关键词：隧道施工；浅埋暗挖技术；支护；控制变形；
建筑施工在条件允许的情况下会选择明挖法，但是这种施工方式对人们的生产生活会造成很大的影响，因此这种施工方式广泛运用于地广人稀、缺乏交通线、管线等地段。随着建筑施工在国内的兴起和发展，工程建设制度的不断完善，人们逐渐研究出新的施工方式。考虑到铁轨建设中埋深条件和周边环境的影响，人们普遍开始运用浅埋暗挖的方式施工，这是一种不需要过多考虑断面的施工，工程运用造价，施工方式不受到限制，在建筑施工中得到较快推广。
一．浅埋暗挖法
1987年，首都地铁建设的过程中首次运用浅埋暗挖方式，由于施工方式具备的诸多优势，开始在全国快速推广，运用频率非常高。国内较多地区建成地铁、或者是在建地铁都运用这种方式进行建设，除此之外还运用在较多街道、污水处理管道、公路等工程。经过无数的实践表明，浅埋暗挖法具有很强的适应性，本身具有的优势为浅埋暗挖法打下了坚实的招牌，因此在施工上也就出现了更高的要求。在工程设计施工中，浅埋暗挖的运用方式就是运用量测到的信息反馈给设计部门和施工部门，同时在施工的时候采取超前支护的方式保证施工的稳定性，同时采用配套技术改良地层、灌注水泥砂浆等来完成工程建筑[1]。在隧道的施工中，首先考虑隧道的深埋或者浅埋，深埋与浅埋之间的区别结合多个多方面来考虑，除了隧道顶部与地面之间的厚度之外还要结合隧道以上的水文情况、工程地质特征与松散情况等，以围岩为例，计算隧道深埋或者是浅埋，从岩石被风化的程度、破碎程度、断层面、结构强度等多个方面来考虑。
二．浅埋暗挖法的运用
浅埋暗挖法适合我国的另外一个重要原因是我国地下空间的运用历史不长，较多地方的建设历史清晰。浅埋暗挖法是在新奥法的基础上适合中国国情的一种的施工方式，这种方式适合于土质松散的围岩条件下施工，隧道埋深约等于隧道的直径，运用非常灵活，在建设的过程中不会产生建筑噪音，也不会形成建筑污染，灵活运用于各个尺寸和断面形式之间。从侧面理解，这种施工方式就是一边开挖一边浇筑施工的方式，其施工的原理是土层的开挖中，土层在短时间之间具有一定的稳定能力，因此采取适当的支护作为支撑施工，为隧道周围的围岩、土层等物质形成密贴型轻薄型结构支护，不用开挖沟槽，适合运用于多个土质。
本文重点研究浅埋暗挖法穿越河道工程施工的运用，由于浅埋暗挖法可以辅助多种施工技术，可以在水地层和软流塑地层中运用，因此在较多工程项目建设中都得到使用。隧道工程对于普通的路桥工程而言，施工难度和技术需求都比较高，因此在环境上，对环境的需求、危险系数的需求也会增加。在隧道工程中，由于特征比较突出，工程施工中常常也会出现较多的困难。由于隧道施工是在地下完成，工程地质、工程水文都是影响施工的重要要素；所以在施工的过程中要求施工人员掌握基本的原始数据，如果勘测工作不能精确进行，就会导致在施工的时候没有第一手的原始资料。在较多的工程案例中，隧道施工出现问题的主要原因都是由于测量不精确、不合理等所导致[2]。浅埋暗挖法在国内的发展前景十分良好，在特殊地质下可以灵活运用是这种施工方式的优势。随着我国市场经济的快速发展，在全球经济快速发展的今天浅埋暗挖法有很大的作用，隧道穿越河流的过程中，使用浅埋暗挖法，可以就地取材，利用浅埋暗挖法灵活运用的优势。隧道工程在交通运输和城市发展的过程中起到很重要的作用，也是发展的重要内容，因此隧道工程技术项目的开发和推广运用在国内建筑发展中有很现实的意义，浅埋暗挖技术，在现阶段建筑施工中，是重要的转折点。
