淺埋暗挖法在城市地下空間建設(shè)中應(yīng)用

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［摘要］隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展，城市地面交通壓力逐步上升，如何通過城市地下空間的發(fā)展以改善交通壓力成為一個重要問題。因此，做好城市地下空間建設(shè)的質(zhì)量控制工作至關(guān)重要。基于此，研究淺埋暗挖法，有效解決了城市地下空間建設(shè)問題，依托本工程通道施工工序控制，為今后城市地下空間建設(shè)質(zhì)量及風(fēng)險控制提供了寶貴的經(jīng)驗。

［關(guān)鍵詞］淺埋暗挖法；城市地下空間；通道

淺埋暗挖法技術(shù)是人類在城市建設(shè)的過程中，根據(jù)淺層地下施工需求提出的施工方法，對城市地下空間建設(shè)具有重要作用。目前，淺埋暗挖法技術(shù)已在城市地下空間建設(shè)中得到應(yīng)用，有助于城市地下空間建設(shè)質(zhì)量的提升。

1工程概況

項目位于深圳市寶安區(qū)福永街道，由地上5棟建筑組成，地下室3層，地下一層?xùn)|面與城市地下空間出口相通，地下二層南面直接進(jìn)入地鐵站廳，且2層均與地下車庫連通。通道由地下室二層接出，向南與既有的地鐵站預(yù)留接口相接。通道結(jié)構(gòu)斷面采用直墻拱形式，凈空尺寸高5.078m（3.6m直墻+1.478m拱），寬6.5m，二襯厚度為0.6m。通道洞身主要位于砂質(zhì)粘性土與素填土中，通道采用淺埋暗挖法設(shè)計，采用大管棚+超前小導(dǎo)管為超前支護(hù)措施，全斷面注漿為輔助措施，初期支護(hù)采用0.5m型鋼鋼架+30cm噴射混凝土及模筑混凝土二襯。本工程重難點在于通道隧頂距離雨水箱涵僅有0.5m，上部管線較多，在注漿及開挖過程中如何控制通道沉降，以保證周邊建筑物的穩(wěn)定。

2淺埋暗挖法技術(shù)簡介

2.1淺埋暗挖法的施工原理

淺埋暗挖法技術(shù)是一種適用于軟弱地層的施工方法，其基本施工原理是在新奧法基本原理的基礎(chǔ)上延伸和發(fā)展的。做好初期支護(hù)和二次襯砌的安全保護(hù)，為地下施工的開展，提供了相對穩(wěn)定的環(huán)境，被廣泛應(yīng)用于我國城市地下空間、地下停車場、地下管道等建設(shè)工作中，并在長期施工應(yīng)用的過程中，形成了相應(yīng)的配套技術(shù)，提升了工程設(shè)計與施工的效率。

2.2淺埋暗挖法的應(yīng)用特點

淺埋暗挖法技術(shù)在長期應(yīng)用過程中，體現(xiàn)出以下幾方面的特點。（1）環(huán)境危害小。由于淺埋暗挖法是在地下工程中進(jìn)行開展的施工技術(shù)，對地面交通影響較小，對周邊的水文環(huán)境或地質(zhì)環(huán)境破壞不大，還降低了施工所帶來的環(huán)境危害。（2）斷面結(jié)構(gòu)靈活可變?？筛鶕?jù)地下斷面結(jié)構(gòu)的各種特點，對地下斷面結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理化控制，起到地下斷面結(jié)構(gòu)優(yōu)化作用，保證了地下施工的安全性和可靠性，常規(guī)淺埋暗挖法施工斷面示意如圖1所示。（3）施工動態(tài)的實時監(jiān)控。對工程施工過程進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，并結(jié)合地下地質(zhì)情況，進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)措施的應(yīng)用，做到地下施工過程的實時監(jiān)控，有助于地下工程施工質(zhì)量的提升。

