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摘 要：随着城市的高速发展，城市人口急剧膨胀，城市交通越来越拥挤，地下轨道交通工程建设逐渐增多。但是在地下开挖土体进行隧道工程不可避免的会扰动地下的岩土体，引起地表变形和沉降，当土体变形发展到一定程度时会严重危害地表建筑、道路、地下管线的安全，造成十分严重的经济损失和社会影响，因此在地铁隧道施工中要特别注意控制地表沉降和变形，做好防护措施，保证工程质量，保证隧道周边既有建筑的安全。
关键词：地铁隧道；浅埋暗挖；地表；沉降
前言
随着我国经济、科技的飞速发展，地铁隧道工程建设增多，相应的地下岩土工程也出现了一些技术问题，在岩土体内部开展隧道施工，会不可避免的破坏岩土的稳定性，引起地层的损失进而导致地层变形，当变形发展积累到一定程度，就会对地表的建筑、道路、桥梁等的安全造成威胁，影响正常使用。因此在地铁隧道施工的过程，要与保护地表结合起来，采取有效的措施来预防地表变形，这也是城市地铁建设需要研究的一项重要的课题。随着越来越大的地面交通量，城市建设的密集，以及人们对环境的保护，地铁工程选择明挖法越来越少，取而代之的是暗挖法，浅埋暗挖隧道可以有效避免城市房屋拆迁、交通改道、市政管线改迁等问题，减少了工程量，并且此法工艺简单灵活，可以解决盾构法无法施工的区间渡线、交叉渡线、折返线、停车线、联络线和人行过街通道等隧道的施工问题。因此浅埋暗挖法在地铁建设施工中得到了更加广泛的应用。
1.浅埋暗挖法概述
我国目前广泛使用的浅埋暗挖法施工根据国外隧道施工新奥法，结合我国现有施工技术进行改进而形成的小导管超前支护施工技术，提前对周边土方进行加固，预防在开挖过程中发生塌方事故，采用初期格栅支护结合二次衬砌以形成复合式衬砌结构，针对不同地层和断面采取相应的开挖方式，并实时监测施工过程，及时发现问题并加以修正，浅埋暗挖法施工灵活，结构强度高，可以根据不同的地层情况采取不同的结构形式，施工成本较低，并且工期较短，对于周边环境的影响较小，因此在我国城市隧道建设中应用广泛。
1.1浅埋暗挖法施工原理
我国隧道施工采用浅埋暗挖法面对的土层多是软弱地层，这类土层本身結构脆弱，承载力差，隧道开挖当埋置深度较浅时就会出现地表沉降。为了避免此类事件发生，在初期支护的时候就应当加大支护刚度，对围岩起到很好的支承作用，保护围岩不会因为本身土体承载力过低而造成大面积的地表沉降，使围岩保持在一个理想的平衡状态。在施工时的初期支护必须要及时，如果支护时间延迟，就无法起到应有的支护作用，因此在施工时要严格按照技术要求从上到下进行施工。采用小导管超前支护施工要及时封闭成环状，这样围岩的承载力才能达到一个平衡的状态，筒状结构在力学上是受力最合理的结构，尤其是在地下这样一个相对封闭的环境中，可以起到空间约束的作用，使其形成一个联合支护体系。
1.2浅埋暗挖工法简介
浅埋暗挖法总结的十八字方针是“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”，
隧道施工在开阔地段一般都选用明挖法，在城市中，因外界环境的局限性，采取暗挖法比较合适。覆土浅是浅埋暗挖法特点之一，因覆土浅，所以隧道一般处于软弱围岩地层中，施工中需要对软弱地层进行加固处理，因处于城市施工，要求对地表沉降的控制更加严格。该工法分两次支护，初期为格栅+锚喷混凝土，后期为钢筋混凝土结构，施工难点是风险较高，基本属于纯人工操作，机械化程度低，且需要在无水的作业环境下施工。根据施工环境、地质水文条件及结构断面等因素，浅埋暗挖法常用的施工方法有全断面法、矿山法（台阶法）、CD法、CRD法、双侧壁导坑法（眼镜工法）、洞桩法（PBA 法）、中洞法及侧洞法等。
2.影响地层变形的因素
城市地铁施工车站覆土大多在3～4 m，区间隧道覆土大多在8～9 m，这部分土层一般情况下除了表层回填土，其余都属于软弱土层。在施工过程中，重型机械的震动和地下水大量抽排都会对地层产生很大的影响，引起土体变形。跟施工相关的地层沉降影响因素有：土质条件、地下水位、支护结构设计、开挖进尺、工作面的推进速度、初期支护刚度、结构埋深和跨度。
3.浅埋暗挖法施工的地表沉降控制技术