三．浅埋暗挖法施工技术特征分析
（一）变形量
浅埋暗挖法在运用的过程中，开挖地层会影响到地表的稳定性，对地表造成一定的影响。在建筑施工的过程中为避免对地面建筑、地层、线路、管网等造成影响，保证建筑施工的过程中不会造成环境污染，克服对周围局面、交通的影响，在建筑施工的过程中一定要注意地表的沉陷情况。控制变形的过程中，除了开挖会造成一定程度上的位移、变形之外，还考虑到在围岩作用下引起的支护变形；或者是在施工的过程中，不定期存在地基下沉情况，造成整体唯一。项目施工过程中，地层还存在塑性区，对周围的环境会造成影响，削弱围岩的稳固性，某种程度上会加剧施工的难度。
（二）需要运用辅助施工技术
浅埋暗挖技术运用的过程种，对支护的刚性需求很高，和深埋隧道施工之间不同，深埋隧道支护可以适量变形，浅埋暗挖隧道施工的过程中，将支护支撑的时间尽量提前，因此支护的刚度也需要加大，可以控制地层中部、地表在施工过程中出现的变形。在项目工程建筑的过程中，需要尽可能的选择合适的开挖方式，运用支护作为支撑，对隧道施工前方围岩条件，需要进行改良或者是超前支护，从而控制地层的沉降变形。在项目建设施工的过程中，需要做好这些基本措施。
（三）设计与施工
项目施工周围，环境和隧道所处地段十分复杂，所以在施工的时候会选择一段地质作为实验地段，需要地质条件和结果等情况具有一定的代表性。选择出代表地段之后再施工的过程中做好结果设计，拟定相关方案进行施工，测量设计等，之后率先进行施工[3]。施工过程中需要观察实验阶段的地层中部变形、地表变形、支护结构变形、围岩应力状态等，综合考虑对环境的影响程度，综合分析涉及到的所有要素。试验阶段需要记录大量的数据，得到数据之后采取举一反三的方式进行分析，以获得更加真实的围岩力学参数为项目施工提供准确的参考建议。
四．土体开挖以及支护施工
（一）工程概述
某项目工程，K11+880~K11+920段为冲沟下穿过工程，开工之前，对路段K11+880~K11+920断隧道主洞拱顶灌浆，保证拱顶的稳固性。在施工的过程中发现该地段河流地表下4米为流沙层和淤泥层，四米以下到拱顶部分岩石为强风化泥岩层，勘测发现岩石长期浸泡在水中导致泥岩构造十分脆弱，具有很强的渗水性，很难成孔导致施工难度增增加。在施工的过程中使用套管钻孔固结灌浆；隧道主洞拱顶与河底之间的覆盖层为8米，所以河水渗漏的可能性非常打，河水渗透到隧道洞中降低隧道的安全性和稳定性，开挖主洞部位，距离斜井出口比较元，就给洞内排水带来很大的困难。
浅埋暗挖法施工的过程中需要按照每一个项目工程的实际情况合理分析，施工阶段最大程度减少对周围土体的影响，选择合适的开挖方式、掘进方式，在必要的情况下采取合理的方式，运用实验方式验证施工方式的运用。
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（二）洞体开挖
针对本次项目工程，工程土体覆盖层相对薄弱，有丰富的地下水流通过，因此本次工程采取上下台阶施工配合挖掘机开挖、人工开挖的方式。在完成的隧道暗洞内的支护施工之后，进行暗洞施工。隧道掘进使用小型挖掘机进行，开挖隧道主体部分，主体部分开挖挖成之后就使用人力开挖完成，掘除完毕进行下一步施工。将每一次施工循环进尺控制在一米内。隧道洞口段可以适当缩短进尺的长度，保证施工人员的安全。
