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【摘 要】本文主要针对地铁车站的浅埋暗挖施工法进行了具体分析研究。
【关键词】地铁车站；浅埋暗挖施工法
一、浅埋暗挖法的概述
1、浅埋暗挖法的工作原理。L.V.Rab–cewiz教授（奥地利专家）在1965年提出了新奥法，这种方法的核心是让围岩本身形成一个支承环。基于新奥法的基本原理，浅埋暗挖法的施工控制要点是“勤量测、早封闭、强支护、短进尺、管超前、严注浆”。浅埋暗挖法的核心是将围岩本身形成支承环，然后再施行超前支护，将部分围岩的自承能力调动起来，避免地基沉降。浅埋暗挖法的开挖方式有双侧壁导洞法、中隔墙法、单侧壁导洞法、正台阶法等。应该基于周围环境条件、隧道断面构成、地质条件等来选择适宜的施工方法。
2、浅埋暗挖法施工特点。2.1 城市地铁通常建在地质条件复杂的地段，而且地铁附近的建筑设施及交通状况错综复杂。按常规，可选择特殊地段以及有代表性的结构物作为试验段。经过调研分析进一步优化调整地铁隧道的设计及施工参数。2.2 浅埋暗挖隧道施工会扰动地表结构，需要采用超前加固对地层进行改良，选择科学的开挖工艺，布设刚性支护体系，避免过度扰动地表结构，防止地表沉降或坍塌，同时尽量不妨碍路面通车，避免大范围拆迁。2.3 浅埋暗挖法可以灵活应用在各种断面形式（单线、双线及多线、车站等）和变化断面（多层断面、过渡段等）中，且应用效果良好。
二、地铁车站的浅埋暗挖施工法的要点分析
1、大管棚超前支护施工。大管棚超前支护是一种在不对地表进行破坏的前提下来铺设地下管线的技术，它以一定的外插角在拟开挖地铁隧道的外轮廓周边上钻孔，将惯性矩大的钢管以一定的间距进行安装，然后再注浆固结。它的工作原理是：（1）为了让拱顶形成加固的保护环，应该施行管棚注浆。（2）若超前管棚在沿隧道开挖轮廓周边位置较密，那么必然会大幅度降低隧道支护结构所承受的上部荷载。施工工序：开挖支护的掌子面→搭建钻孔的平台→安装钻机→施行安装管棚钢管→钻注浆孔→验孔→注浆操作→结束。大管棚超前支护往往具有较为明显的作用，能够对开挖区域的岩土体起到加固作用，也能够对开挖过程中出现的地表位移、地表应力进行有效控制。
2、管棚加交叉小导管超前注浆支护施工技术。2.1管棚施工技术。制作管棚时应该采用无缝钢管，壁厚和管长要根据实际要求选定，应该在第一根钢管的前端镶嵌3～4对合金，并内外开刃，留出3个水口作为钻头。管壁的溢浆孔应按梅花形布置。施工时应该选用合适的管棚钻机、搅拌机、水泵和注浆机，并保持场地的平整，以架设钻机台架。管棚的导向管要按设计要求进行布置，钻孔时要将钢管和钻头一超钻入土层或岩层内部，当达到一定深度以后停止钻头，将钻头与钢管，钢管与钢管之间用丝扣连接，进行管棚内注浆作业。2.2交叉小导管的施工。小导管应该采用热轧的无缝钢管，直径和壁厚按设计要求选定。将导管的前端加工成锥形便于插接。小导管的溢浆孔应按设计要求直径钻成，并呈梅花分布。在相应位置的管棚施工并注浆完成后，采用风钻引孔，成孔后插入导管，当插入困难时，可采用冲击锤顶入，将管内的泥砂清理干净，并封堵导管和孔壁间的缝隙，进行管内注浆，水泥、水玻璃浆液的配比要符合设计要求。