3.1地层预加固控制技术
（1）地表预加固注浆
地表注浆多用于浅埋层土体的固结，加固洞周围岩，改善隧道成洞条件，维护土体在施工过程中的稳定。通过注浆加固，将注浆区域以及其影响区域形成一个整体，降低或者匀化岩土的压缩性，提高岩土变形模量，改善土层的不均匀性，降低地表沉降，减轻偏压以及地下水开挖的影响。
（2）超前小导管注浆
通过超前小导管注入的浆液可以与原有围岩胶结，从而改变围岩的力学性能，浆液凝结硬化后还能堵塞前方围岩的流水通道，从而隔断水源，减少地下水对施工的影响，以保证顺利施工。注浆可以加固地层，在开挖面前方形成混凝土拱，达到保证开挖面及其周边围岩的稳定，并且小导管施做完毕后很容易与支护的钢格栅形成棚架作用，从而提高支护结构的强度。
3.2喷锚控制技术
喷锚支护是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆相联合作用加固岩层，有临时性支护结构和永久性支护结构两种。喷射的混凝土可以作为洞室围岩的初期支护，也可以作为永久性支护。喷锚支护将混凝土喷层、锚杆、围岩形成一个共同的作用体系以防止岩体松动分离。这种方法能把一定厚度的围岩转变成自承拱，能够有效的稳定围岩，即使岩体比较破碎，还可以利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，增强混凝土喷层，辅助喷锚支护。传统的喷射混凝土支护是脆性支护，容易产生裂缝甚至脱落，通过添加早强剂和水玻璃能够提高喷射混凝土的强度和粘结力，形成柔性喷层，提高抗裂能力。
3.3注浆控制技术
注浆是指通过钻孔向有含水裂隙、空洞或不稳定的地层注入水泥浆或其他浆液，以堵水或加固地层的施工技术，可以起到防渗、堵水、固结、防止滑坡、降低地表下沉、加固的作用。在隧道工程中注浆分为：充填或裂隙注浆、压密注浆、渗透注浆、劈裂注浆。 3.4仰拱控制技术
仰拱是设立在隧道底部的反向拱形式结构，目的是为了改善上部支护结构受力条件，是隧道结构的主要组成部分之一，它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还有效的抵抗遂道下部地层传来的反力。仰拱与二衬构成隧道整体，增加结构的稳定性。仰拱开挖应注意：①需设仰拱部位的基坑几何尺寸一定要符合设计文件要求。②根据围岩类别的不同，采用上下台阶施工的隧道，对仰拱部位的土石开挖时，必须控制开挖段的长度。一般情况下：Ⅲ类及以下围岩地段，基坑长度应≤5.0m。尤其设钢支撑地段应短距离幵挖，对Ⅳ类及以上围岩地段长度应≤10m。当围岩条件较好时，最大不应超出15m。③为避免开挖震动对已形成的初衬结构造成不利的影响和尽量控制超挖，仰拱开挖严禁放大炮，控制装药量。④尽量采用光面爆技术幵挖，使仰拱基本成型。
3.5工法优化技术
地铁隧道常用的施工方法有以下几种：台阶法、分布开挖保留核心土、中隔墙法（CD法）、双侧壁导坑法（眼镜法）、交叉中隔墙法（CRD法）。根据围岩种类的不同，台阶法分为三种：长台阶法、短台阶法、超短台阶法，需根据不同的施工要求选取合适的台阶长度。一般来说由以下两个条件来决定：①围岩越差要求初期支护的闭合时间越短，台阶长度也要求越短；②施工机械效率越高要求台阶越长。这几种工法中保留核心土法的开挖面积较小，施工扰动也较小；台阶法施工技术难度相对较低，施工速度也最快；双侧壁导坑法和CRD法的地表沉降较小；几种工法各有优劣，在隧道施工时要根据地质、水文、地表环境来选择相宜的工法。
总结
浅埋暗挖法可以保证在隧道施工期间的地面交通不中断，地下管线正常使用，并且对周围环境的污染较小，这些优点都使得淺埋暗挖法在隧道施工中应用广泛，但是我们应当注意到浅埋暗挖法也存在着一些缺点，如高水位地层的结构防水较难、施工工艺要求较高、机械化程度不高、施工速度慢、劳动强度大、喷射混凝土粉尘多等，在施工过程中要仔细权衡利弊，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，确保地铁车站施工的安全运行。
参考文献
[1] 孟丹.地铁车站开挖引起地表沉降分析方法的对比研究[J].岩土力学与工程学报，2012，31.