2.3淺埋暗挖法的應(yīng)用現(xiàn)狀

淺埋暗挖法技術(shù)在實際應(yīng)用過程中體現(xiàn)了以下幾方面的問題。（1）初期支護(hù)剛度要求大。淺埋暗挖法技術(shù)適應(yīng)在城市交通運(yùn)輸繁忙、地面建筑密集的區(qū)域進(jìn)行施工，其需要在初期進(jìn)行支護(hù)剛度的調(diào)節(jié)，以提高城市地表的承載能力，降低地下淺層施工對城市地表面積及管道的破壞性。（2）施工速度慢。由于淺埋暗挖法要考慮地表施工巖層的承載能力，其在應(yīng)用前，需要進(jìn)行大量檢測工作，導(dǎo)致施工速度慢。（3）高水位地層結(jié)構(gòu)防水較困難。

3淺埋暗挖法在城市地下空間建設(shè)中的應(yīng)用

3.1開挖施工

做好開挖工作質(zhì)量的控制，可降低對施工地層圍巖的破壞度，從而提高圍巖的穩(wěn)定性，有助于隧道施工安全。開挖過程中應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)條件、施工情況等因素的綜合分析，進(jìn)行開挖方式的選擇。根據(jù)現(xiàn)場情況開挖采用上下臺階法、CD法或CRD法等相關(guān)工法（圖2）。開挖過程中根據(jù)地層減少進(jìn)尺，加快成環(huán)時間，充分利用圍巖自穩(wěn)能力。開挖施工過程中，提升時間觀念，在有限時間內(nèi)，進(jìn)行開挖工作有序開展，提高工作效率，充分利用圍巖自穩(wěn)能力，保證隧道安全。

3.2支護(hù)施工

城市地下空間設(shè)計過程中通常埋深較淺，地層較差，特別是東南沿海地區(qū)開挖面常位于地下水以下，土體常處于飽和含水狀態(tài)，圍巖自穩(wěn)能力極差，而隧道周邊建（構(gòu)）筑物密集，不具備降水條件。在軟弱含水量豐富地層中做好超前加固及支護(hù)是重點。目前，采用水泥單液漿及水泥–水玻璃雙液漿進(jìn)行加固，水泥漿因凝結(jié)時間長、泌水率高等特點在動水或地下水較豐富地層注漿效果極差。水泥–水玻璃雙液漿凝結(jié)時間短，可在10~60s內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，水泥–水玻璃注漿中主要考慮劈裂注漿，若注漿體地層較密，如砂層、全風(fēng)化花崗巖等地層，極易上壓造成地面隆起及建筑物開裂。施工過程中，采用新材料新工藝對常規(guī)注漿進(jìn)行改良，通過固結(jié)、填充加固圍巖，更好地保證圍巖穩(wěn)定性，并提升圍巖自穩(wěn)性。超前支護(hù)及加固注漿滿足要求后，初期支護(hù)的剛度較為重要，常規(guī)使用由拱架、鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土組成的支護(hù)體系。在施工過程中，根據(jù)淺埋暗挖法具體操作要求，做好支護(hù)施工，加大拱架間距，滿足隧道剛度。實際實施過程中，應(yīng)盡量減少拱架間距，加快成環(huán)時間，盡快封閉土體。

3.3回填注漿

地面沉降現(xiàn)象是影響城市地下空間工程順利開展的主要問題。由于城市地下空間施工初期支護(hù)和土體之間出現(xiàn)空洞的問題，從而導(dǎo)致混凝土的收縮和凝結(jié)，影響了城市地下空間工程施工的綜合質(zhì)量。在注漿加固環(huán)節(jié)應(yīng)用淺埋暗挖法時，可對地層條件進(jìn)行綜合分析，結(jié)合地層條件的變化，進(jìn)行漿液的合理化選擇，保證漿液加固的質(zhì)量和效果，避免注漿加固環(huán)節(jié)出現(xiàn)資源浪費，在保證資源合理化應(yīng)用的基礎(chǔ)上，提升支護(hù)的穩(wěn)定性，從而保障城市地下空間工程施工的質(zhì)量。

3.4二襯施工

淺埋暗挖法技術(shù)在二襯施工環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，可借助技術(shù)，進(jìn)行模板預(yù)固定工作，保障了城市地下空間施工的科學(xué)性。對二襯施工環(huán)節(jié)存在的問題進(jìn)行分析，根據(jù)城市地下空間施工質(zhì)量要求提出相應(yīng)的解決措施，降低城市地下空間二襯施工中存在的風(fēng)險。淺埋暗挖法技術(shù)也提高了城市地下空間支撐的防水效果，滿足了城市地下空間建設(shè)工程施工質(zhì)量的需求。

