趙佳

摘要：本文基于石家莊城市地鐵交通1號線工程沿線的實際地質(zhì)情況，將淺埋暗挖法有效在石家莊地鐵中應用進行全面的分析。重點闡述了淺埋暗挖法設計方案，并提出人力與機械化相結(jié)合的淺埋暗挖法在石家莊地鐵項目中的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：施工 淺埋暗挖法 石家莊地鐵

0 引言

區(qū)間隧道的施工方法會直接影響地鐵項目確定結(jié)構(gòu)形式也影響到地鐵土建部分的造價。石家莊市內(nèi)地鐵沿線地層具有非常明顯的二元結(jié)構(gòu)特點。同時，石家莊地下水處于超采狀態(tài)，地下漏斗現(xiàn)象突出，導致地下水位很低。在進行地鐵設計和施工過程中，基本不用考慮地下水的問題。結(jié)合上述分析，以下針對無水砂層中淺埋暗挖法施工設計進行了相關(guān)闡述。

1 地鐵淺埋暗挖法的適應性

選擇地鐵區(qū)間隧道施工方法時，會受到很多條件的影響，例如：沿線的工程、地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件、線路平面設置、開挖寬度以及隧道埋置深度等眾多因素。此外，地鐵施工還會受到項目工期、地面上的交通、城市居民生活、造價、工程的難易程度、地下空間的開發(fā)利用甚至運營效果等方面的直接影響。在實際工作中，確定施工方法，需要做到統(tǒng)籌兼顧和因地制宜，針對實際項目選擇經(jīng)濟性強，技術(shù)可靠使用，水平較為先進的施工方法。結(jié)合石家莊地鐵施工項目情況，針對淺埋暗挖法在實際中的應用，進行系統(tǒng)的分析。

1.1 地鐵淺埋暗挖法具有很強的靈活性 地下水的深度直接影響到地鐵淺埋暗挖工法的使用。地下水的深淺會增加工程的施工風險，還會直接影響到地鐵項目的工程造價。實際勘測數(shù)據(jù)表明，石家莊相應的施工區(qū)域沒有發(fā)現(xiàn)地下水。因此，進行石家莊地鐵區(qū)間隧道設計時，我們不用過多考慮地下水方面的影響。實際施工中，我們加大了相應的地質(zhì)預報密度。當發(fā)生部分地段存水層時，充分做好了提前降水的準備工作。地鐵項目施工中淺埋暗挖法有較強的機動性和靈活性，因此，此方法在上述地段施工時可操作性就非常強。砂土的自穩(wěn)性相對比較差，在這種地段施工前必須提前做好支護工作。開挖前的超前支護工作，要能有效保證涉及到的各個施工步驟能夠有機地銜接，有效避免因失穩(wěn)出現(xiàn)塌方事故。

1.2 指導原則 石家莊地鐵工程進行淺埋暗挖法施工時，嚴格遵守了管超前、短開挖、嚴注漿、快封閉、強支護、勤量測的基本施工原則。施工過程中，我們通過仔細注漿，并采取了及時有效的超前支護，切實有效地控制了地面沉降幅度。

1.3 工程造價方面 我國現(xiàn)在的機械化水平相對落后，工業(yè)化水平與發(fā)達國家相比還比較低。在實際地鐵項目施工中的機電一體化水平都與發(fā)達國家有較大的差距。地鐵施工中使用的盾構(gòu)機械仍以國外購買為主，當前的施工企業(yè)依然以勞動密集型的施工方法為主。因此，根據(jù)我國現(xiàn)有國情，我國采用盾構(gòu)法造價相對與淺埋暗挖法還是很高的。對于石家莊地下水短缺的基本情況，淺埋暗挖法基本上可以做到每天進尺四個循環(huán)的標準，每個月的平均進尺在50米～80米范圍內(nèi)。如遇到工期緊張的情況，我們可以采用豎井方式。

1.4 淺埋暗挖法的結(jié)論 ①淺埋暗挖法在施工進度上較盾構(gòu)法要慢很多，我們可通過增設臨時的施工豎井數(shù)量，在條件允許的情況下，增設多個工作面，有效地縮短施工工期。②石家莊地區(qū)沒有地下水的影響，采用淺埋暗挖法較盾構(gòu)法更具經(jīng)濟性，特別是較短的區(qū)間所具有的優(yōu)勢更為明顯。③由于城市地鐵的區(qū)間主要貫通與市政道路下方，由于市政道路下有各種各樣的管線，而且分布密集。所以，進行地鐵施工引起的地表沉降，極有可能產(chǎn)生管線破裂的情況，其后果不可設想。如果我們采用淺埋暗挖法，可以借助洞內(nèi)的各種輔助措施保證隧道上方地面建筑物的安全，這樣對地面交通的影響也會降到很低。但是盾構(gòu)法施工過程中，相應的輔助措施只可以在地表進行，這種施工在場地上會有很大的限制。④嚴格控制施工質(zhì)量，能有效保證隧道變形與施工安全有很強的可控性。前面已經(jīng)提到，在石家莊這種地下水缺乏并且砂層夾卵石地層條件，我們采用淺埋暗挖法具有明顯的優(yōu)勢。在實際施工中，不能以點帶面地去選擇施工方法，需要針對具體工程進行工法上的比較，找出合理的施工方法。

