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[摘 要] 城市发展过程中，交通与环境的矛盾日益突出，为了保全地面结构物，采用隧道方案的也越来越多。城市隧道最显著的特征是浅埋、地面结构物复杂、围岩差。本文介绍的目前主要采用的浅埋暗挖隧道施工方法，详细对比了它们的优缺点，最后对浅埋隧道施工方法的前景加以展望。
[关键词] 浅埋隧道 浅埋暗挖法 盾构法
1.引言
浅埋隧道是一种特定条件下的隧道工程，埋深不足隧道洞径的2倍，其施工不仅受覆盖层地质因素的制约，而且还受地面环境的影响。所谓隧道浅埋，并非单纯指洞顶地层厚度小，还应结合上覆地层的工程地质条件综合判定，包括围岩结构构造特征，风化、破碎、断层影响的程度，结构强度，松散状况以及地下水等因素。对于浅埋隧道而言，鱿鱼埋深浅，在施工过程中地层承载力差，开挖引起的地层应力波迅速传到地表，从而引起明显的地表沉降，对周边环境的影响较大，超过一定限度，会导致整体失稳，发生塌方。因此，对施工方法提出了更高的要求。常用的施工方法有明挖法、地下连续墙法、盖挖法、浅埋暗挖法及盾构法等。
2.浅埋隧道的施工方法
（1）明挖法
明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大，因此只适合用于非生活密集区的施工。明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等，其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。
（2）地下连续墙
地下连续墙是应用挖槽设备沿着深开挖工程的周边在有泥浆护壁的情况下，开挖出一条狭长的深槽，同时向槽内浇灌适当的材料从而筑成一段墙体，最后将若干段墙体连接成为整体而形成一条连续的墙体结构。地下连续墙具有防渗、截水、承重、挡土等功能，可以作为临时施工设施，也可以作为永久性结构。
地下连续墙的施工工艺过程，包括施工前的准备、导墙修筑、泥浆制备、成槽及墙体成型等。施工前的准备工作，主要包括测量放线和专用场地设置。导墙是地下连墙施工中一个很重要的临时构筑物，也是地下连续墙施工的第一步。导墙不仅起导向作用，又可起到挡土墙、施工测量的基准、储存泥浆等作用。而且当地下连续墙修筑到一定的深度时，还可以防止槽段顶部的土体发生塌落。泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具和切土滑润，其中护壁是最重要的功能。泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键。因此在挖槽前，应按事先已经试验验证的材料配合比制备泥浆。成槽是地下连续墙施工最主要的工序，需要使用挖槽机。根据不同的功能要求，不同的地质条件来选择不同的挖槽方法和挖槽机械。常见的有挖斗式挖槽机和钻斗式挖槽机等。墙体成型是最后一道工序，工程中应用最多的还是现浇的钢筋混凝土地下连续墙，除此之外还可以采用预制墙体。近年来，预制地下连续墙技术成为国内外地下连续墙研究和发展的一个重要方向。但是，无论采取何种材料、方法形成的墙体，连续墙接头防水处理是保证其施工质量的技术关键点。地下连续墙槽段接头处是最易渗漏的部位，因此在墙体成型后务必做好接头处理。
地下连续墙施工工艺的主要优点是：施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工；墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉陷或塌方事故；工效高，工期短，质量可靠，提高经济效益。但是，地下连续墙施工法也存在一些不足：如果地下连续墙只用作支护结构，造价稍高，不够经济；需要对废泥浆进行处理。
（3）盖挖法
盖挖法是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。早期的盖挖法是在支护基坑的钢桩上架设钢梁、铺设临时路面维持地面交通。开挖到基坑底后，浇筑底板至浇筑顶板的盖挖顺作法。后来使用盖挖逆作法。用刚度更大的围护结构取代了钢桩，用结构顶板作为路面系统和支撑，结构施作顺序是自上而下挖土后浇筑侧墙楼板至底板完成。也有采用盖挖半逆作法，施工程序如下：围护结构—顶板—挖土到基坑底—底板及其侧墙—中板及其侧墙。
盖挖法施工的优点是：结构的水平位移小；结构板作为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑；缩短占道时间，减少对地面干扰；受外界气候影响小。其缺点是：出土不方便；板墙柱施工接头多，需进行防水处理；工效低，速度慢；结构框架形成之前，中间立柱能够支承的上部荷载有限。
（4）浅埋暗挖法
