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【摘 要】 浅埋暗挖技术在地铁工程施工具有非常重要的作用，本文介绍了浅埋暗挖施工技术及所采取的一系列综合技术，可为今后类似工程提供借鉴依据。
【关键词】 浅埋暗挖;地铁工程;施工技术
引言：
浅埋暗挖施工技术，可应用于城市地区的松散土介质围岩环境中，保持隧道的埋深小于隧道的直径，实现隧道修筑技术目标以较小的地表沉降。采用该种方法，对城市的正常交通运行基本不影响，具有无噪声、无污染等优势，在断面形式和各种尺寸的隧道洞室中均可使用。对浅埋暗挖施工技术通过应用，可一边浇筑、一边开挖;在开挖过程的短时间通过土层自稳能力，采取有效的支护方法，在土层表面或者围岩表面形成薄壁支护结构，而无需开槽，在砂层，砂卵层或粘性土层中特别适用。
一、工程概况
某工程全长41km（双线），其中地下线长16.7km，高架线长21.7km，地面线（含过渡段）长2.6km。原设计采用明挖顺筑法施工，基坑开挖深度约16.3～20.5m，支护工程安全等级为一级，围护结构采用φ1000@900的套管咬合桩，桩顶对应设置1m×1m或1.4m×1m冠梁，基坑内支撑采用Q235钢的φ609mm、壁厚t=12mm或16mm的钢管支撑，竖向设置3或4道钢管支撑和一道倒换撑。
二、地铁工程浅埋暗挖施工技术的应用
（一）大管棚超前支护技术
一般情况下，在断面起伏变化严重或者危险性较大的地段，需采取大管棚施工技术，将高压风管通过吹管吸入的方法，插入到管棚中，将其中含有的砂子吹出;需要将导管的一端做成尖状，对于超前小导管，以约2.5～3.0m长度的小导管为宜;约300mm左右的小导管钻孔间距，为梅花型;设置一环在每2个格栅之间，在环向距离约300mm、拱部约120°的位置，超前小导管的完成布置;采取引孔打入的方法，结合工程所处砂层的实际特征;首先，进行吹孔采用高压风管;在注浆过程中，为了避免发生浆体外溢现象，在小导管末端约1m的位置进行钻孔施工;其次，将小导管插入其中，将导管外端漏出的部分利用棉纱堵起来，避免造成管口堵塞问题因为混凝土喷射;应保持80～100mm的长度在导管的外露部分，便于安装管路。
避免开挖的轮廓中发生浆液外溢问题，以固沙剂作为注浆原材料，节约浆液材料;完成混凝土的喷射之后，需要进行注浆处理;为了满足不同地区的地质条件，采取超前预加固施工技术。结合地质条件的实际情况，选择施工参数与合理的方法。
（二）全斷面注浆技术
全断面注浆加固范围为开挖轮廓外2.5m，如图3所示，纵向注浆长度为暗挖隧道全长。全断面注浆选用的机械设备为XY-2型地质钻机和PH15型注浆机，注浆的工艺流程如下：
1、施作注浆孔
根据设计定出孔位，并计算各注浆孔的角度和长度。钻孔每成一孔及时退出钻机，顺序从拱顶处由外向内、自上而下钻设，安装注浆管。成孔直径为73mm，以利于安装注浆管，并便于管壁间空隙和封堵孔壁，保证注浆效果。
2、注浆
将8m的注浆管分成8段，注浆采用后退式分段注浆，通过调整注浆管内的止浆阀位置实现分段注浆。先注TGRM水泥特种灌浆料（水：TGRM=0.6：1），将管壁和孔壁间的空隙该浆液料能填充密实，并具有一定强度。进行填充加固所有的注浆管后，分段再对每一根管进行后退式注浆，注浆压力为0.6MPa，注浆材料为超细型TGRM水泥特种灌浆料（水：TGRM=0.8：1）。可通过注浆压力、预留观察孔和注浆量等因素综合分析进行预测注浆效果。对注浆效果不理想部位开挖过程中应重新进行注浆加固，以保证施工安全。
三、浅埋暗挖隧道设计
