蔣雙雙

（中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司 湖北襄陽(yáng) 441004）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和“城鎮(zhèn)化”戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，地鐵施工已然成為武漢城市交通建設(shè)的重要內(nèi)容。由于武漢城市地鐵隧道往往埋深較淺，而且周邊環(huán)境較為復(fù)雜，如果在地鐵隧道施工過(guò)程中對(duì)于地面沉降控制不好，就容易對(duì)周?chē)孛娼ㄖ铩⒌缆泛凸芫€造成破壞，產(chǎn)生不良的社會(huì)影響[1]。淺埋暗挖是一種在距離地表較近的地下進(jìn)行各種類(lèi)型地下洞室暗挖施工的方法，以改造地質(zhì)條件為前提、以格柵和噴錨為初期支護(hù)手段，將淺埋暗挖應(yīng)用于隧道施工，有助于控制地面沉降，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 淺埋暗挖隧道施工法概述

淺埋暗挖隧道施工法沿用新奧法基本原理，初次支護(hù)按承擔(dān)全部基本荷載設(shè)計(jì)，二次模筑襯砌作為安全儲(chǔ)備，將初次支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載。采用多種施工輔助手段，包括超前支護(hù)、改善圍巖質(zhì)量、及時(shí)支護(hù)封閉成環(huán)等，形成淺埋暗挖隧道施工聯(lián)合支護(hù)體系。在應(yīng)用淺埋暗挖隧道施工法予以設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，可以同時(shí)采用多種輔助工法進(jìn)行超前支護(hù)，改善加固圍巖，調(diào)動(dòng)部分圍巖自承能力。通過(guò)采用不同開(kāi)挖方法及時(shí)支護(hù)、封閉承歡，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系，并在施工過(guò)程中監(jiān)控量測(cè)、信息反饋和優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成多種綜合配套技術(shù)。由于淺埋暗挖隧道施工法具有造價(jià)低、拆遷少、靈活多變、無(wú)須太多專(zhuān)用設(shè)備以及不干擾地面交通和周?chē)h(huán)境等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用[2]。隨著信息化技術(shù)的實(shí)施，淺埋暗挖隧道施工法實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的全過(guò)程控制，有效地減少了地層損失導(dǎo)致的地表移動(dòng)變形等環(huán)境問(wèn)題，充分發(fā)揮其特點(diǎn)，為城市地下工程設(shè)計(jì)和施工提供了一種非常好的方法，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和環(huán)境效益的雙贏。

2 武漢地鐵淺埋暗挖隧道施工地面沉降的影響因素

2.1 隧道埋深

隧道結(jié)構(gòu)拱頂上部覆蓋的土層厚度和隧道結(jié)構(gòu)跨度直接關(guān)系施工地面的沉降，當(dāng)隧道埋深大于隧道直徑時(shí)，地面沉降一般可以控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。如果隧道埋深＜隧道直徑，地面沉降往往遠(yuǎn)超過(guò)控制標(biāo)準(zhǔn)，這無(wú)疑提高了施工成本。

2.2 圍巖質(zhì)量和土體性質(zhì)

淺埋暗挖隧道施工的基礎(chǔ)是通過(guò)土地自然成拱的穩(wěn)定性進(jìn)行初期支護(hù)，在隧道開(kāi)挖的過(guò)程中必然會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng)，如果土地圍巖質(zhì)量不高容易引起坍塌，土體也無(wú)法自然成拱，這無(wú)疑大大影響隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)，更容易發(fā)生地面沉降以及加大地面沉降的程度。

2.3 水體因素

由于地鐵隧道施工位置多位于地下水位線以下，在施工過(guò)程中進(jìn)行排水容易導(dǎo)致地下水滲出，如果滲出情況嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致地層失水嚴(yán)重，土層的空隙減小、節(jié)理裂隙收縮，容易造成較為嚴(yán)重的地面沉降。

2.4 施工方法

施工方法是影響地面沉降的重要因素，施工進(jìn)程越慢，隧道開(kāi)挖面暴露的時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生沉降的時(shí)間被延長(zhǎng)，增加地面沉降程度。施工臺(tái)階法作為一種常用地地鐵隧道施工方法，在施工方法中也最容易導(dǎo)致地面沉降。

3 武漢地鐵淺埋暗挖施工如何控制地面沉降的相關(guān)措施

3.1 開(kāi)挖控制

地鐵淺埋暗挖隧道開(kāi)挖施工前應(yīng)對(duì)地鐵隧道施工相關(guān)的地質(zhì)材料進(jìn)行詳細(xì)的分析和嚴(yán)格的調(diào)研，根據(jù)隧道斷面的差異性和圍巖類(lèi)型的不同制定具體的、細(xì)致的方案和采取不同的開(kāi)挖方法。注意各個(gè)開(kāi)挖面的間距不宜過(guò)大，一般為3～5m，嚴(yán)格控制開(kāi)挖循環(huán)尺寸，盡可能地減少對(duì)于圍巖的干擾和減少土體的暴露時(shí)間，盡可能地采取人工開(kāi)挖方法，避免出現(xiàn)超挖的情況發(fā)生，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，提高圍巖土體的穩(wěn)定性，及時(shí)做好支護(hù)，做到挖多少就支護(hù)多少。做好超前預(yù)注漿加固，控制好注漿壓力和注漿量，保證加固效果的科學(xué)有效。