3、全断面帷幕注浆施工。3.1注浆孔成孔。各注浆孔的长度、角度、精确位置可由设计来进行计算，施作注浆孔的顺序应为：先外后内、先上后下，一个注浆孔完成后，那么就要在第一时间内退出钻机，然后再安装注浆管，紧接着二次封闭工作面后再注浆。3.2注浆。后退式分段注浆是最为常见的注浆方式，每完成一次退式分段注浆之前，都要填充加固所有注浆管。为了防止在注浆时出现隆起、裂纹，还应该封闭处理工作面（施行网喷混凝土）。
4、隧道开挖支护施工。在地铁车站施工前，务必要对施工区域内的地下管线和地质情况进行详细探测，确定地下管线是否存在着障碍物，以及其精确位置，这样一来，能够避免对地下管线造成破坏。同时，隧道开挖支护施工时，务必要基于中导坑法组织施工，施工次序是：将双向隧道的中导洞开挖及支护→隧道中隔墙→将中导坑横撑予以恢复→对两侧导洞进行开挖及支护→两侧导洞二衬施工。
5、双侧壁导坑法施工。双侧壁导坑法又称眼镜工法或双侧壁导洞法，是在新奥法的施工理念的基础上发展起来的一种隧道开挖方法。开挖施工时，两侧导坑超前开挖，隧道断面中部岩土层随后开挖，各部分开挖完成后立即施作初期支护使各个部分单独形成封闭体系，其基本原理是将整个掌子面分成几个部分，分别进行开挖、施作初期支护。采用双侧壁导坑法施工时，双侧导坑的开挖断面要尽量接近椭圆形状，避免矩形等规则的断面形状防止出现围岩应力集中现象，采用喷锚等柔性支护措施作为初期支护，同时充分利用围岩的自承能力，使支护与围岩成为一个整体共同承担围岩压力，其开挖方式如图1所示。
双侧壁导坑法的施工工艺流程如下：①对隧道掌子面进行清理，准确定位出开挖断面的外轮廓线。②左侧导坑开挖前使用超前小导管注浆预加固围岩，并超前右侧导坑开挖15m-20m。③左侧导坑架立格栅钢架，打锚杆，挂钢筋网，喷射混凝土，施作初期支护④右侧导坑施作超前小导管注浆加固围岩，开挖施工。⑤右侧导坑架立格栅钢架，打锚杆，挂设钢筋网，喷射混凝土，施作初期支护。⑥左侧导坑施作仰拱、填充混凝土，施作边墙、模筑混凝土。⑦右侧导坑施作仰拱、边墙。⑧中部上断面超前小导管注浆预加固，之后进行开挖，施作初期支护。⑨施作拱部模筑混凝土。⑩中部下断面开挖、拆除内壁临时支护结构、施作仰拱，填充混凝土封闭成环。
隧道开挖施工前应定位好隧道掌子面的位置，确定双侧导洞合理的间距，以互相不干扰彼此施工为準，防止左侧导洞开挖与右侧导洞开挖形成的围岩塑性区出现交叉重叠。导洞的跨度不宜太大，应小于隧道断面跨度的三分之一，导洞的高度以到起拱线为宜。超前开挖先行导洞，禁止两侧导洞同步开挖。
当隧道掌子面左右双侧的导坑开挖之后，中部未开挖区域呈现出“瘦高”形状的岩柱，经过双侧导坑开挖对该岩柱的多次扰动中部未开挖的岩柱会出现范围较大的塑性区域，此时应在内壁之间施作对拉锚杆并将其焊接到内壁格栅钢架上，还应及时施作仰拱结构并进行混凝土填筑，以防止拱顶下沉量过大。 施作隧道拱部二次衬砌前，应拆除各导坑内壁临时支撑结构及拱顶临时支护结构，二次衬砌施工应紧接着临时支撑拆除作业之后并与隧道的开挖面保持1.5D以上的间距（D为隧道断面等效直径），内壁临时支撑与初期支护的拆除应与二次衬砌施工密切配合，拆除一段立即衬砌一段完成一个循环作业。