设两段暗挖隧道，起止里程分别为RK0+471.004～RK0+479.025和RK0+411.067～RK0+419.883，分别长约8m的两段暗挖隧道，在明挖段与暗挖隧道分界处作为明挖段基坑的封堵桩各设一排密排钻孔灌注桩。明挖改为暗挖后，高压电缆隧道和上方的管线不用迁改，进行保护也不用采取特殊措施，将管线密集明挖基坑围护结构无法施工的难题可以解决。
暗挖隧道位置岩土层自上而下为：砾（砂）质粘土层、素填土、全强风化花岗岩、风化花岗岩。在砾（砂）质粘土层中，暗挖隧道主要局部进入全风化花岗岩层。暗挖隧道断面为矩形，成型尺寸9.6×4.9m（宽×高），开挖断面为喷射混凝土厚度35cm、11.5×6.8m（宽×高）、二衬厚度60cm。暗挖隧道进行设计采用锚喷构筑法及浅埋暗挖法，采用复合式衬砌结构（即辅以开挖前隧道全断面注浆、大管棚+小导管注浆超前支护，以钢筋网、注浆锚管、型钢钢架和喷射混凝土为初期支护，初期支护与二衬之间设全包防水隔离层以模筑，钢筋混凝土作二衬衬砌）。
超前小导管采用壁厚4mm，φ42mm热轧钢花管;大管棚采用壁厚8mm，φ108mm钢管;钢架采用122a型钢钢架，间距50cm布置;边墙系统锚管采用φ32mm，壁厚3.5mm热轧钢花管;采用φ8@150×150mm钢筋网全环单层布置;二衬采用厚度600mm，C30、S10钢筋混凝土;喷射混凝土采用350mm厚C20早强混凝土。
四、地铁工程浅埋暗挖施工技术的注意事项
（一）施工过程台阶步距的控制
将上下导洞的掘进间距，在单洞隧道施工过程中一般控制为3～5m左右，可确保有效的封闭成环;如果洞内纵向的破裂面超过了工作面，如果台阶的长度不足，洞顶土体的下滑问题则可能引起，上洞的稳定性无法保障，已经开挖隧洞可能引起掌握面朝向的移动变形，掌子面的支撑力度也不足，发生地层变位，存在严重的施工安全隐患，加剧地表沉降。如果台阶过长，在开挖时那么就会产生较大的纵向变位，对上导洞断面不利于受力，周围地层可能造成松动，增加了塑性区，而此时过于集中拱脚附近的受力，可能失稳。另外，这种情况对材料的搬运也不利，上下台阶中钢格栅成环的时间增加，容易发生下沉在拱脚位置的上台阶钢格栅，加剧沉降问题。因此，应合理确定台阶的长度，结合实际情况：其一，上半部断面开挖时考虑所需的空间大小，开挖时避免造成相互影响，拖延施工进度;其二，形成闭合断面的要求满足初期支护。如果围岩的稳定性不强，则应尽量缩短闭合时间。
（二）施工过程隧道二衬的模板控制
如果不能将模板牢固固定，极易发生胀模、漏浆等问题，对墙面完好度、平整度产生影响;采取内部横向、纵向分别布置在双联拱隧道的隔墙模板中，内拉螺栓的方法，确定纵横向的间距根据模板的大小;设置外支撑力在模板以外，将着力点落于平面中，避免过于集中某一位置的应力，造成模板移动，影响整体质量。
五、施工总结和体会
监控结果表明，高压电缆隧道累计最大沉降量为22.6mm，地表累计最大沉降量为11.4mm，暗挖隧道初支完成后顶部沉降仅有1.8mm，在大管棚+小导管注浆、全断面注浆超前支护的前提下，支护过程中加强开挖的质量控制，包括对型钢钢架和喷射混凝土的及时支护、循环进尺及台阶长度的控制、及时封闭，保证了暗挖隧道上方暗挖隧道的施工安全和各管线的运营安全，达到了预期的目的和效果。
六、结束语
总之，随着我国城市化进程的加快，已经越来越严重的交通与环境问题。城市地铁隧道工程日益增多，以盖挖法、明挖法为主，但是这些施工方法的占地面积大、成本高、环境污染严重，造成极大干扰对正常交通。采取浅埋暗挖施工技术，则减少对环境污染的，可克服以上缺陷同时，还可保持交通顺畅、确保地下管线正常使用，更好地实现环境保护目标与工程效益目标。
参考文献：
[1]市政工程施工组织设计实例应用手册，黄兴安主编，中国建筑工业出版社，2001.