上下台阶施工的过程中，分台阶进行施工。首先使用小型挖掘机挖掘上台阶土，完成挖掘之后不出土；之后人工站立在上台阶上，利用风镐、尖嘴锄等器具扩充上台阶，整个台阶形成开挖轮廓。人工开挖完成之后挖掘机挖掘下台阶的部分，仍旧采取人工、挖掘机配合的方式，将洞体挖掘到位。土体出洞在短距离之内使用小型挖掘机掘土的方式，装碴倒在隧道洞口，再次反动碴体，将其装到运输车辆上，送至弃土场[4]。短距离运输碴体的距离为5~10M，超过这个距离之外的土体，挖掘机挖掘翻松之后，运输汽车进到掌子面运输土体，人工装车之后运输至弃土场。由于工程地面被河水浸泡之后，土质地基逐渐液化，因此工程需要使用石块片铺垫，方便施工人员的进出。隧道施工完成之后就要采取支护施工，开挖之后土体运输的时间较长，因此可以使用小型挖掘机将土体运送到一定的距离之后，将支护材料运输到隧道内直立起来，或者采取土体出洞和支护材料进洞同时进行的方式，最大可能缩短土体出洞的时间。
（三）支护施工
浅埋暗挖法施工的隧道需要采取多种施工方式进行，隧道多采用复合式衬砌的方式。支护设计一般会面临三种情况，其一：初期支护需要承受全部的荷载力，二次支护仅仅发挥安全储备的作用；其二：初期支护和二次支护合力承受大量的荷载力；其三，初期支护在短时间内成为的施工期间的临时支护，二次支护承载主要的荷载力。项目工程在设计的时候合理设计相关结构，制定好施工方案，对于项目需要使用的施工方式、支护方式、辅助施工等进行综合研究，采取阶段性实验的方式验证施工方案的合理性。在施工的过程中，根据量测数据的变化不断改变施工方式。
地下水丰厚的隧道施工，需要改善工程施工的条件，使用洞内井点降水或者是周边围岩注浆等措施，合理改善工程施工的地基条件。如果地表的条件在合理的情况下可以运用深井降水、地表预注水泥砂浆等措施来治理汹涌的地下暗河，降低水对工程造成的影响，保证闻言的稳固性，也保障了施工的安全。本次工程经过实验段之后，使用的支护方式是：固结灌浆、钢拱架、锁脚锚杆、超前注浆小导管、系统锚杆、钢筋网片、排水孔、喷射混凝土的支护施工。支护施工的过程中确定钢架尺寸，钢支撑焊接完成之后使用C20混凝土封闭回填；焊接封闭好超前小导管之后开始整体注浆。焊接径向锚杆的时候，注意加强锁脚锚杆的性能，在墙角的拱脚处可以使用夹焊钢架的方式处理，熬干，确保支护性能良好。
（四）排水
洞口排水系统需要合理完善，因此施工过程中需要完善排水工程，保证隧道外部地表水、河道水不会流淌到隧道内部，尤其是明洞口的排水沟，应该在施工的时候尽快修建截水横沟或者是施工阶段使用的集水池。施工过程中围岩周围的渗漏水、裂缝水有规律的收集在积水区域，之后排出洞外。如果其中存在较大难度的裂缝水，就需要采取合理的方式填堵裂缝。隧道内部会存在大量的地下水，地下水的存在会腐蚀隧道内部结构，强度被削弱，对施工安全造成不利，因此在施工的时候一定要注意排水，洞内设置集水措施，洞外也需要设置集水池集水，避免渗漏水浸泡地基造成基底弱化的情况[5]。本次施工沿着井轴线开挖降水坑，做到科学合理排水。
五．浅埋暗挖施工技术控制
（一）量测
浅埋暗挖施工中的，现场施工监测是很重要的一道工序，监控量测的过程中，需要保证施工处于动态监测的情况下，从而控制工程的变形情况、施工的安全性，在量测中，有必测项目和选测项目。现场数据测量之后应该及时将其绘制成曲线图、散点图，曲线图横纵坐标按照一定的标注标明。横坐标表示时间，当曲线逐渐趋于平缓之后应该对数据及时处理，或者是进行线性回归处理。根据变化推送稳定的时间值、位移数值，掌握位移的变化规律。根据测量管理和隧道的施工阶段的对地形沉陷变形等各个要素之间的控制之后进行施工。