双侧壁导坑法将大断面转化为多个小断面进行开挖，各导洞独立开挖封闭，有利于对施工导致的地表沉降进行控制，研究表明，双侧壁导坑法的施工沉降大约为台阶法的一半，因此施工的安全性较高。但这种施工方法的工艺复杂、施工进度缓慢、工程造价高，常用于城市软土、松散土介质或围岩级别为V级一VI级的软岩地区中对地表沉降控制要求较严格的大断面隧道工程。在地下车库、地下商场、过街人行通道等跨度较大的地下工程中也被广泛使用。
6、台阶法施工技术
6.1 台阶法施工前应采用大管棚、超前小导管注浆等超前支护技术对隧道围岩进行预加固，特别是在地下水位较高、水量较丰富的软土地层、或岩石较破碎的软岩地区，确保施工人员及机械设备的安全，提高施工
质量。
6.2 根据现场条件确定合理的台阶长度，控制好隧道开挖的循环进尺，严格遵循“弱爆破、短进尺、多循环”的指导方针进行施工。装碴机械应尽量靠近台阶工作面，缩短扒碴的距离，提高出碴的速度。当围岩条件较差时，要求隧道初期支护尽快封闭成环，因此要适当缩短台阶长度。
6.3 根据隧道断面尺寸大小、围岩状况及施工机械设备对操作空间的要求综合考虑选取合理的台阶高度及台阶数量。若隧道断面较大，应适当增加台阶数量，采用三台阶或四台阶开挖施工；若隧道断面较小，采用传统的上、下台阶法即可。由于增加台阶数量必然导致开挖施工对围岩扰动的次数也同时增加，所以围岩地质条件较差时，应尽量选取较少的台阶数量进而减小对围岩的扰动破坏。当工期较紧，要求大量机械化施工时，则应提高台阶高度减少台阶数量以满足其空间要求。
6.4 在石质隧道的台阶法开挖施工过程中，应采用光面爆破技术进行开挖施工，并严格按照光面爆破施工的技术要求进行施工，同时应做好爆破振动监测工作，爆破施工中多打眼、少装药、多分段，尽量减少单孔装药量及炸药单响药量，严格控制爆破振速，降低对隧道围岩的扰动。
6.5 先行台阶开挖完成后要立即施作格栅钢架，此时应采用扩大拱脚，并设置锁脚锚杆，在钢架上布设锚杆并使之与钢架焊接，必要时增设竖向临时支撑等技术措施，增强初期支护强度并使之受力更合理，以便及时控制围岩及初期支护的形变量。在围岩较为破碎的区段，应挂设钢筋网并与格栅钢架焊接，然后喷射混凝土防止开挖面出现落石、坍塌的现象。当先行台阶工作面初支喷射混凝土的强度达到设计强度的70%时方可进行后续台阶工作面的开挖。
6.6 注重动态化施工，施工过程中要加强对隧道围岩变形和地表沉降以及邻近建筑物沉降的监测，做到信息的及時反馈，以指导进一步的施工。此外，还应做好施工沉降预测工作，将施工沉降的总指标分配到各个台阶施工阶段当中，建立起严密的沉降控制网，一旦某个施工环节产生较大的沉降量应及时采取沉降控制措施，使施工沉降控制目的性更强、效率更高、更安全。
结束语
地铁施工过程中，施工技术是关键所在，其中浅埋暗挖施工技术是地铁施工过程中非常重要的技术，对于施工质量有着重要的促进作用，因此，上文针对地铁工程中浅埋暗挖施工技术进行了分析，对于地铁工程的发展意义重大。
参考文献：
[1]王梦恕. 隧道工程浅埋暗挖法施工要点[J]. 隧道建设，2006，05：1-4.
[2]齐万鹏. 地铁车站浅埋暗挖不同施工方法的安全性研究[D].北京交通大学，2012.
[3]周志峰. 杭州城区人行地道浅埋暗挖法施工工艺及监控技术研究[D].浙江大学，2008.
