浅谈地铁矿山法区间浅埋暗挖施工工艺

时间：2024-04-25

马鹏强

中国水利水电第十四工程局有限公司云南昆明 650041

在浅埋暗挖隧道中，地层变形的分析与控制一直是工程界研究的热点与难点，相比隧道的稳定性分析，地层变形的研究更为复杂。隧道开挖过程中，影响地层变形的因素很多，主要包括地质条件、水文条件、隧道埋深及跨度、开挖方法、支护方式、施工管理水平等。由于影响地层变形的因素众多，因此，很难对地层变形进行精确的计算。

1 浅埋暗挖隧道施工安全风险管理中存在的主要问题

（1）各项工程的实际环境存在差异，对应的浅埋暗挖法也有所不同，该方法并未形成一套标准的施工工艺，在施工过程中需要以工程实际情况为基准而做进一步分析，然而多数工程并未做到真正意义上的因地制宜原则，无论是所制定的方案还是工艺等都无法与工程实际状况相适应，如本文提到的砂卵地质层或者夹砂层暗挖隧道，在遇到下穿河道、管线密集区、城市主干道等，会增加极大的安全风险[1]。

（2）施工安全风险管理体系在运行过程中容易出现各类型问题，尽管以国家规范为指导形成了相应的安全管理体系，但在实际施工中并未依据特定的要求而展开，安全管理体系浮于表面，各项管理工作均未落实到位。

2 浅埋暗挖隧道施工安全风险管理要点

2.1 施工准备期的安全风险管理要点

为给浅埋暗挖施工创造良好的条件，使其能够持续性地开展下去，需要在工程前期对所在区域的地质情况、结构断面、开发方法等进行分析，在此基础上形成处理预案，明确可行的施工程序。在施工准备阶段，需要高度重视安全风险管理，具体涉及如下3点内容：①明确工程施工风险，对设计文件进行深度的解读，分析工程整体地质情况，确定超前支护的等各项作业所对应的风险等级；②明确可行的地层加固以及超前支护工艺方法，在此过程中需要考虑到施工过程中引发的地层扰动、施工污染、管线破损、河道渗水等问题；③对降水工艺进行分析，提出可行的降水方案，主要涉及因降水施工而引发的地面沉降、降水不够彻底或者是渗漏水等问题，这些都是需要重点评估的对象，工程人员也需要在此基础上采取针对性管理措施。

2.2 隧道开挖

浅埋暗挖隧道施工必须遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针。在隧道开挖前做好超前预支护及超前预注浆，对隧道拱顶进行有效预支护，以减少隧道开挖中围岩掉块现象。由于浅埋暗挖隧道周围地层的复杂性和不稳定性，在施工中应根据工作条件、隧道围岩结构特点、周围建筑物环境要求，确定合适的开挖方法、支护方式、地层加固等形式。一般来说，稳定岩层可采用全断面或半断面；土层及不稳定岩层一般采用短台阶法分上、下台阶施工；不稳定土层采用环形预留核心土法施工[2]。对于施工难度大、变形控制要求高、断面跨度较大的隧道施工，可根据情况选择采用CD法或CRD法施工。CD开挖法施工安全，施工难度小，技术难度高，地表沉降普遍，施工速度适中，造价适中，适用于地质条件较差、安全要求较高的隧道施工；CRD开挖法施工安全，施工难度小，技术难度大，地表沉降小，施工速度快，适用于地质条件差、跨度大、安全要求高的隧道施工。浅埋暗挖隧道施工必须严格控制好开挖掘进进尺，开挖成型后对围岩进行速喷混凝土封闭，减少围岩暴露时间，避免围岩风化稳定性降低；并尽快完成初期支护仰拱封闭成环，承受荷载。隧道施工中的所有工序都应尽量不干扰围岩结构。

2.3 二衬施工

城市浅埋隧道施工为控制隧道变形或地表沉、确保施工安全，二衬仰拱要紧跟初期支护，尽早提前施作二衬承受荷载。而在二衬施工时大多数隧道围岩变形尚未趋于稳定，这样就可能使得后续围岩继续收敛变形导致二衬结构产生裂缝。对此，施工中可采用跳打法浇筑，即在保证安全步距的前提下，施工一段二衬拱墙结构后（一般1～2段台车长度），中间间隔一段拱墙暂不施工，在前方施工一段拱墙，使得围岩在保证安全前提下继续变形趋于稳定。二衬施工前必须对初支断面进行检查，并预留充足的变形值，确保隧道净空满足要求。同时二衬施工前必须确保防水层施工质量效果，以免后期隧道漏水而大面积进行堵漏施工。

2.4 初期支护

格栅钢架主筋4f28@500，规格270×220；钢筋网为双层f8@150×150，纵向连接钢筋为f22@1m；拱架锁脚锚管采用f42×3.5、L=2m钢管；喷射混凝土为C25、S6，厚350mm；临时中隔墙及临时仰拱采用22b工字钢，喷射20cm厚C25混凝土。主要监理要点包括：①检验格栅、纵向联结筋、钢筋网所用材料及连接配件的种类、型号、规格是否符合设计要求，严禁使用不符合要求的材料；②要求施工单位在格栅加工前充分考虑合理的测量误差、施工误差、变形等因素，根据通道的功能和自身的施工技术能力，给予适当外放，确定加工尺寸；③格栅第1榀制作好后进行试拼，经施工单位自检，监理验收后方可进行批量生产；④对加工的格栅，监理人员应分批进行检查验收，格栅架立后监理人员要严格进行安装和连接质量的隐蔽检查，必须符合设计及规范要求[3]。

喷射混凝土施工的主要监理要点包括：①严格控制混凝土的材料和配比。材料检验合格后方可施用，混凝土配合比要通过试验确定；②受喷面不得有滴水、淋水现象，否则必须先进行止水；③钢筋网的网格尺寸、布置位置要符合设计和规范要求，并搭接绑扎牢固；④喷射作业要分层、分段、分片自下而上进行，喷头与受喷面垂直，一次喷射厚度以不滑移、坠落为准，待前一层混凝土终凝后进行后一层喷射，若终凝超过1h则受喷面应用水、风清洗；⑤对喷射混凝土的回弹料及时清除，严禁将其堆积于喷射混凝土内；⑥重视养护，混凝土终凝后2h进行洒水养护；⑦喷射厚度符合设计和规范要求，喷射前设置厚度标志，混凝土面要基本平整、圆顺；⑧做好喷射混凝土强度检查。