2 淺埋暗挖法設計方案

淺埋暗挖法又被稱為礦山法。該方法產(chǎn)生于上世紀80年代，礦山法典型的特點是：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。并且該方法靈活多變、不干擾地面交通、不需很多專用設備，對附近居民生活影響較小。從而得到很好地推廣，取得較好的經(jīng)濟效益。該工法在使用范圍上較為適用粘性土、砂、砂卵石類地質(zhì)。這種施工方法的重要原理是：充分利用開挖過程中土層短期內(nèi)的自穩(wěn)特性，有效地將鋼拱架和噴射混凝土兩者有機結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式作為初期支護。之后，盡快進行模筑混凝土的二次襯砌。

2.1 開挖的方法 在實際施工過程中，如果開挖斷面寬度超過10米的時候，最好采用CRD或者CD工法。如果開挖斷面寬度小于10米時，通常采用正臺階法。在施工過程中遇到特殊情況時，建議采用雙側(cè)壁導洞法。我們在進行石家莊地鐵區(qū)間隧道的開挖時，其斷面寬度為7米左右，我們就采用上下臺階法。第一臺階長度為2.5米，保證兩個臺階的分界線在格柵連接處。開挖過程中，首先開挖上臺階的土方，并及時進行噴射混凝土進行支護工作。開挖下臺階的土方時，也進行相應地支護，這樣形成環(huán)形封閉支護。

2.2 支護的主要方式 采用淺埋暗挖法進行的地下工程，初期支護要有足夠地強度和剛度這樣能有效保證二次襯砌的安全施工，還能有效保證地面沉降地控制，使其沉降幅度達到設計標準。初期支護要保證施工中的承載符合，它可以有效地承受主要荷載。初期支護要與二次襯砌相結(jié)合有效地承擔永久性的荷載。噴射混凝土，超前小導管，鋼拱架，鎖腳錨桿，鋼筋網(wǎng)片，連接筋等組成了初期支護。結(jié)構(gòu)計算確定相應的初期支護的參數(shù)。二次襯砌施工中主要依據(jù)結(jié)構(gòu)形式，受力情況及抗震等方面的技術(shù)標準，確定混凝土的實際厚度和混凝土的含筋率。隧道的主體結(jié)構(gòu)通常采用復合式襯砌，初期支護主要是錨噴。同時，所進行的初期襯砌和二次襯砌之間需設置相應的防水保護層。全部隧道在初期要求進行封閉地支護。此外，二次襯砌需要設置仰拱。邊墻和仰拱要使用圓順形式進行交接。注漿前，應對工作面噴射5cm厚混凝土，這樣能保證掌面穩(wěn)定、防止?jié){液的泄露。

2.3 小導管的超前支護 根據(jù)石家莊地區(qū)的地下水特征：勘察中沒有上層滯水。但是，不排除局部存在滯水的可能性。例如：大氣降水、管道滲漏等都有可能造成滯水的產(chǎn)生。石家莊1號線的勘察結(jié)果表明，地鐵施工地段的地下水位埋深較深，潛水埋深多在結(jié)構(gòu)底板之下10米。因此，在淺埋暗挖法施工中普遍存在防水性差的通病，在石家莊地區(qū)施工中不是主要的問題。實際施工中，控制地表沉降成為唯一需要控制的因素。

2.3.1 小導管在施工中遇到的問題。第一，施工過程中，采用超前導管鉆孔具有很多的缺點。如：不易成孔，打入難度較大，直接影響了施工進度，打入導管時易造成拱頂土體坍塌，無法正常進行導管注漿。第二，采用超前小導管的成孔會大大增加施工難度。直接影響到施工的速度，還會對地層產(chǎn)生較大的擾動。第三，導管打入效果很難達到設計要求。地層部分很難注漿成拱。

2.3.2 雙排的小導管。最近幾年在施工實踐中，研究出這種雙排超前注漿小導管控制技術(shù)。根據(jù)地層與環(huán)境條件，這種雙排小導管第一排的角度控制在7°～10°之間；第二排控制在30°～60°之間；環(huán)向的間距控制在0.3米～0.4米之間。之后，進行小導管注漿，注漿土體達強度時進行土體開挖。第一排小導管加固后，形成第二層緩沖部分，這樣能減緩或者避免地層破壞后產(chǎn)生沉降。

2.3.3注漿的參數(shù)設計。在石家莊地鐵工程項目中，結(jié)合行業(yè)內(nèi)的先進經(jīng)驗，選用改性水玻璃漿液。這種漿液的優(yōu)點是：滲透性好、擴散均勻、固結(jié)效果明顯等等。通常，注漿的初壓為：0.1MPa，終壓為：0.2MPa～0.3MPa，而且要保證注漿壓力控制在0.3MPa之內(nèi)。計算時，按地層吸漿量加以計算，對于未能達到定量漿液，且孔口壓力達到0.5MPa時，需立即結(jié)束。

3 結(jié)語

由于淺埋暗挖法對環(huán)境保護、城市交通等方面產(chǎn)生的負面影響小，并且具有很強的靈活性。在少水甚至無水地層，不存在礦山法施工中的各類隱患，從防排水角度上也具有非常明顯的經(jīng)濟性。綜上所述，在我國勞動力較為低廉且相對豐富的前提下，通過人力與機械化有機結(jié)合，從而實施的淺埋暗挖法，在石家莊地鐵施工中仍有難以比擬的優(yōu)勢。

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