当测量的数值超过标准数值之后，应该要研究超标的原因，在有需要的情况下可以采取补强支护的方式，如果曲线图出现反弯点，也就是位移数据一反常态的急剧增长的时候，就说明围岩和支护当前的状态属于非常不稳定状态，因此需要加强监测、以及立补强支护，在必要的情况下需要立即停止开采工作，保证工作面稳定的情况下再进行施工。施工现场经过妥善的处理之后才可以进行下一步的施工。隧道施工的过程中，设置了多个监测点，观察点、位移点、拱顶下沉监测点、隧道洞口地表沉降观测点、围岩量测点等。沿着观测点轮廓不知测量点，测量点位置需要精确，隧道拱顶处设置一个主体点，其中测量点集中于隧道中线地表的位置，洞内测量点位置和地表之间的位置相互对应。
（二）测量管理
位移量测数据在浅埋暗挖过程中是重要的管理数据，在施工的过程中有很重要的作用，本次施工采取信息化管理的方式。当地面建筑对地层沉陷敏感的情况下，需要采取多种措施及时处理，以改善地基情况、围岩条件等，如果这些条件不能满足施工的需要，同时成本控制难以实现的情况下，可以采取局部加固的方式，同时建立起相关的基准值[6]。隧道施工的过程中，测量数据管理基准值应该细化在施工的每一个环节，在合理控制的过程中做好项目管理。一般而言控制标准数值可以分为三个控制水平，其一：I级水平，安全值为1.5~2.0，II级为警戒值，安全值为1.2~1.5，III级为危险值，数值为1.1左右。在施工的过程中如果量测数值为III级，就应该要立即停止当前的工作，补强现有的支护体系，保证施工段的稳定，从而研究出新的方案。
在国内较多的施工案例中，运用浅埋暗挖法都得到了很好的发挥，信息化技术的运用让浅埋暗挖法实现了全过程的控制，有效减少地层损失造成的施工不便，成本加大之外，还降低了对施工周边环境的影响。我国专家学者在研究的过程中中，不断及时调整和优化支护参数，有效提高了施工的质量和速度，最大程度发挥了浅埋暗挖法的能力，对于地下工程设计和施工提供了非常好的借鉴方式。
结语：在本次的案例中运用浅埋暗挖法，运用上下导坑开挖人工配合机械的方式，采取多种方式辅助围岩联合支护，量测监控围岩加强了支护的质量，因此取得了良好的经济效益于社会效益，为隧道使用的安全性和稳定性创造了良好的条件。
参考文献：
[1]罗善明. 盾构下穿河岸岸坡桩基拔除施工技术[J]. 辽宁科技大学学报, 2018(1).69-74
[2]马红莲, 张勇, 黄辉, et al. 基于电磁法的河流穿越管道埋深探测技术应用研究[J]. 中国特种设备安全, 2018(5).42-45
[3]罗智, 周伟波. 穿越河流顶管工程勘察设计工作重点浅析[J]. 建材与装饰, 2018(4):224-225.
[4]张洪锋. 浅埋盾构隧道近接桩基础渗流应力耦合安全性分析[J]. 公路工程, 2019(4).250-257
[5]刘谦. EPC总承包模式下雨污水管工程的造价管理[J]. 价值工程, 2019(16):24-26.
[6]马亚丽娜, 盛谦, 崔臻, et al. 基于弹性地基梁理论的跨活断裂隧洞纵向变形及内力响应特性研究[J]. 防灾减灾工程学报, 2018(4).715-722
论文作者: 1张强 2高园
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第2期
论文发表时间:2020/4/22
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