[2]地铁工程设计与施工新技术实用全书，王珊主编，银声音像出版社，2004.
【关键词】 浅埋暗挖;地铁工程;施工技术
引言：
浅埋暗挖施工技术，可应用于城市地区的松散土介质围岩环境中，保持隧道的埋深小于隧道的直径，实现隧道修筑技术目标以较小的地表沉降。采用该种方法，对城市的正常交通运行基本不影响，具有无噪声、无污染等优势，在断面形式和各种尺寸的隧道洞室中均可使用。对浅埋暗挖施工技术通过应用，可一边浇筑、一边开挖;在开挖过程的短时间通过土层自稳能力，采取有效的支护方法，在土层表面或者围岩表面形成薄壁支护结构，而无需开槽，在砂层，砂卵层或粘性土层中特别适用。
一、工程概况
某工程全长41km（双线），其中地下线长16.7km，高架线长21.7km，地面线（含过渡段）长2.6km。原设计采用明挖顺筑法施工，基坑开挖深度约16.3～20.5m，支护工程安全等级为一级，围护结构采用φ1000@900的套管咬合桩，桩顶对应设置1m×1m或1.4m×1m冠梁，基坑内支撑采用Q235钢的φ609mm、壁厚t=12mm或16mm的钢管支撑，竖向设置3或4道钢管支撑和一道倒换撑。
二、地铁工程浅埋暗挖施工技术的应用
（一）大管棚超前支护技术
一般情况下，在断面起伏变化严重或者危险性较大的地段，需采取大管棚施工技术，将高压风管通过吹管吸入的方法，插入到管棚中，将其中含有的砂子吹出;需要将导管的一端做成尖状，对于超前小导管，以约2.5～3.0m长度的小导管为宜;约300mm左右的小导管钻孔间距，为梅花型;设置一环在每2个格栅之间，在环向距离约300mm、拱部约120°的位置，超前小导管的完成布置;采取引孔打入的方法，结合工程所处砂层的实际特征;首先，进行吹孔采用高压风管;在注浆过程中，为了避免发生浆体外溢现象，在小导管末端约1m的位置进行钻孔施工;其次，将小导管插入其中，将导管外端漏出的部分利用棉纱堵起来，避免造成管口堵塞问题因为混凝土喷射;应保持80～100mm的长度在导管的外露部分，便于安装管路。
避免开挖的轮廓中发生浆液外溢问题，以固沙剂作为注浆原材料，节约浆液材料;完成混凝土的喷射之后，需要进行注浆处理;为了满足不同地区的地质条件，采取超前预加固施工技术。结合地质条件的实际情况，选择施工参数与合理的方法。
（二）全斷面注浆技术
全断面注浆加固范围为开挖轮廓外2.5m，如图3所示，纵向注浆长度为暗挖隧道全长。全断面注浆选用的机械设备为XY-2型地质钻机和PH15型注浆机，注浆的工艺流程如下：
1、施作注浆孔
根据设计定出孔位，并计算各注浆孔的角度和长度。钻孔每成一孔及时退出钻机，顺序从拱顶处由外向内、自上而下钻设，安装注浆管。成孔直径为73mm，以利于安装注浆管，并便于管壁间空隙和封堵孔壁，保证注浆效果。
2、注浆
将8m的注浆管分成8段，注浆采用后退式分段注浆，通过调整注浆管内的止浆阀位置实现分段注浆。先注TGRM水泥特种灌浆料（水：TGRM=0.6：1），将管壁和孔壁间的空隙该浆液料能填充密实，并具有一定强度。进行填充加固所有的注浆管后，分段再对每一根管进行后退式注浆，注浆压力为0.6MPa，注浆材料为超细型TGRM水泥特种灌浆料（水：TGRM=0.8：1）。可通过注浆压力、预留观察孔和注浆量等因素综合分析进行预测注浆效果。对注浆效果不理想部位开挖过程中应重新进行注浆加固，以保证施工安全。
三、浅埋暗挖隧道设计
设两段暗挖隧道，起止里程分别为RK0+471.004～RK0+479.025和RK0+411.067～RK0+419.883，分别长约8m的两段暗挖隧道，在明挖段与暗挖隧道分界处作为明挖段基坑的封堵桩各设一排密排钻孔灌注桩。明挖改为暗挖后，高压电缆隧道和上方的管线不用迁改，进行保护也不用采取特殊措施，将管线密集明挖基坑围护结构无法施工的难题可以解决。