修建浅埋地段隧道有时因周围环境等要求须采用暗挖法施工，称为浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。
浅埋施工法包括全断面开挖法施工、台阶法施工以及分步开挖法施工。适用于地质条件差、地下水位高、周边环境复杂的工程地段。特别是城市地下铁路施工，具有结构埋置浅，地面建筑物密集，交通运输繁忙，地下管线密布，地表沉陷要求严格，周边环境复杂，交通疏解、拆迁改移费用高等特点。与其他方法相比，浅埋暗挖法在这些方面具有显著的优点。以城市地铁为例，浅埋暗挖法与明挖法相比，具有拆迁占地少、不扰民、不干扰交通、节省大量拆迁投资等优点。另外，浅埋暗挖法的辅助工法多样，包括注浆法、降水法、超前小导管法、长管棚法、水平旋喷法以及注浆—冷冻法等。这些辅助功法有助于加固地层、止水防沉、有效减少土体位移等。
浅埋暗挖工程通常具有工期长，规模大，技术复杂，地质条件不确定，不良地质多，施工中的意外事故和施工造成的环境影响对工程的进展产生的影响很大等特点。因此，有必要以科学的方法和手段研究风险发生和变化规律，使之尽可能接近并反映实际的变化情况，防患于未然，把风险造成的损失降低到最低。
（5）盾构法
盾构法是一种全机械化施工方法，是采用盾构机在地表以下土层或松软岩层中暗挖隧道的一种施工方法。它是将盾构机械在地层中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 盾构施工原理就是利用盾构的盾壳在开挖隧道时充作临时支护，然后在盾壳的保护下拼装管片，形成永久衬砌。
盾构法施工的主要过程是：先在隧道某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。盾构施工法的优点是机械化程度高、进度快、隧洞形状准确、质量高、衬砌经济；对环境无不良影响、地下水位可保持；对地面结构影响小；对于现场施工人员的安全性较高、劳动强度低。该施工方法的缺点是盾构的规划、设计、制造和组装时间较长，准备困难且费用高，只有长距离掘进时才较经济施工工艺复杂；需熟练掌握机器操作，当地层条件变化时实施有风险。
盾构法施工技术大大减少了施工时周围土层的扰动，使得作用在衬砌上的荷载变得更加稳定与均匀。当在不良的地层条件下做长距离掘进，对进尺有和地面沉陷有严格的要求时，盾构法相对其它方法在技术上更合理更经济。
3.结语
随着城市的发展、环境和交通问题日益突出，在繁华城区街道修建地下交通设施日益增多，对浅埋隧道的应用也会越来越多。结合不同是施工环境，选择合适的浅埋隧道施工方法对于减小地面沉降，降低对周围环境的影响起到直观重要的作用。为了适应未来新形势的需求，目前的施工方法还有待改进。但可以预见，上述施工方法将在城市隧道施工中发挥巨大作用。
[关键词] 浅埋隧道 浅埋暗挖法 盾构法
1.引言
浅埋隧道是一种特定条件下的隧道工程，埋深不足隧道洞径的2倍，其施工不仅受覆盖层地质因素的制约，而且还受地面环境的影响。所谓隧道浅埋，并非单纯指洞顶地层厚度小，还应结合上覆地层的工程地质条件综合判定，包括围岩结构构造特征，风化、破碎、断层影响的程度，结构强度，松散状况以及地下水等因素。对于浅埋隧道而言，鱿鱼埋深浅，在施工过程中地层承载力差，开挖引起的地层应力波迅速传到地表，从而引起明显的地表沉降，对周边环境的影响较大，超过一定限度，会导致整体失稳，发生塌方。因此，对施工方法提出了更高的要求。常用的施工方法有明挖法、地下连续墙法、盖挖法、浅埋暗挖法及盾构法等。
2.浅埋隧道的施工方法
（1）明挖法
明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大，因此只适合用于非生活密集区的施工。明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等，其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。
（2）地下连续墙
地下连续墙是应用挖槽设备沿着深开挖工程的周边在有泥浆护壁的情况下，开挖出一条狭长的深槽，同时向槽内浇灌适当的材料从而筑成一段墙体，最后将若干段墙体连接成为整体而形成一条连续的墙体结构。地下连续墙具有防渗、截水、承重、挡土等功能，可以作为临时施工设施，也可以作为永久性结构。
地下连续墙的施工工艺过程，包括施工前的准备、导墙修筑、泥浆制备、成槽及墙体成型等。施工前的准备工作，主要包括测量放线和专用场地设置。导墙是地下连墙施工中一个很重要的临时构筑物，也是地下连续墙施工的第一步。导墙不仅起导向作用，又可起到挡土墙、施工测量的基准、储存泥浆等作用。而且当地下连续墙修筑到一定的深度时，还可以防止槽段顶部的土体发生塌落。泥浆的作用是护壁、携渣、冷却机具和切土滑润，其中护壁是最重要的功能。泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键。因此在挖槽前，应按事先已经试验验证的材料配合比制备泥浆。成槽是地下连续墙施工最主要的工序，需要使用挖槽机。根据不同的功能要求，不同的地质条件来选择不同的挖槽方法和挖槽机械。常见的有挖斗式挖槽机和钻斗式挖槽机等。墙体成型是最后一道工序，工程中应用最多的还是现浇的钢筋混凝土地下连续墙，除此之外还可以采用预制墙体。近年来，预制地下连续墙技术成为国内外地下连续墙研究和发展的一个重要方向。但是，无论采取何种材料、方法形成的墙体，连续墙接头防水处理是保证其施工质量的技术关键点。地下连续墙槽段接头处是最易渗漏的部位，因此在墙体成型后务必做好接头处理。
