小间距隧道施工技术浅析

小间距隧道施工技术浅析

摘要：浅埋暗挖法因为较盾构法具有更高的灵活性以及对地层更强的适应性，而又能够避免明挖法对地表造成的干扰，因此已经在我国广泛应用于地铁小间距隧道工程的施工中。本文对地铁小间距隧道施工中浅埋暗挖法的施工原理和施工技术进行了简单地介绍和分析。

关键词: 地铁小间距隧道；施工技术；浅埋暗挖

一、引言:

浅埋暗挖法是根据岩体力学的相关理论，并对隧道围岩的变形进行测量和监控，通过新型的支护结构，从而尽量利用围岩自身承载能力来指导施工和设计的方法。而随着新奥法的基本原理逐渐在我国地铁小间距隧道工程实践中的普及和应用，隧道现场监测技术、锚喷技术、辅助工法、开挖方法等不断提高和完善，渐渐地形成了一种具有中国特色的地铁小间距隧道施工浅埋暗挖法。此浅埋暗挖法主要就是针对软弱破碎岩层和松散不稳定、埋置深度较浅的土层地下工程的施工中而归纳出来的。与盾构法、明挖法相比，浅埋暗挖法因为较盾构法具有高度灵活性和对地层较强的适应性，而又能够避免明挖法对地表造成的干扰，因此已经在我国广泛应用于地铁小间距隧道工程的施工中。

二、地铁小间距隧道施工中浅埋暗挖法的施工原理

目前我国许多地铁小间距隧道都属于浅埋隧道，其最大的特点就是埋深浅。而在其施工过程中经常因为地层损失而造成地面的移动明显，病情对周边环境的影响很大，所以对注浆、排水、衬砌、支护、开挖等方法都提出了更高的要求，使得施工难度的提高。而浅埋暗挖法则不仅仅只是对新奥法的简单运用，而是在其基础之上结合我国的实际水文条件、地质条件、工程特点的进一步创新和发展。当然浅埋暗挖法的技术核心仍然是依据新奥法的相关基本原理，并在施工中通过多种辅助技术措施来加固围岩，从而充分调动围岩的自身承载能力，而在其开挖之后要及时支护并且封闭成环，从而使其与围岩形成共同作用的联合支护体系，由此可见它是一种抑制围岩变形过大的综合性的施工技术。

由于浅埋暗挖法的设计理论主要是建立在岩石的双向压缩应力和应变特性、岩石的三向刚性压缩试验的特性以及莫尔理论的基础之上的，并且又考虑到了地铁小间距隧道掘进时的时间效应和空间效应而进一步提出的新理论。这项理论主

要集中在围岩变位支护、围岩压力、构筑时机、结构种类这四者的关系上面，并且贯穿于不断变更的施工和设计的整个过程中。浅埋暗挖法提出了与传统方法截然不同的新观点和新概念，它不仅指导着喷锚支护的施工与设计，而且指导着构筑地铁小间距隧道的全部过程。而在开挖支护的过程之中，浅埋暗挖法主要采用先柔后刚的复合式衬砌，其初衬承担了全部的基本荷载，并由二次衬砌来作为安全储备，初衬和二衬一起来共同承担特殊荷载，通过这样处理就使得其初期的支护强度能够保证足够大。

三、地铁小间距隧道施工中浅埋暗挖法的施工技术

1、远程监测技术

由于许多地铁小间距隧道的施工通常其线下还将穿越处于正常运营状态的既有环线区间和地铁车站，因此为了地铁的正常运营以及既有环线结构的安全，需要通过采用远程监控系统来对其轨道变形以及结构等进行全天候的实时测量监控。只有通过先进的远程监测技术，才能由其监测情况来表明该监测系统在地铁小间距隧道的正常运营环境下能够正常工作，其在测试自动化程度、性能稳定及精度方面，均要能够准确反映新线施工过程之中对上方的既有环线地铁所造成的影响，并及时进行信息反馈，从而指导运营部门来采取相应的安全措施和建设单位来进行良好的施工。

2、超长管棚支护技术

我国的部分地铁小间距隧道已经开始采用大跨度的双层单柱单拱岛式结构，对其进行浅埋暗挖法施工时，应根据工程技术特点采用最小埋深、超长管棚超前支护单根长度均符合要求的超长管棚支护技术，并且其应纵向贯通于整个地铁车站。目前这种超长管棚的支护形式在我国的地铁小间距隧道施工中应用还未普及，但前景极为可观，其采用非开挖施工工艺来进行一次性的施作，不仅可以有效地避免采用常规管棚必须要在洞内进行多次施工的不利因素，而且能够确保精度远超过常规的管棚技术，还能够较好地发挥出控制坍塌、减小沉降的作用。其与常规管棚相比，具有显著的优越性。

3、辐射井降水技术

在一眼大口径的井内，将辐射管或渗水管自内向外地径向敷设在其含水层内，这就是辐射井。而地下水则经过这些呈辐射状的水平渗水管然后汇集在大口

井内，并随之由泵来排出。因为水平渗水井通常是在大口井内进行施工，并且其在空间上的调整范围非常大，所以辐射井一般还是用于地面达不到降水井施工条件的区域和地段内进行应用。在地铁小间距隧道施工过程中，当采用浅埋暗挖法来进行施工时，由于部分地铁区间在立交桥桥区等特殊区段需要穿越公路、铁路、桥梁、河流等，这些区段通常环境极为复杂，如果采用常规的降水方法，将会因为没有布井场地而难以保证其在无水条件下能够正常地进行浅埋暗挖施工。而为了确保施工的安全，并且同时把对城市交通、环境等影响尽可能地降低到最低的限度，通过分析比选，一般比较适宜采用辐射井降水技术。而且根据实践中的现场地铁小间距隧道的施工情况来看，其施工现场保持了良好的无水状态，可以说取得了很好的降水效果。而且在此降水过程中，还应对抽水井取水样进行含砂量的测试，测试结果应当符合《建筑与市政降水工程技术规范》的要求。辐射井降水技术的横空出世，解决了在城市复杂环境条件下进行施工管井降水的传统难题，并为浅埋暗挖法施工地铁小间距隧道开辟了全新的降水途径。

4、真空深井降水技术

真空深井降水技术是指将管井潜水泵抽水与真空泵抽水进行结合，或者将辐射井当中的水平渗水井与真空泵进行连接来抽水的技术。其主要是利用真空泵在水平井或管井内产生的真空，从而对地层中的水向管内涌入进行加速，以此来提高降水效果。真空深井降水技术一般用于粉细砂等降水深度较大、但渗透系数较小的地层以及黏土、粉土层。在这些地层中，如果采用常规管井降水，通常难以疏干含水层界面残留水和弱透水层中的饱和水，从而造成浅埋暗挖的带水作业现象，并给施工带来极大的安全隐患。而当采用了真空深井降水技术之后，根据实践中的现场地铁小间距隧道的施工情况来看，其潜水含水层的地下水能够完全疏干，而且粉土层水也能基本疏干，特别是粉土层中的饱和水，与采用常规管井降水技术相比明显要少很多。而且通过沉降观测证明，真空深井降水技术引起的地面沉降并不会比普通管井降水技术引起的地面沉降更多。

四、结语

综上所述，在地铁小间距隧道的施工应用中，浅埋暗挖法及其一整套施工技术以较高的灵活性、对地层更强的适应能力以及对地表较少的干扰等优势，在我过近年来得到了较好的推广，并且有着美好的前景。