【关键词】地铁车站；浅埋暗挖施工法
一、浅埋暗挖法的概述
1、浅埋暗挖法的工作原理。L.V.Rab–cewiz教授（奥地利专家）在1965年提出了新奥法，这种方法的核心是让围岩本身形成一个支承环。基于新奥法的基本原理，浅埋暗挖法的施工控制要点是“勤量测、早封闭、强支护、短进尺、管超前、严注浆”。浅埋暗挖法的核心是将围岩本身形成支承环，然后再施行超前支护，将部分围岩的自承能力调动起来，避免地基沉降。浅埋暗挖法的开挖方式有双侧壁导洞法、中隔墙法、单侧壁导洞法、正台阶法等。应该基于周围环境条件、隧道断面构成、地质条件等来选择适宜的施工方法。
2、浅埋暗挖法施工特点。2.1 城市地铁通常建在地质条件复杂的地段，而且地铁附近的建筑设施及交通状况错综复杂。按常规，可选择特殊地段以及有代表性的结构物作为试验段。经过调研分析进一步优化调整地铁隧道的设计及施工参数。2.2 浅埋暗挖隧道施工会扰动地表结构，需要采用超前加固对地层进行改良，选择科学的开挖工艺，布设刚性支护体系，避免过度扰动地表结构，防止地表沉降或坍塌，同时尽量不妨碍路面通车，避免大范围拆迁。2.3 浅埋暗挖法可以灵活应用在各种断面形式（单线、双线及多线、车站等）和变化断面（多层断面、过渡段等）中，且应用效果良好。
二、地铁车站的浅埋暗挖施工法的要点分析
1、大管棚超前支护施工。大管棚超前支护是一种在不对地表进行破坏的前提下来铺设地下管线的技术，它以一定的外插角在拟开挖地铁隧道的外轮廓周边上钻孔，将惯性矩大的钢管以一定的间距进行安装，然后再注浆固结。它的工作原理是：（1）为了让拱顶形成加固的保护环，应该施行管棚注浆。（2）若超前管棚在沿隧道开挖轮廓周边位置较密，那么必然会大幅度降低隧道支护结构所承受的上部荷载。施工工序：开挖支护的掌子面→搭建钻孔的平台→安装钻机→施行安装管棚钢管→钻注浆孔→验孔→注浆操作→结束。大管棚超前支护往往具有较为明显的作用，能够对开挖区域的岩土体起到加固作用，也能够对开挖过程中出现的地表位移、地表应力进行有效控制。
2、管棚加交叉小导管超前注浆支护施工技术。2.1管棚施工技术。制作管棚时应该采用无缝钢管，壁厚和管长要根据实际要求选定，应该在第一根钢管的前端镶嵌3～4对合金，并内外开刃，留出3个水口作为钻头。管壁的溢浆孔应按梅花形布置。施工时应该选用合适的管棚钻机、搅拌机、水泵和注浆机，并保持场地的平整，以架设钻机台架。管棚的导向管要按设计要求进行布置，钻孔时要将钢管和钻头一超钻入土层或岩层内部，当达到一定深度以后停止钻头，将钻头与钢管，钢管与钢管之间用丝扣连接，进行管棚内注浆作业。2.2交叉小导管的施工。小导管应该采用热轧的无缝钢管，直径和壁厚按设计要求选定。将导管的前端加工成锥形便于插接。小导管的溢浆孔应按设计要求直径钻成，并呈梅花分布。在相应位置的管棚施工并注浆完成后，采用风钻引孔，成孔后插入导管，当插入困难时，可采用冲击锤顶入，将管内的泥砂清理干净，并封堵导管和孔壁间的缝隙，进行管内注浆，水泥、水玻璃浆液的配比要符合设计要求。