4案例分析

深圳城市地下空間10號線某車站出入口及風(fēng)亭，施工過程中受地表交通、地下管線影響，施工場地狹窄，無法進(jìn)行管線改遷及交通疏解。為保證城市地下空間車站正常實施，附屬出入口及風(fēng)亭下穿箱涵及彩田路采用淺埋暗挖法施工。結(jié)構(gòu)形式為復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)采用鋼筋網(wǎng)、型鋼拱架、噴射混凝土。均采用矩形斷面開挖，出入口采用CD法開挖，1號風(fēng)亭采用柱洞法開挖。其開挖支護(hù)設(shè)計包括大管棚、超前小導(dǎo)管超前支護(hù)、全斷面注漿、型鋼鋼架、噴射混凝土及模筑混凝土二襯。礦山法附屬結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)斷面大小、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件及與周邊鄰近建筑物的相互影響關(guān)系，分別設(shè)置支護(hù)形式。結(jié)構(gòu)斷面及支護(hù)形式見表1。該方案實施過程中，新建箱涵沉降最大值不足1cm，出、入口處路面沉降值為2.3cm，較好地控制了周邊管線及地面沉降，在極為困難的施工條件下完成了出入口的建設(shè)，保證了10號線的開通節(jié)點。

5淺埋暗挖法技術(shù)的安全措施

5.1預(yù)防坍塌

土石方坍塌問題不利于城市地下空間工程施工質(zhì)量的保障。在應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)的過程中，提前做好城市地下空間施工區(qū)域的地震發(fā)射情況探查工作，根據(jù)探查數(shù)據(jù)進(jìn)行施工方案的科學(xué)調(diào)整，制訂科學(xué)的防治措施，以保障城市地下空間建設(shè)施工的順利開展。同時，進(jìn)行詳細(xì)勘察工作，制訂好相應(yīng)的防控措施，避免土石方坍塌施工事故的發(fā)生。

5.2防止模板倒塌

在城市地下空間工程施工中，模板倒塌是嚴(yán)重的事故。在施工開展的過程中，應(yīng)做好模板倒塌問題的防控工作。（1）應(yīng)做好模板基礎(chǔ)的牢固性穩(wěn)定工作，避免城市地下空間在施工過程中因外力導(dǎo)致模板下沉的情況，從而降低城市地下空間模板倒塌事故的發(fā)生概率。（2）城市地下空間應(yīng)結(jié)合施工工程質(zhì)量需求，開展臨時固定結(jié)構(gòu)設(shè)定工作，避免城市地下空間模板坍塌問題的出現(xiàn)，同時增強(qiáng)了城市地下空間地下施工的安全性。

5.3監(jiān)控工作完善

監(jiān)控工作的完善對淺埋暗挖法技術(shù)在城市地下空間施工應(yīng)用中的沉降數(shù)據(jù)監(jiān)測具有重要的作用，因此，應(yīng)做好淺埋暗挖法技術(shù)在城市地下空間地下施工中的監(jiān)控工作。結(jié)合城市地下空間工程施工質(zhì)量要求，及時發(fā)現(xiàn)淺埋暗挖法在實際應(yīng)用中存在的問題，提出解決措施，降低城市地下空間工程施工現(xiàn)場的風(fēng)險，使沉降量在可控范圍之內(nèi)，保證城市地下空間施工的安全。

6結(jié)束語

淺埋暗挖法技術(shù)在城市地下空間施工中的應(yīng)用，可降低城市地下空間施工過程中的難題，提升城市地下空間施工的安全性與穩(wěn)定性。因此，城市地下空間建設(shè)單位應(yīng)加大對淺埋暗挖法技術(shù)的研究，結(jié)合淺埋暗挖法技術(shù)的特點及應(yīng)用現(xiàn)狀，進(jìn)行城市地下空間施工技術(shù)的完善，解決城市地下空間建設(shè)施工中的難題，從而提升城市地下空間工程施工的速度和質(zhì)量。

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作者:王悅欣 唐丹 單位:中建二局第一建筑工程有限公司