赵佳

摘要：本文基于石家庄城市地铁交通1号线工程沿线的实际地质情况，将浅埋暗挖法有效在石家庄地铁中应用进行全面的分析。重点阐述了浅埋暗挖法设计方案，并提出人力与机械化相结合的浅埋暗挖法在石家庄地铁项目中的优势。

关键词：施工 浅埋暗挖法 石家庄地铁

0 引言

区间隧道的施工方法会直接影响地铁项目确定结构形式也影响到地铁土建部分的造价。石家庄市内地铁沿线地层具有非常明显的二元结构特点。同时，石家庄地下水处于超采状态，地下漏斗现象突出，导致地下水位很低。在进行地铁设计和施工过程中，基本不用考虑地下水的问题。结合上述分析，以下针对无水砂层中浅埋暗挖法施工设计进行了相关阐述。

1 地铁浅埋暗挖法的适应性

选择地铁区间隧道施工方法时，会受到很多条件的影响，例如：沿线的工程、地质与水文地质条件、环境条件、线路平面设置、开挖宽度以及隧道埋置深度等众多因素。此外，地铁施工还会受到项目工期、地面上的交通、城市居民生活、造价、工程的难易程度、地下空间的开发利用甚至运营效果等方面的直接影响。在实际工作中，确定施工方法，需要做到统筹兼顾和因地制宜，针对实际项目选择经济性强，技术可靠使用，水平较为先进的施工方法。结合石家庄地铁施工项目情况，针对浅埋暗挖法在实际中的应用，进行系统的分析。

1.1 地铁浅埋暗挖法具有很强的灵活性 地下水的深度直接影响到地铁浅埋暗挖工法的使用。地下水的深浅会增加工程的施工风险，还会直接影响到地铁项目的工程造价。实际勘测数据表明，石家庄相应的施工区域没有发现地下水。因此，进行石家庄地铁区间隧道设计时，我们不用过多考虑地下水方面的影响。实际施工中，我们加大了相应的地质预报密度。当发生部分地段存水层时，充分做好了提前降水的准备工作。地铁项目施工中浅埋暗挖法有较强的机动性和灵活性，因此，此方法在上述地段施工时可操作性就非常强。砂土的自稳性相对比较差，在这种地段施工前必须提前做好支护工作。开挖前的超前支护工作，要能有效保证涉及到的各个施工步骤能够有机地衔接，有效避免因失稳出现塌方事故。

1.2 指导原则 石家庄地铁工程进行浅埋暗挖法施工时，严格遵守了管超前、短开挖、严注浆、快封闭、强支护、勤量测的基本施工原则。施工过程中，我们通过仔细注浆，并采取了及时有效的超前支护，切实有效地控制了地面沉降幅度。

1.3 工程造价方面 我国现在的机械化水平相对落后，工业化水平与发达国家相比还比较低。在实际地铁项目施工中的机电一体化水平都与发达国家有较大的差距。地铁施工中使用的盾构机械仍以国外购买为主，当前的施工企业依然以劳动密集型的施工方法为主。因此，根据我国现有国情，我国采用盾构法造价相对与浅埋暗挖法还是很高的。对于石家庄地下水短缺的基本情况，浅埋暗挖法基本上可以做到每天进尺四个循环的标准，每个月的平均进尺在50米～80米范围内。如遇到工期紧张的情况，我们可以采用竖井方式。

1.4 浅埋暗挖法的结论 ①浅埋暗挖法在施工进度上较盾构法要慢很多，我们可通过增设临时的施工竖井数量，在条件允许的情况下，增设多个工作面，有效地缩短施工工期。②石家庄地区没有地下水的影响，采用浅埋暗挖法较盾构法更具经济性，特别是较短的区间所具有的优势更为明显。③由于城市地铁的区间主要贯通与市政道路下方，由于市政道路下有各种各样的管线，而且分布密集。所以，进行地铁施工引起的地表沉降，极有可能产生管线破裂的情况，其后果不可设想。如果我们采用浅埋暗挖法，可以借助洞内的各种辅助措施保证隧道上方地面建筑物的安全，这样对地面交通的影响也会降到很低。但是盾构法施工过程中，相应的辅助措施只可以在地表进行，这种施工在场地上会有很大的限制。④严格控制施工质量，能有效保证隧道变形与施工安全有很强的可控性。前面已经提到，在石家庄这种地下水缺乏并且砂层夹卵石地层条件，我们采用浅埋暗挖法具有明显的优势。在实际施工中，不能以点带面地去选择施工方法，需要针对具体工程进行工法上的比较，找出合理的施工方法。

