摘要：淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的一種方法。由于造價低、拆遷少、靈活多變、無須太多專用設備及不干擾地面交通和周圍環境等特點，淺埋暗挖法在全國類似地層和各種地下工程中得到廣泛應用。本文介紹了淺埋暗挖技術的施工原理、適用范圍和優缺點，分析了淺埋暗挖在隧道工程中的選擇應用，總結了施工中的防水和沉陷控制措施。

　　關鍵字：淺埋暗挖,地下工程

　　一、淺埋暗挖技術概述

　　(一)淺埋暗挖技術原理

　　淺埋暗挖法沿用了新奧法的基本原理，創建了信息化量測設計和施工的新理念;采用先柔后剛復合式襯砌新型支護結構體系，初期支護按全部承擔基本荷載設計，二次模筑襯砌作為安全儲備;初期支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。

　　(二)淺埋暗挖法優缺點

　　淺埋暗挖法施工的缺點：施工速度慢，噴射混凝土粉塵多，勞動強度大，機械化程度不高，以及高水位地層結構防水比較困難。優點：靈活多變，對地面建筑、道路和地下管線影響不大，拆遷占地少，不擾民，不污染城市環境等優點。淺埋暗挖法施工成本(城市地下工程)較明(蓋)挖法、盾構法低。

　　(三)淺埋暗挖法適用范圍

　　淺埋暗挖法是在軟弱圍巖淺埋地層中修建山嶺隧道洞口段、城區地下鐵道及其他適于淺埋結構物的施工方法。它主要用于不宜明挖施工的土質或軟弱無膠結的砂、卵石等第四紀地層，修建覆跨比大于0.2的淺埋地下洞室。對于高水位的類似地層，采取堵水和降水等措施后也適用。尤其對于結構埋置淺、地面建筑物密集、交通運輸繁忙、地下管線密布，且對地面沉降要求嚴格的都市城區，如修建地下鐵道、地下停車場、熱力與電力管線，這項技術方法更為適用。

　　(四)淺埋暗挖法施工的輔助措施

　　淺埋暗挖法的輔助施工措施較多，選擇合理與否直接影響工程進度、施工安全和工程成本。常用的有：

　　⑴環形開挖留核心土。

　　⑵噴射混凝土封閉開挖工作面。

　　⑶超前錨桿或超前小導管支護。

　　⑷超前小導管周邊注漿加固地層。

　　⑸設置上半斷面臨時仰拱。

　　⑹深孔注漿加固地層。

　　⑺長管棚超前支護或注漿加固地層。

　　⑻水平旋噴法超前支護。

　　⑼地面錨桿或高壓旋噴加固地層。

　　⑽降低洞內、洞外地下水位。

　　二、淺埋暗挖在隧道施工中的應用

　　淺埋暗挖法在隧道施工時, 主要有臺階法、 全斷面法、 分步開挖法、中隔壁發法、交叉中隔壁法、雙側壁導坑法等十幾種方法。選擇合適開挖方式對于發揮圍巖的天然承載力、保持支護系統的穩定以及控制路面和周邊建筑物的沉降等都有較大影響, 選擇開挖方式時, 應該考慮到以下幾點。

　　(1) 圍巖類別、隧道的埋深、地下含水層分布和水位變化范圍等關于地道圍巖自穩性的問題。

　　(2) 隧道的長度、斷面形狀和尺寸、地道的線型等關于工程規模的問題。

　　(3) 地表的設施狀況, 對地表的沉降量及周邊建筑物和管線的變形位移的容許值等關于環境要求的問題。

　　(4) 機械設備和工期等關于施工條件的問題。

　　由于地下工程在勘測時要對地質做出精確的判斷, 所以應該根據工程的特點、圍巖的情況、環境的要求以及施工單位自身條件等, 選擇合適的開挖工藝和掘進方式,必要時還應該經過試驗段進行驗證。

