地铁隧道大截面暗挖施工工艺及风险控制研究.docx

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地铁隧道大截面暗挖施工工艺及风险控制研究

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黄河

【摘要】地铁已经成为城市发展不可或缺的重要交通方式，采用大截面暗挖施工方式开凿地铁通道不仅满足地质环境的需求，还不会影响城市居民的正常生活。本文阐述了地铁隧道大截面暗挖施工工艺，就双侧壁导坑法暗挖技术、管棚超前支护技术、大截面暗挖风险控制需要遵循的原则进行了介绍。

【关键词】地铁隧道;大截面;暗挖施工工艺;风险控制

在开展隧道挖掘或其他地下建筑工程时，必须根据图纸开凿出相应的使用空间，然后在其中修建衬砌墙壁，从而对地下空间加以固定。一般来说，具有明挖法和暗挖法两种。采用何种方式，需要在综合分析施工地点的地形地貌及周边自然环境、埋置深度等影响因素后才能决定。

1、地铁隧道大截面暗挖施工工艺简介

决定地下工程是否采用暗挖法的重要因素是基础埋置深度。一般是指地下设施或空间的基础底面到室外地表面的垂直距离。如果埋置较浅的工程，比如普通的地面建筑，在施工时首先从地表面挖掘基坑或堑壕，修建牢固的衬砌墙壁之后，将额外的空间完全填补，此即为明挖法。与之相对的即为暗挖法，针对一些基础埋置较深的工程，如地下隧道、矿井开采等，在局部范围以开凿洞穴的方式，将大部分工程作业放置于地下，既可以避免“回填”等流程，又不会影响地面设施的正常使用，因此已经在我国很多地下工程中广泛使用。

隧道及地下工程施工时必须注意以下因素：第一，暗挖法施工对地面影响较小的前提在于基础埋置深度必须足够，否则很容易造成地面陷落，从而严重影响工程的正常开展;第二，挖掘过程中必然产生有大量的泥土、碎石以及其他杂物，如何保证将其迅速、安全地运送到指定地点，需要重点考虑。

2、地铁隧道大截面施工暗挖技术简介

2.1双侧壁导坑法暗挖技术

双侧壁导坑法是一种常见的隧道暗挖方式。又可以被成为双侧壁导洞法或眼镜工法。这是因为双侧壁导坑法的施工顺序在地铁隧道更界面的角度看来非常对称，形似在人的面部架起一副眼镜，故而得名，属于新奥法的一个分支，以新奥法基本原理为依据。在进行导坑挖掘时，应该尽量减少对外围土层岩石的扰动，导坑的横断面上部椭圆，下部趋于平行，周边轮廓较为圆顺，与橄榄球形状相似，因此在施工过程中应该注意用力均匀。在设计支护时主要采用格栅钢架，之后将钢筋制成的网片挂在格栅钢架之上，初步确定稳固之后可以喷洒混凝土，形成柔性支护体系。需要特别注意的是，操作必须要快，一旦拖延致使断面不能在规定期间内闭合，会给后续工作带来困难。此举还能对围岩的自主承受能力充分利用，有效防止围岩发生形变。在上述工作完成之后，还应该建立一套完整的监控测量系统，实时关注围岩支护结构的稳定性[1]。

2.2管棚超前支护技术

成都地铁6号线三期工程高瓦斯暗挖隧道大截面暗挖采用了典型的管棚超前支护技术，运用该技术形成的管棚呈拱形排布，需要对管棚进行快速打设，具体要求为：选用型号为?121×6且薄厚程度均匀的无缝钢管，在管棚处采用矩形螺纹焊接的方式，从而加强连接的稳定性。管棚的理想间距应该保持在300mm，中心暗挖初支结构的外皮轮廓线应该保持150mm的距离。对倾角的要求如下：管棚的排布方向必须与隧道拱部的全部横截面实现平行，因此管棚支护的打设工艺必须保持足够的精度，如果此项要求不达标，管棚很可能下落从而进入到拱道挖掘的截面中，但是幅度也不宜过大，实际偏差应该控制在0.5%以内。值得注意的是，成都地铁6号线三期工程施工之前，了解到蒲草塘站——昌公堰站区间范围主要穿越苏码头构造核部及断裂带，临近油气田高产井和地面气苗分布区，经过详细勘察检测之后，发现油气钻孔显示区段内甲烷含量在0—65000ppm之間，部分达到天然气燃爆极限，多个详勘钻孔显示甲烷日增量超过15000ppm，属于高瓦斯区段。如果按照单一的暗挖方式，采用管棚超前支护技术，虽然依然能够起到预期的支护目标，但很有可能造成瓦斯泄漏，因此通过反复论证，确认该路段左线总长为1735.39米，右线总长为1974.13米，结合全线控制性工程地铁隧道的要求，决定采用5段明挖、6段暗挖相结合的方式。其中暗挖依然采用管棚超前支护技术，虽然减少了暗挖施工路段长度，但在源头上降低了瓦斯泄漏等安全风险发生的几率。

3、地铁隧道大截面暗挖风险及控制方案

3.1大截面暗挖风险控制遵循的原则

大截面暗挖风险控制需要遵循的原则如下：第一，对超前地质的探测程度必须达到相关要求，并将周围的地质情况全部摸清，发现问题及时制定应对方案。第二，做好超前支护及检查工作，当大截面隧道正式挖掘时，在最短时间内进行封闭。第三，在检测过程中如果发现强层间有积水，应该进行及时的疏通或者通过注浆方式将水清理干净，确保作业环境无水化。第四，在导洞开始挖掘之前，需要对拱脚的牢固程度进行审查，否则一旦土层中的含水量提升，土质坚硬程度下降导致承载力大幅度弱