灌注量，确保仰拱和开挖面及时闭合成环，形成支护体系，分散受力，进而提高其稳定性。而且，还能提高其周围岩石的结构，增强抗水能力。还要注意在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。
3.4 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进行工程施工过程中，不管是采用核心土或者短台阶开挖法，都必须做好超前支护施工。在隧道施工过程中，无论采用哪种开挖法，在进行到一定程度后都要利用下台阶开挖法进行后续的施工操作。下台阶开挖法就是要先开挖中槽，然后再挖两边的跳槽。
挖中槽时应在两边预先留出空间，确保施工过程中避免影响压力拱。而挖两边槽马口时，则要重点进行好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。3.5 严格进行测量监控
隧道工程施工中通常情况下对前期地质预报工作不够重视，而且由于技术原因，前期地质预报的准备度不高。因此，施工前无法准确掌握施工地质情况，常常会出现一开挖就对地表造成强烈影响的现象。对施工地质情况掌握不准确，还会使深孔注浆的范围不能达到施工标准，浆液渗透后周围土质的固结效果不符合施工要求，影响下一步的施工。因此，在采用浅埋暗挖法隧道施工技术进行工程施工时，应全程监测施工情况、地表岩层状况等。要增加监测的次数，缩短每次监测的间隔时间，及时、准确地掌握地层结构的变化情况，并做好记录和反馈。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。
4 结束语
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。但在施工过程中，认真细致，依据具体的地层情况仔细勘测、科学计算、合理设计，严格规范每一项施工技术和施工操作，就能保证隧道施工质量。
在施工过程中，及时准确的记录地质数据，确保各项施工和支护结构都达到施工标准要求，就能有效地降低地面沉降情况的发生，从而保护工程施工周围人们的生命和财产 安全。
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