关于水地富水地段浅埋隧道施工技术及安全防护分析设计

论文导读：
摘要：浅埋隧道由于受条件限制必须经过富水地段是在公路、铁路等施工中经常遇见的情况，这一特殊的条件给施工技术和安全防护带来了不小的问题。本文作者从目前富水地段浅埋隧道施工常采取“浅埋暗挖”的施工方法入手，结合自身多年在铁路建设部门工作的实际工作经验就富水地段浅埋隧道的施工技术及安全防护作简要的分析。
关键字：浅埋隧道；富水地段；施工技术
Abstract: Shallow tunnel due to the constraints must be rich water section is often met in highway, railway construction, which is a special conditions brought no all problem to construction technology and safety protection. In this paper, the author from the rich water often take "construction method of shallow tunneling" beginning of shallow tunnel construction site, a brief analysis of the construction technology and safety protection combined with its years of work in Railway Construction Department of the actual work experience is rich in water and shallow buried tunnel sections.
Key words: shallow tunnel; rich water section; construction technology


隧道建不可避免要穿越富水和隧道覆盖地层较浅地段。这一特殊地质条件下，地表和地下水的富集以及覆盖地层较薄给给隧道施工带来了较大的困难。针对这一类型隧道的施工主要采取“浅埋暗挖”的施工方法。本文中作者针对富水地段的特点，对富水地段浅埋隧道的施工技术和安全防护做简要分析。
浅埋暗挖施工方法的前提
浅埋暗挖法是以加固、处理软弱地层为前提，采用足够刚性的符合衬砌为基本支护结构的一种用于软土地层近地表隧道的暗挖施工方案。采用之一方法主要要具备两个前提条件：首先，这一方法不允许带水作业，如果含水地层的水得不到疏干，带水作业的危险性极大。因此，把地下水，尤其是上层滞水处理好就成为这一施工方法成败的关键所在。第

二、采用这一方法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。

二、施工技术分析

(一)、地层超前加固

浅埋暗挖法的前提就是以加固、处理软弱地层为前提，所以在施工中超前加固往往就是工程成败的关键所在。在富水地段的浅埋隧道施工中，超前加固环节主要集中在止水和岩层加固两方面，地表水一般采用人工引导自流或者机器排水两种措施，对于地下水的处理主要采取水泵排水，地下水的处理主要基于涌水量的测算选取排水方法和设备，对涌水量的测算主要有理论公式法、数值计算法和经验公式法几种，目前主要采用的是半经验半理论公式法，它主要基于法国水利学家在上个世纪40年代提出的理论,半经验半理论公式法主要适用于隧道埋深在地下水位70米含水体系数在0.005----6.50m/d 范围内，该公式法在诸多隧道工程中在计算隧道内涌水量方面正确性得到了有效验证；而对于地层浅薄的处理，为确保隧道开挖施工的安全，常常采取在地层薄弱处进行深孔注浆的加固措施，通过注入混凝土浆提高了围岩自身的承受力，防止塌方的发生。
、隧道的开挖和初期支护
在开挖施工中，如何利用土层有限的自立时间有效开展开挖和支护工作，主要取决于开挖方法的选择。一般说来，根据土层稳定性和隧道断面大小的不同有：台阶法、中隔壁法（CD法）、中洞法、和侧壁导坑法（眼镜法）等几种方法。现就几种开挖方法的各种适用特点做表比较如下（表1）

（表1）
在具体的隧道开挖施工中，可以根据工程实际情况论文导读：
采取上述表中的一种开挖方法进行开挖施工，也可以采取多种方法综合利用的开挖方法进行施工，施工方可以根据实际情况自行选择。
在“浅埋暗挖法”之下，初期支护通常选用钢筋格栅、钢筋网和喷射混凝土进行支护，对支护的强度和刚度要求较高，目的是尽最大可能地减小初期支护的变形量，控制土体位移，减少沉降量。对钢筋格栅的选择主要就是从刚度和强度的角度出发。