2 浅埋暗挖法设计方案

浅埋暗挖法又被称为矿山法。该方法产生于上世纪80年代，矿山法典型的特点是：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。并且该方法灵活多变、不干扰地面交通、不需很多专用设备，对附近居民生活影响较小。从而得到很好地推广，取得较好的经济效益。该工法在使用范围上较为适用粘性土、砂、砂卵石类地质。这种施工方法的重要原理是：充分利用开挖过程中土层短期内的自稳特性，有效地将钢拱架和喷射混凝土两者有机结合的结构形式作为初期支护。之后，尽快进行模筑混凝土的二次衬砌。

2.1 开挖的方法 在实际施工过程中，如果开挖断面宽度超过10米的时候，最好采用CRD或者CD工法。如果开挖断面宽度小于10米时，通常采用正台阶法。在施工过程中遇到特殊情况时，建议采用双侧壁导洞法。我们在进行石家庄地铁区间隧道的开挖时，其断面宽度为7米左右，我们就采用上下台阶法。第一台阶长度为2.5米，保证两个台阶的分界线在格栅连接处。开挖过程中，首先开挖上台阶的土方，并及时进行喷射混凝土进行支护工作。开挖下台阶的土方时，也进行相应地支护，这样形成环形封闭支护。

2.2 支护的主要方式 采用浅埋暗挖法进行的地下工程，初期支护要有足够地强度和刚度这样能有效保证二次衬砌的安全施工，还能有效保证地面沉降地控制，使其沉降幅度达到设计标准。初期支护要保证施工中的承载符合，它可以有效地承受主要荷载。初期支护要与二次衬砌相结合有效地承担永久性的荷载。喷射混凝土，超前小导管，钢拱架，锁脚锚杆，钢筋网片，连接筋等组成了初期支护。结构计算确定相应的初期支护的参数。二次衬砌施工中主要依据结构形式，受力情况及抗震等方面的技术标准，确定混凝土的实际厚度和混凝土的含筋率。隧道的主体结构通常采用复合式衬砌，初期支护主要是锚喷。同时，所进行的初期衬砌和二次衬砌之间需设置相应的防水保护层。全部隧道在初期要求进行封闭地支护。此外，二次衬砌需要设置仰拱。边墙和仰拱要使用圆顺形式进行交接。注浆前，应对工作面喷射5cm厚混凝土，这样能保证掌面稳定、防止浆液的泄露。

2.3 小导管的超前支护 根据石家庄地区的地下水特征：勘察中没有上层滞水。但是，不排除局部存在滞水的可能性。例如：大气降水、管道渗漏等都有可能造成滞水的产生。石家庄1号线的勘察结果表明，地铁施工地段的地下水位埋深较深，潜水埋深多在结构底板之下10米。因此，在浅埋暗挖法施工中普遍存在防水性差的通病，在石家庄地区施工中不是主要的问题。实际施工中，控制地表沉降成为唯一需要控制的因素。

2.3.1 小导管在施工中遇到的问题。第一，施工过程中，采用超前导管钻孔具有很多的缺点。如：不易成孔，打入难度较大，直接影响了施工进度，打入导管时易造成拱顶土体坍塌，无法正常进行导管注浆。第二，采用超前小导管的成孔会大大增加施工难度。直接影响到施工的速度，还会对地层产生较大的扰动。第三，导管打入效果很难达到设计要求。地层部分很难注浆成拱。

2.3.2 双排的小导管。最近几年在施工实践中，研究出这种双排超前注浆小导管控制技术。根据地层与环境条件，这种双排小导管第一排的角度控制在7°～10°之间；第二排控制在30°～60°之间；环向的间距控制在0.3米～0.4米之间。之后，进行小导管注浆，注浆土体达强度时进行土体开挖。第一排小导管加固后，形成第二层缓冲部分，这样能减缓或者避免地层破坏后产生沉降。

2.3.3注浆的参数设计。在石家庄地铁工程项目中，结合行业内的先进经验，选用改性水玻璃浆液。这种浆液的优点是：渗透性好、扩散均匀、固结效果明显等等。通常，注浆的初压为：0.1MPa，终压为：0.2MPa～0.3MPa，而且要保证注浆压力控制在0.3MPa之内。计算时，按地层吸浆量加以计算，对于未能达到定量浆液，且孔口压力达到0.5MPa时，需立即结束。

3 结语

由于浅埋暗挖法对环境保护、城市交通等方面产生的负面影响小，并且具有很强的灵活性。在少水甚至无水地层，不存在矿山法施工中的各类隐患，从防排水角度上也具有非常明显的经济性。综上所述，在我国劳动力较为低廉且相对丰富的前提下，通过人力与机械化有机结合，从而实施的浅埋暗挖法，在石家庄地铁施工中仍有难以比拟的优势。

参考文献：

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