　　(一)全斷面法

　　全斷面開挖是一次開挖成形的施工工藝，全斷面開挖施工工藝循環進尺必須根據隧道斷面、圍巖地質條件、機械設備能力、爆破振動限制、循環作業時間等情況合理確定。全斷面法適用于鐵路客運專線隧道的Ⅰ～Ⅱ級圍巖地段，Ⅲ級圍巖單線隧道、Ⅲ級圍巖雙線隧道采取了有效的預加固措施后，亦可采用全斷面開挖施工工藝。施工流程為：施工測量——多功能臺架就位——鉆孔——裝藥——起爆———通風——出碴——支護。

　　(二)臺階法

　　臺階法施工就是將結構斷面分成兩個和幾個部分，即分成上下兩個工作面或幾個工作面，分部開挖。根據地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法、中隔壁臺階法等。正臺階法開挖優點很多，能較早地使支護閉合，有利于控制圍巖其結構變形及由此引起的地面沉降。上臺階長度(L)一般控制在1～1.5倍洞徑(D)，根據地層條件可選擇兩部或多部開挖法。

　　(三)中隔壁法

　　中隔壁法應先施工隧道的一側，施作中隔壁墻后再施工隧道另一側，中隔壁應設置為弧形。中隔壁法設置臨時仰拱時，臨時仰拱宜設為弧形，各部施工應步步成環。開挖時，同層左、右兩側沿縱向應錯開10~15m，單側開挖應采用短臺階，臺階長度3-5m。開挖循環進尺不宜大于初期支護鋼架設計間距。各分部宜采用機械開挖，周邊輪廓應圓順，避免應力集中。

　　(四)交叉中隔壁法

　　交叉中隔壁法又稱CRD法。采用CRD法預留核心土的方法，將大斷面隧道分成4個相對獨立的小洞室分部施工。CRD工法自上而下，分塊成環，隨挖隨撐，及時做好初期支護。并待初期支護結構的拱頂沉降和收斂基本穩定后，自上而下拆除初期支護結構中的臨時中隔壁墻及臨時仰拱，再進行施工。CRD法適用開挖跨度較大，對圍巖沉降變形控制嚴格，采用CRD法開挖，開挖的每一步都各自封閉成環，兼有臺階法和雙側壁導坑法的優點，有利于圍巖穩定，保證施工安全。

　　三、淺埋暗挖施工中的控制

　　(一)淺埋暗挖中的防排水控制

　　通常淺埋暗挖法采用復合式襯砌結構，在初期支護與二次襯砌之間鋪設防水隔離層，再鋪之以二次襯砌防水混凝土，組成兩道防水線，采用以防為主，不給排出的原則。這種防水結構在無水或少水地層是可行的; 但在富水地層表現出很大的不合理性。在富水地層，防排水設計時不能將水“ 堵死”，應在一、二次襯砌之間預留水的出口，并采用排、回灌相結合的防排水原則。初次支護相對于地層具有一定的滲透性，將有利于地層中孔隙水壓力盡快恢復，且可大大減少地層的長期變位，有利于減少隧道開挖對環境的影響。

　　采取全包防水方式即以結構自防水為主，外防水、附加防水為輔的施工方案，重點抓好結構自防水混凝土施工質量，關鍵處理好施工縫、變形縫、穿墻管、結構預留孔等薄弱環節的防水質量，使隧道防水施工取得了良好的效果，保證隧道工程質量和施工安全。

　　在這里介紹一種ECB夾層防水施工法。ECB夾層防水施工法因側洞法暗挖施工的順序為先兩邊洞初支、二襯,再施工兩側洞初支、二襯,最后施工中洞初支及二襯結構,所以必須制定適合于結構施工順序的防水施工工藝。洞與洞連拱處防水層留出除必要的長度外,還需固定安裝保護防水層的鋼板(實際采用雙層瓦楞鐵)。施工工藝流程為:標定高程--基面處理--固定安裝雙層瓦楞鐵--鋪設無紡布緩沖層--固定塑料園墊片--鋪設ECB防水層。