3、全断面帷幕注浆施工。3.1注浆孔成孔。各注浆孔的长度、角度、精确位置可由设计来进行计算，施作注浆孔的顺序应为：先外后内、先上后下，一个注浆孔完成后，那么就要在第一时间内退出钻机，然后再安装注浆管，紧接着二次封闭工作面后再注浆。3.2注浆。后退式分段注浆是最为常见的注浆方式，每完成一次退式分段注浆之前，都要填充加固所有注浆管。为了防止在注浆时出现隆起、裂纹，还应该封闭处理工作面（施行网喷混凝土）。
4、隧道开挖支护施工。在地铁车站施工前，务必要对施工区域内的地下管线和地质情况进行详细探测，确定地下管线是否存在着障碍物，以及其精确位置，这样一来，能够避免对地下管线造成破坏。同时，隧道开挖支护施工时，务必要基于中导坑法组织施工，施工次序是：将双向隧道的中导洞开挖及支护→隧道中隔墙→将中导坑横撑予以恢复→对两侧导洞进行开挖及支护→两侧导洞二衬施工。
5、双侧壁导坑法施工。双侧壁导坑法又称眼镜工法或双侧壁导洞法，是在新奥法的施工理念的基础上发展起来的一种隧道开挖方法。开挖施工时，两侧导坑超前开挖，隧道断面中部岩土层随后开挖，各部分开挖完成后立即施作初期支护使各个部分单独形成封闭体系，其基本原理是将整个掌子面分成几个部分，分别进行开挖、施作初期支护。采用双侧壁导坑法施工时，双侧导坑的开挖断面要尽量接近椭圆形状，避免矩形等规则的断面形状防止出现围岩应力集中现象，采用喷锚等柔性支护措施作为初期支护，同时充分利用围岩的自承能力，使支护与围岩成为一个整体共同承担围岩压力，其开挖方式如图1所示。
双侧壁导坑法的施工工艺流程如下：①对隧道掌子面进行清理，准确定位出开挖断面的外轮廓线。②左侧导坑开挖前使用超前小导管注浆预加固围岩，并超前右侧导坑开挖15m-20m。③左侧导坑架立格栅钢架，打锚杆，挂钢筋网，喷射混凝土，施作初期支护④右侧导坑施作超前小导管注浆加固围岩，开挖施工。⑤右侧导坑架立格栅钢架，打锚杆，挂设钢筋网，喷射混凝土，施作初期支护。⑥左侧导坑施作仰拱、填充混凝土，施作边墙、模筑混凝土。⑦右侧导坑施作仰拱、边墙。⑧中部上断面超前小导管注浆预加固，之后进行开挖，施作初期支护。⑨施作拱部模筑混凝土。⑩中部下断面开挖、拆除内壁临时支护结构、施作仰拱，填充混凝土封闭成环。
隧道开挖施工前应定位好隧道掌子面的位置，确定双侧导洞合理的间距，以互相不干扰彼此施工为準，防止左侧导洞开挖与右侧导洞开挖形成的围岩塑性区出现交叉重叠。导洞的跨度不宜太大，应小于隧道断面跨度的三分之一，导洞的高度以到起拱线为宜。超前开挖先行导洞，禁止两侧导洞同步开挖。
当隧道掌子面左右双侧的导坑开挖之后，中部未开挖区域呈现出“瘦高”形状的岩柱，经过双侧导坑开挖对该岩柱的多次扰动中部未开挖的岩柱会出现范围较大的塑性区域，此时应在内壁之间施作对拉锚杆并将其焊接到内壁格栅钢架上，还应及时施作仰拱结构并进行混凝土填筑，以防止拱顶下沉量过大。 施作隧道拱部二次衬砌前，应拆除各导坑内壁临时支撑结构及拱顶临时支护结构，二次衬砌施工应紧接着临时支撑拆除作业之后并与隧道的开挖面保持1.5D以上的间距（D为隧道断面等效直径），内壁临时支撑与初期支护的拆除应与二次衬砌施工密切配合，拆除一段立即衬砌一段完成一个循环作业。