[2] 王星，曹喜仁，刘齐建.浅埋暗挖隧道施工对临近建筑物变形的影响及加固措施[J].安全与环境学报，2009，9.
关键词：地铁隧道；浅埋暗挖；地表；沉降
前言
随着我国经济、科技的飞速发展，地铁隧道工程建设增多，相应的地下岩土工程也出现了一些技术问题，在岩土体内部开展隧道施工，会不可避免的破坏岩土的稳定性，引起地层的损失进而导致地层变形，当变形发展积累到一定程度，就会对地表的建筑、道路、桥梁等的安全造成威胁，影响正常使用。因此在地铁隧道施工的过程，要与保护地表结合起来，采取有效的措施来预防地表变形，这也是城市地铁建设需要研究的一项重要的课题。随着越来越大的地面交通量，城市建设的密集，以及人们对环境的保护，地铁工程选择明挖法越来越少，取而代之的是暗挖法，浅埋暗挖隧道可以有效避免城市房屋拆迁、交通改道、市政管线改迁等问题，减少了工程量，并且此法工艺简单灵活，可以解决盾构法无法施工的区间渡线、交叉渡线、折返线、停车线、联络线和人行过街通道等隧道的施工问题。因此浅埋暗挖法在地铁建设施工中得到了更加广泛的应用。
1.浅埋暗挖法概述
我国目前广泛使用的浅埋暗挖法施工根据国外隧道施工新奥法，结合我国现有施工技术进行改进而形成的小导管超前支护施工技术，提前对周边土方进行加固，预防在开挖过程中发生塌方事故，采用初期格栅支护结合二次衬砌以形成复合式衬砌结构，针对不同地层和断面采取相应的开挖方式，并实时监测施工过程，及时发现问题并加以修正，浅埋暗挖法施工灵活，结构强度高，可以根据不同的地层情况采取不同的结构形式，施工成本较低，并且工期较短，对于周边环境的影响较小，因此在我国城市隧道建设中应用广泛。
1.1浅埋暗挖法施工原理
我国隧道施工采用浅埋暗挖法面对的土层多是软弱地层，这类土层本身結构脆弱，承载力差，隧道开挖当埋置深度较浅时就会出现地表沉降。为了避免此类事件发生，在初期支护的时候就应当加大支护刚度，对围岩起到很好的支承作用，保护围岩不会因为本身土体承载力过低而造成大面积的地表沉降，使围岩保持在一个理想的平衡状态。在施工时的初期支护必须要及时，如果支护时间延迟，就无法起到应有的支护作用，因此在施工时要严格按照技术要求从上到下进行施工。采用小导管超前支护施工要及时封闭成环状，这样围岩的承载力才能达到一个平衡的状态，筒状结构在力学上是受力最合理的结构，尤其是在地下这样一个相对封闭的环境中，可以起到空间约束的作用，使其形成一个联合支护体系。
1.2浅埋暗挖工法简介
浅埋暗挖法总结的十八字方针是“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”，
隧道施工在开阔地段一般都选用明挖法，在城市中，因外界环境的局限性，采取暗挖法比较合适。覆土浅是浅埋暗挖法特点之一，因覆土浅，所以隧道一般处于软弱围岩地层中，施工中需要对软弱地层进行加固处理，因处于城市施工，要求对地表沉降的控制更加严格。该工法分两次支护，初期为格栅+锚喷混凝土，后期为钢筋混凝土结构，施工难点是风险较高，基本属于纯人工操作，机械化程度低，且需要在无水的作业环境下施工。根据施工环境、地质水文条件及结构断面等因素，浅埋暗挖法常用的施工方法有全断面法、矿山法（台阶法）、CD法、CRD法、双侧壁导坑法（眼镜工法）、洞桩法（PBA 法）、中洞法及侧洞法等。
2.影响地层变形的因素
城市地铁施工车站覆土大多在3～4 m，区间隧道覆土大多在8～9 m，这部分土层一般情况下除了表层回填土，其余都属于软弱土层。在施工过程中，重型机械的震动和地下水大量抽排都会对地层产生很大的影响，引起土体变形。跟施工相关的地层沉降影响因素有：土质条件、地下水位、支护结构设计、开挖进尺、工作面的推进速度、初期支护刚度、结构埋深和跨度。
3.浅埋暗挖法施工的地表沉降控制技术
3.1地层预加固控制技术
（1）地表预加固注浆
地表注浆多用于浅埋层土体的固结，加固洞周围岩，改善隧道成洞条件，维护土体在施工过程中的稳定。通过注浆加固，将注浆区域以及其影响区域形成一个整体，降低或者匀化岩土的压缩性，提高岩土变形模量，改善土层的不均匀性，降低地表沉降，减轻偏压以及地下水开挖的影响。