　　(二)淺埋暗挖中的地表沉降控制

　　施工時為避免隧道拱部覆蓋層自承載力差,造成隧道拱部下沉,施工應按“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”的施工原則施工。采用短開挖法,加強超前支護和初期支護,最大限度地減少對圍巖的擾動,減少地面沉降、圍巖變形和保護圍巖的天然承載力，加強背后回填注漿。在施工中地表和洞內每隔5 m布設一觀測斷面,加強量測工作。

　　(1)對工程及水文地質情況、沉降槽范圍內地面及地下建筑物及其對各種變形的敏感度等情況進行調查 ,根據具體的施工方法 ,制定最終沉降值控制標準和各分部的地面沉降三級警戒值。

　　(2)為保證淺埋暗挖法施工取得較好的效果 , 應為其創造洞內無水和掌子面穩定的條件。地層注漿具有加固地層和阻水的雙重作用 ,因此設計時應綜合考慮。有時為了有效地阻水 ,可在隧道開挖范圍以外進行帷幕注漿和在隧道內合理選擇超前小導管注漿 ,以保證加固地層和堵水效果 。

　　(3)在施工中綜合運用初期強支護技術、大管棚、小管棚及錨桿預支護技術,以發揮綜合技術效應。

　　(4)大管棚的支護作用是通過承載效應、錨固效應和固結效應來實現的;小導管的作用是固結和承載;在黏土地層中,土顆粒結合緊密,通常注漿加固效果不理想,這時可沿開挖輪廓線采用錨桿預加固。

　　(5)控制拱部和拱腳的穩定性是有效減小地表沉降的重要措施。 其中拱背注漿是向開挖輪廓線與初期支護結構之間的空隙內壓注填充漿液,注漿過程中一定要控制好注漿壓力,不要對結構造成破壞。

　　(6)堅持信息化施工的原則,通過完善的監控量測系統,及時獲得地層和結構動態的應力應變信息,以地表沉降作為控制指標來調整設計和施工參數,確保洞內施工安全,確保地面建筑物、構筑物和地下管網的正常使用和安全。

　　(7)在某些含水砂層范圍較大,水壓又相對較高的地段,可以考慮采取一些特殊的注漿加固措施(如使用某些性能較好的超細類水泥，水壓較大時可考慮使用硫鋁類速凝、遇水不分散超細水泥)以及在必要時采用聚氨酯類有機加固堵水材料。

　　結論：

　　采用淺埋暗挖法施工時，根據地表沉降要求、地層條件及開挖斷面大小，確定施工方法。

　　淺埋暗挖隧道施工中做好防排水控制，在少水層采用在一、二次襯砌之間設隔離層的方式，在富水層采用預留出水口的方式，此外要處理好施工縫、變形縫、穿墻管、結構預留孔等薄弱環節的防水。

　　淺埋暗挖隧道施工中必須加強超前地質預報和監控量測,并根據量測結果,采用綜合施工技術,控制地表建筑物沉陷。

　　參考文獻：

　　[1] 劉招偉，王夢恕.淺埋暗挖法修建地下工程中幾個問題的探討.鐵道部隧道工程局科技大會論文集，2009.

　　[2] 朱建明、王樹理、張忠苗.地下空間設計與實踐. 北京：中國建材工業出版社，2007.

　　[3] 關寶樹.隧道工程施工要點集.北京:人民交通出版社,2003.

　　[4] 施仲衡.淺埋暗挖法設計理論論述[J].現代隧道技術,2005，42(2).

　　[5] 王夢恕.淺埋暗挖法設計、施工問題新探[J].隧道建設,2002.

　　[6] 周愛國.隧道工程現場施工[M].北京:人民交通出版社,2004.

　　[7] 覃仁輝.隧道工程[M].北京:重慶大學出版社，2009.

　　[8] 楊世武.淤泥質地層淺埋暗挖施工技術措施. 鐵道工程學報，2003(12).