双侧壁导坑法将大断面转化为多个小断面进行开挖，各导洞独立开挖封闭，有利于对施工导致的地表沉降进行控制，研究表明，双侧壁导坑法的施工沉降大约为台阶法的一半，因此施工的安全性较高。但这种施工方法的工艺复杂、施工进度缓慢、工程造价高，常用于城市软土、松散土介质或围岩级别为V级一VI级的软岩地区中对地表沉降控制要求较严格的大断面隧道工程。在地下车库、地下商场、过街人行通道等跨度较大的地下工程中也被广泛使用。
6、台阶法施工技术
6.1 台阶法施工前应采用大管棚、超前小导管注浆等超前支护技术对隧道围岩进行预加固，特别是在地下水位较高、水量较丰富的软土地层、或岩石较破碎的软岩地区，确保施工人员及机械设备的安全，提高施工
质量。
6.2 根据现场条件确定合理的台阶长度，控制好隧道开挖的循环进尺，严格遵循“弱爆破、短进尺、多循环”的指导方针进行施工。装碴机械应尽量靠近台阶工作面，缩短扒碴的距离，提高出碴的速度。当围岩条件较差时，要求隧道初期支护尽快封闭成环，因此要适当缩短台阶长度。
6.3 根据隧道断面尺寸大小、围岩状况及施工机械设备对操作空间的要求综合考虑选取合理的台阶高度及台阶数量。若隧道断面较大，应适当增加台阶数量，采用三台阶或四台阶开挖施工；若隧道断面较小，采用传统的上、下台阶法即可。由于增加台阶数量必然导致开挖施工对围岩扰动的次数也同时增加，所以围岩地质条件较差时，应尽量选取较少的台阶数量进而减小对围岩的扰动破坏。当工期较紧，要求大量机械化施工时，则应提高台阶高度减少台阶数量以满足其空间要求。
6.4 在石质隧道的台阶法开挖施工过程中，应采用光面爆破技术进行开挖施工，并严格按照光面爆破施工的技术要求进行施工，同时应做好爆破振动监测工作，爆破施工中多打眼、少装药、多分段，尽量减少单孔装药量及炸药单响药量，严格控制爆破振速，降低对隧道围岩的扰动。
6.5 先行台阶开挖完成后要立即施作格栅钢架，此时应采用扩大拱脚，并设置锁脚锚杆，在钢架上布设锚杆并使之与钢架焊接，必要时增设竖向临时支撑等技术措施，增强初期支护强度并使之受力更合理，以便及时控制围岩及初期支护的形变量。在围岩较为破碎的区段，应挂设钢筋网并与格栅钢架焊接，然后喷射混凝土防止开挖面出现落石、坍塌的现象。当先行台阶工作面初支喷射混凝土的强度达到设计强度的70%时方可进行后续台阶工作面的开挖。
6.6 注重动态化施工，施工过程中要加强对隧道围岩变形和地表沉降以及邻近建筑物沉降的监测，做到信息的及時反馈，以指导进一步的施工。此外，还应做好施工沉降预测工作，将施工沉降的总指标分配到各个台阶施工阶段当中，建立起严密的沉降控制网，一旦某个施工环节产生较大的沉降量应及时采取沉降控制措施，使施工沉降控制目的性更强、效率更高、更安全。
结束语
地铁施工过程中，施工技术是关键所在，其中浅埋暗挖施工技术是地铁施工过程中非常重要的技术，对于施工质量有着重要的促进作用，因此，上文针对地铁工程中浅埋暗挖施工技术进行了分析，对于地铁工程的发展意义重大。
参考文献：
[1]王梦恕. 隧道工程浅埋暗挖法施工要点[J]. 隧道建设，2006，05：1-4.
[2]齐万鹏. 地铁车站浅埋暗挖不同施工方法的安全性研究[D].北京交通大学，2012.
[3]周志峰. 杭州城区人行地道浅埋暗挖法施工工艺及监控技术研究[D].浙江大学，2008.