（2）超前小导管注浆
通过超前小导管注入的浆液可以与原有围岩胶结，从而改变围岩的力学性能，浆液凝结硬化后还能堵塞前方围岩的流水通道，从而隔断水源，减少地下水对施工的影响，以保证顺利施工。注浆可以加固地层，在开挖面前方形成混凝土拱，达到保证开挖面及其周边围岩的稳定，并且小导管施做完毕后很容易与支护的钢格栅形成棚架作用，从而提高支护结构的强度。
3.2喷锚控制技术
喷锚支护是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆相联合作用加固岩层，有临时性支护结构和永久性支护结构两种。喷射的混凝土可以作为洞室围岩的初期支护，也可以作为永久性支护。喷锚支护将混凝土喷层、锚杆、围岩形成一个共同的作用体系以防止岩体松动分离。这种方法能把一定厚度的围岩转变成自承拱，能够有效的稳定围岩，即使岩体比较破碎，还可以利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，增强混凝土喷层，辅助喷锚支护。传统的喷射混凝土支护是脆性支护，容易产生裂缝甚至脱落，通过添加早强剂和水玻璃能够提高喷射混凝土的强度和粘结力，形成柔性喷层，提高抗裂能力。
3.3注浆控制技术
注浆是指通过钻孔向有含水裂隙、空洞或不稳定的地层注入水泥浆或其他浆液，以堵水或加固地层的施工技术，可以起到防渗、堵水、固结、防止滑坡、降低地表下沉、加固的作用。在隧道工程中注浆分为：充填或裂隙注浆、压密注浆、渗透注浆、劈裂注浆。 3.4仰拱控制技术
仰拱是设立在隧道底部的反向拱形式结构，目的是为了改善上部支护结构受力条件，是隧道结构的主要组成部分之一，它一方面要将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的荷载有效的传递到地下，而且还有效的抵抗遂道下部地层传来的反力。仰拱与二衬构成隧道整体，增加结构的稳定性。仰拱开挖应注意：①需设仰拱部位的基坑几何尺寸一定要符合设计文件要求。②根据围岩类别的不同，采用上下台阶施工的隧道，对仰拱部位的土石开挖时，必须控制开挖段的长度。一般情况下：Ⅲ类及以下围岩地段，基坑长度应≤5.0m。尤其设钢支撑地段应短距离幵挖，对Ⅳ类及以上围岩地段长度应≤10m。当围岩条件较好时，最大不应超出15m。③为避免开挖震动对已形成的初衬结构造成不利的影响和尽量控制超挖，仰拱开挖严禁放大炮，控制装药量。④尽量采用光面爆技术幵挖，使仰拱基本成型。
3.5工法优化技术
地铁隧道常用的施工方法有以下几种：台阶法、分布开挖保留核心土、中隔墙法（CD法）、双侧壁导坑法（眼镜法）、交叉中隔墙法（CRD法）。根据围岩种类的不同，台阶法分为三种：长台阶法、短台阶法、超短台阶法，需根据不同的施工要求选取合适的台阶长度。一般来说由以下两个条件来决定：①围岩越差要求初期支护的闭合时间越短，台阶长度也要求越短；②施工机械效率越高要求台阶越长。这几种工法中保留核心土法的开挖面积较小，施工扰动也较小；台阶法施工技术难度相对较低，施工速度也最快；双侧壁导坑法和CRD法的地表沉降较小；几种工法各有优劣，在隧道施工时要根据地质、水文、地表环境来选择相宜的工法。
总结
浅埋暗挖法可以保证在隧道施工期间的地面交通不中断，地下管线正常使用，并且对周围环境的污染较小，这些优点都使得淺埋暗挖法在隧道施工中应用广泛，但是我们应当注意到浅埋暗挖法也存在着一些缺点，如高水位地层的结构防水较难、施工工艺要求较高、机械化程度不高、施工速度慢、劳动强度大、喷射混凝土粉尘多等，在施工过程中要仔细权衡利弊，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，确保地铁车站施工的安全运行。
参考文献
[1] 孟丹.地铁车站开挖引起地表沉降分析方法的对比研究[J].岩土力学与工程学报，2012，31.
[2] 王星，曹喜仁，刘齐建.浅埋暗挖隧道施工对临近建筑物变形的影响及加固措施[J].安全与环境学报，2009，9.