(三)、二次衬砌

隧道二次衬砌结构计算一般采用荷载结构法，根据这一原理，隧道开挖后地层的主要作用是对衬砌结构产生荷载，衬砌应能够安全可靠地承受地层压力等荷载的的作用。实际操作中二次衬砌一般是在围岩和初期支护区域稳定后，二次衬砌施工的顺序是仰拱超前，墙、拱整体浇筑。在二次衬砌混凝土施工之前要进行严格检验，对水泥、拌制和养护用水、掺和料等材料严格把关检验各项技术指标要符合施工设计要求和工程验收标准。在具体施工中可以根据现场的实际条件适当调整二次衬砌施工正误差，以防造成侵限的发生。在二次衬源于：大学毕业论文格式www.7ctime.com
砌施工中为了有效保证质量，在混凝土的生产作业中应该采用带有自动计量装置的新型拌和站和混凝土拌和输送车以及混凝土输送泵、插入式与附着式组合振捣的新型机械化作业线。
、施工中要特别注意的问题
针对浅埋暗挖法的施工特点，笔者认为应该在施工中特别注意以下几点：
1：初期支护中格栅拱架要符合规范。
2：喷射的混凝土要密实。
3：短台阶开挖中短台阶不能过长。
4：长台阶施工中要及时搞好临时仰拱，做好及时施工监测。

三、安全防护分析

浅埋暗挖施工方法的安全防护主要集中体现在施工监测和支护措施上。

(一)、监控测量

监控测量数据对于隧道支护的受力变形状态有极其重要的作用，测量数据的及时性和准确性十分重要。一般隧道施工监控测量主要集中在地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛、土压力、土体位移、支护应力。几个方面。在部分地质比较特殊的施工中还有超前地质预报，采取实时地质预报系统，配合超前探孔进行近距离超前预报，更好地了解施工段前方的围岩变化情况，从而有针对性地组织施工。在监控测量中目前广泛采用了GPS结合全站仪法进行监控测量，通过大量布设于隧道内的数据测量仪结合卫星对隧道地面状况的及时检测，构成了对隧道内外不间断的全面精确的测量，及时反馈数据，施工人员通过对数据的分析调整施工进度和方法，保证施工效果的实现。

(二)、安全保证措施

为实现安全施工，在富水浅埋隧道施工中，支护措施的运用比较突出，隧道支护一般分为初期支护、二次衬砌、地板、仰拱以及仰拱填充三部分。初期支护往往采取钢筋格栅、喷射混凝土降，在隧道内建防水隔离墙等来实现。在所有的支护措施中支护参数的的采用显得十分重要，是支护措施能否最终取得预期效果的关键，富水浅埋隧道施工一般根据富水程度的不同，不同地段采用不同的支护参数。以深圳地铁科学馆—华强北区间隧道施工为例，该工程在少水和多水地段采用了不同的支护设计参数。如下图1，图2所示
图1少水段支护设计参数示意

图2富水段支护设计参数示意
除了这些看得见的安全防护以外，施工中还有许多：施工安全注意事项、施工技术操作规程、安全责任划分等软件方面的安全防护措施。富水地段浅埋隧道施工的安全防护及其措施，根据实际情况的不同其内容也多有不同，限于篇幅有限笔者在此不作过多详述。
四、结论
富水区浅埋隧道施工技术及其安全防护，是基于隧道施工一般技术并结合了施工地区特殊的地质和水文条件而形成的一种特殊的隧道施工技术。在采用浅埋暗挖法进行施工时要特别注意初期支护的作用，将其作为预防隧道坍塌事故的主要手段。作为一种有效的浅埋隧道施工法，浅埋暗挖法在城市地铁建设等大量地下工程建设中有较大的应用前景。
参考文献
袁丰田《软弱围岩富水地段连拱隧道关键施工技术》《安徽建筑》2006年03期
周应麟 张运良《隧道穿过软弱夹层地段施工技术》《湖南交通科技》2005年02期
[3]赵志江 《超浅埋暗挖隧道施工技术》《现代隧道技术》2011年03期