3.2 適度排放地下水

在地鐵淺埋暗挖隧道施工過(guò)程中，地下水過(guò)多無(wú)疑會(huì)增加上覆地層特別是隧道施工面附近地層的強(qiáng)度，盡管武漢降水量較多，地下水量相對(duì)較為豐富，而像砂層、礫砂等較為特殊的地層如果過(guò)度抽排地下水容易引起上覆地層固結(jié)，從而導(dǎo)致地面發(fā)生明顯沉降。因此，在保證地鐵淺埋暗挖隧道施工的工作面處于正常、穩(wěn)定的開(kāi)挖條件下，應(yīng)注意控制對(duì)地下水的抽取和排放?？梢砸罁?jù)施工地質(zhì)條件和水文條件應(yīng)用旋噴樁或者止水帷幕等技術(shù)限制滲水，對(duì)于表層或者洞內(nèi)可通過(guò)予以注漿限制地下水滲透，加快地下水的抽排，完成掌子面的開(kāi)挖后應(yīng)及時(shí)對(duì)其周?chē)M(jìn)行注漿。

3.3 采取科學(xué)施工方法

由于武漢地鐵隧道拱頂有很大部分處于粘土或者強(qiáng)風(fēng)化巖中，隧道的覆蓋土層厚度較少，使用初期支護(hù)和二次襯砌聯(lián)合受力符合襯砌結(jié)構(gòu)予以支護(hù)。初期支護(hù)可通過(guò)掛網(wǎng)噴錨、系統(tǒng)錨桿、格柵剛架，完成初期支護(hù)后由于受力作用影響產(chǎn)生形變，應(yīng)擴(kuò)大小管直徑和縮短小管間距，提高注漿效率和質(zhì)量，保證開(kāi)挖過(guò)程中圍巖的臨時(shí)穩(wěn)定；二次支護(hù)可通過(guò)鋼筋襯砌，特別是軟土層一定要及時(shí)施工，承擔(dān)一期支護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞受力。在淺埋暗挖隧道施工過(guò)程中，應(yīng)盡可能地增加左右線隧道開(kāi)挖面的相對(duì)距離，最大程度減少兩線隧道在開(kāi)挖過(guò)程中互相產(chǎn)生的影響。對(duì)于軟土層應(yīng)注意減少開(kāi)挖尺寸，縮短掌程面暴露時(shí)間。

3.4 注意不良地層施工控制

武漢處于長(zhǎng)江中下游平原，軟土層等不良地層所占面積較大，對(duì)于地鐵淺埋暗挖隧道施工具有重要的影響，應(yīng)注意對(duì)軟土層等不良地層的施工控制。針對(duì)軟土層大斷面淺埋暗挖隧道不適宜全斷面開(kāi)挖的特點(diǎn)，可以選擇分部開(kāi)挖，將整體工程分部和增加開(kāi)挖步驟，能夠使開(kāi)挖面更加穩(wěn)定，尤其在地下水較多的情況下，根據(jù)隧道斷面的具體情況包括大小、形狀、埋深、地層等實(shí)施，對(duì)于地層條件差、斷面大的隧道可以采用眼睛法。

（1）正確留設(shè)核心土。不良地層的淺埋暗挖隧道留設(shè)核心土，有效縮短開(kāi)挖斷面的閉合時(shí)間，以隧道開(kāi)挖寬度為宜，盡量保持核心土的長(zhǎng)度和臺(tái)階長(zhǎng)度一致，保證寬度和高度的空間性。核心土留設(shè)能夠大大減少地層水平移動(dòng)和施工前方土體垂直移動(dòng)，增加施工面土體緊實(shí)程度。

（2）在地鐵淺埋暗挖隧道施工過(guò)程中應(yīng)做好施工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)工作，在超淺埋地段掌子面前后1～2倍的洞涇范圍內(nèi)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)，加大施工監(jiān)測(cè)頻率，提高施工信息技術(shù)水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在城市空間日趨被壓縮的背景下，城市地下空間的利用成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在城市地鐵建設(shè)中。武漢地鐵建設(shè)在施工過(guò)程中難免會(huì)遇到各種地質(zhì)地形，容易發(fā)生地面沉降。淺埋暗挖隧道施工法作為一種新型的地鐵施工方法，在地鐵施工過(guò)程中得到廣泛地應(yīng)用，必須要正確采用施工方法，進(jìn)一步完善施工程序，最大程度減少地面沉降的發(fā)生，保證地鐵施工質(zhì)量。

[1]蔣博林.淺埋暗挖地鐵隧道施工安全性和風(fēng)險(xiǎn)分析研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2011.

[2]劉惠濤.武漢地鐵淺埋暗挖隧道施工地面沉降控制研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2011.