地下连续墙施工工艺的主要优点是：施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工；墙体刚度大，用于基坑开挖时，可承受很大的土压力，极少发生地基沉陷或塌方事故；工效高，工期短，质量可靠，提高经济效益。但是，地下连续墙施工法也存在一些不足：如果地下连续墙只用作支护结构，造价稍高，不够经济；需要对废泥浆进行处理。
（3）盖挖法
盖挖法是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。早期的盖挖法是在支护基坑的钢桩上架设钢梁、铺设临时路面维持地面交通。开挖到基坑底后，浇筑底板至浇筑顶板的盖挖顺作法。后来使用盖挖逆作法。用刚度更大的围护结构取代了钢桩，用结构顶板作为路面系统和支撑，结构施作顺序是自上而下挖土后浇筑侧墙楼板至底板完成。也有采用盖挖半逆作法，施工程序如下：围护结构—顶板—挖土到基坑底—底板及其侧墙—中板及其侧墙。
盖挖法施工的优点是：结构的水平位移小；结构板作为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑；缩短占道时间，减少对地面干扰；受外界气候影响小。其缺点是：出土不方便；板墙柱施工接头多，需进行防水处理；工效低，速度慢；结构框架形成之前，中间立柱能够支承的上部荷载有限。
（4）浅埋暗挖法
修建浅埋地段隧道有时因周围环境等要求须采用暗挖法施工，称为浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。
浅埋施工法包括全断面开挖法施工、台阶法施工以及分步开挖法施工。适用于地质条件差、地下水位高、周边环境复杂的工程地段。特别是城市地下铁路施工，具有结构埋置浅，地面建筑物密集，交通运输繁忙，地下管线密布，地表沉陷要求严格，周边环境复杂，交通疏解、拆迁改移费用高等特点。与其他方法相比，浅埋暗挖法在这些方面具有显著的优点。以城市地铁为例，浅埋暗挖法与明挖法相比，具有拆迁占地少、不扰民、不干扰交通、节省大量拆迁投资等优点。另外，浅埋暗挖法的辅助工法多样，包括注浆法、降水法、超前小导管法、长管棚法、水平旋喷法以及注浆—冷冻法等。这些辅助功法有助于加固地层、止水防沉、有效减少土体位移等。
浅埋暗挖工程通常具有工期长，规模大，技术复杂，地质条件不确定，不良地质多，施工中的意外事故和施工造成的环境影响对工程的进展产生的影响很大等特点。因此，有必要以科学的方法和手段研究风险发生和变化规律，使之尽可能接近并反映实际的变化情况，防患于未然，把风险造成的损失降低到最低。
（5）盾构法
盾构法是一种全机械化施工方法，是采用盾构机在地表以下土层或松软岩层中暗挖隧道的一种施工方法。它是将盾构机械在地层中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。 盾构施工原理就是利用盾构的盾壳在开挖隧道时充作临时支护，然后在盾壳的保护下拼装管片，形成永久衬砌。
盾构法施工的主要过程是：先在隧道某段的一端建造竖井或基坑，以供盾构安装就位。盾构从竖井或基坑的墙壁开孔处出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的设计孔洞推进。盾构施工法的优点是机械化程度高、进度快、隧洞形状准确、质量高、衬砌经济；对环境无不良影响、地下水位可保持；对地面结构影响小；对于现场施工人员的安全性较高、劳动强度低。该施工方法的缺点是盾构的规划、设计、制造和组装时间较长，准备困难且费用高，只有长距离掘进时才较经济施工工艺复杂；需熟练掌握机器操作，当地层条件变化时实施有风险。
盾构法施工技术大大减少了施工时周围土层的扰动，使得作用在衬砌上的荷载变得更加稳定与均匀。当在不良的地层条件下做长距离掘进，对进尺有和地面沉陷有严格的要求时，盾构法相对其它方法在技术上更合理更经济。
3.结语
随着城市的发展、环境和交通问题日益突出，在繁华城区街道修建地下交通设施日益增多，对浅埋隧道的应用也会越来越多。结合不同是施工环境，选择合适的浅埋隧道施工方法对于减小地面沉降，降低对周围环境的影响起到直观重要的作用。为了适应未来新形势的需求，目前的施工方法还有待改进。但可以预见，上述施工方法将在城市隧道施工中发挥巨大作用。