暗挖隧道位置岩土层自上而下为：砾（砂）质粘土层、素填土、全强风化花岗岩、风化花岗岩。在砾（砂）质粘土层中，暗挖隧道主要局部进入全风化花岗岩层。暗挖隧道断面为矩形，成型尺寸9.6×4.9m（宽×高），开挖断面为喷射混凝土厚度35cm、11.5×6.8m（宽×高）、二衬厚度60cm。暗挖隧道进行设计采用锚喷构筑法及浅埋暗挖法，采用复合式衬砌结构（即辅以开挖前隧道全断面注浆、大管棚+小导管注浆超前支护，以钢筋网、注浆锚管、型钢钢架和喷射混凝土为初期支护，初期支护与二衬之间设全包防水隔离层以模筑，钢筋混凝土作二衬衬砌）。
超前小导管采用壁厚4mm，φ42mm热轧钢花管;大管棚采用壁厚8mm，φ108mm钢管;钢架采用122a型钢钢架，间距50cm布置;边墙系统锚管采用φ32mm，壁厚3.5mm热轧钢花管;采用φ8@150×150mm钢筋网全环单层布置;二衬采用厚度600mm，C30、S10钢筋混凝土;喷射混凝土采用350mm厚C20早强混凝土。
四、地铁工程浅埋暗挖施工技术的注意事项
（一）施工过程台阶步距的控制
将上下导洞的掘进间距，在单洞隧道施工过程中一般控制为3～5m左右，可确保有效的封闭成环;如果洞内纵向的破裂面超过了工作面，如果台阶的长度不足，洞顶土体的下滑问题则可能引起，上洞的稳定性无法保障，已经开挖隧洞可能引起掌握面朝向的移动变形，掌子面的支撑力度也不足，发生地层变位，存在严重的施工安全隐患，加剧地表沉降。如果台阶过长，在开挖时那么就会产生较大的纵向变位，对上导洞断面不利于受力，周围地层可能造成松动，增加了塑性区，而此时过于集中拱脚附近的受力，可能失稳。另外，这种情况对材料的搬运也不利，上下台阶中钢格栅成环的时间增加，容易发生下沉在拱脚位置的上台阶钢格栅，加剧沉降问题。因此，应合理确定台阶的长度，结合实际情况：其一，上半部断面开挖时考虑所需的空间大小，开挖时避免造成相互影响，拖延施工进度;其二，形成闭合断面的要求满足初期支护。如果围岩的稳定性不强，则应尽量缩短闭合时间。
（二）施工过程隧道二衬的模板控制
如果不能将模板牢固固定，极易发生胀模、漏浆等问题，对墙面完好度、平整度产生影响;采取内部横向、纵向分别布置在双联拱隧道的隔墙模板中，内拉螺栓的方法，确定纵横向的间距根据模板的大小;设置外支撑力在模板以外，将着力点落于平面中，避免过于集中某一位置的应力，造成模板移动，影响整体质量。
五、施工总结和体会
监控结果表明，高压电缆隧道累计最大沉降量为22.6mm，地表累计最大沉降量为11.4mm，暗挖隧道初支完成后顶部沉降仅有1.8mm，在大管棚+小导管注浆、全断面注浆超前支护的前提下，支护过程中加强开挖的质量控制，包括对型钢钢架和喷射混凝土的及时支护、循环进尺及台阶长度的控制、及时封闭，保证了暗挖隧道上方暗挖隧道的施工安全和各管线的运营安全，达到了预期的目的和效果。
六、结束语
总之，随着我国城市化进程的加快，已经越来越严重的交通与环境问题。城市地铁隧道工程日益增多，以盖挖法、明挖法为主，但是这些施工方法的占地面积大、成本高、环境污染严重，造成极大干扰对正常交通。采取浅埋暗挖施工技术，则减少对环境污染的，可克服以上缺陷同时，还可保持交通顺畅、确保地下管线正常使用，更好地实现环境保护目标与工程效益目标。
参考文献：
[1]市政工程施工组织设计实例应用手册，黄兴安主编，中国建筑工业出版社，2001.
[2]地铁工程设计与施工新技术实用全书，王珊主编，银声音像出版社，2004.