明挖基坑内地铁矿山法隧道进洞的设计与施工

明挖基坑内地铁矿山法隧道进洞的设计与施工

杨庆龙

中铁一局集团有限公司 辽宁沈阳 110000

摘要：地铁作为城市交通的主要运输方式，在保证顾客使用安全方便的同时，也要保证地铁内设置完善，通过相应的技术设备和运营管理系统保证地铁的稳定运行。为了保证地铁施工的稳定，通常在明挖基坑中直接进行矿山法隧道行动，地铁区间隧道施工中。需要从设计和施工组织上采取相应的措施，只有明确施工设计与方法才能够保证组织顺序合理，加快施工进度，保障施工安全。

关键词：深基坑；暗挖法；进洞技术；设计与施工

引言：

在区间合适的正洞隧道通常采用暗挖法进行隧道施工，但是地铁隧道由于地理位置原因在施工中常用到明挖法，在地铁区间施工中，明挖法常常与矿山法相连，在隧道进洞区间结构受力复杂，工序繁多，必须将二者充分融合才能够达到保证施工安全和施工质量。地铁施工常用的方法有三种，分别是明挖法，盖挖法和浅埋暗挖法，本篇文章通过对明挖法和隧道进洞法进行分析探究，提出地铁施工方案与施工工艺，对地铁施工进行参考。

一、地铁隧道施工常用的使用方法

地铁大部分都位于城市中心区域，必须保证施工过程不能影响居民生活，同时由于地铁在地下的原因需要注重当地水文环境，地形地貌和工程地质，避免在开发过程中挖掘地下水，地下管道等影响正常的生产生活，以下是对主要使用的方法进行介绍：

1.1明挖法

明挖法通常适用于周围环境条件较好和车站埋深较浅的地质条件，可以适于多种不同类型的地质条件，这种技术在我国应用时间较长，已经形成了成熟的技术，而且工程周期短，造价低，施工过程的安全有保障。但是缺点是会长时间阻隔地面造成周围交通影响，容易受到环境和气候的影响，但在大多数地铁施工过程中各种隧道施工常用这种方式。明挖法作为一种传统的框架结构施工，首先需要做好从上向下进行土方开挖，主要分为四大步骤，分别是维护结构施工，内部土方开挖，工程结构施工以及管线恢复及覆土。

1.2暗挖法

暗挖法是指在特定条件下不挖开地面进行地下施工，包括的钻爆法，盾构法，浅埋暗挖法等，矿山法属于暗挖法的一种，在地铁施工中应用非常广泛。这种方法不会影响城市地面交通施工，场地比较小，受各种地质条件和环境条件因素影响较少。适用于一些结构埋字较浅，地面建筑物密集及交通不便的地区，在初期支护手段中用格栅或其他钢结构和锚喷作为主要支撑，区间隧道的施工整体上相似，施工过程和基本作业程序大体上一致。

1.3盖挖法

盖挖法是向地面挖掘一定深度之后，将顶部恢复其原状顶盖分别后，其余的施工过程在顶盖下进行。这种施工方式也会占用道路，影响城市交通，通常利用维护结构和支撑体系保证路面畅通。盖挖法能够顺利进行主要是坚固的挡土结构，在夜间将道路封闭掀开顶盖进行土方开挖及地上工程。

二、矿山法隧道进洞施工工序

首先做好施工前的准备工作，各部门单位准备好材料设备，通过测量放样，由前期的小导管制作施作小导管超前支护，保证隧道正常开挖，接着是格栅钢架制作分为两步，分别是破除维护结构上台阶支护和下台阶破除维护结构开挖支护。最后则是进洞完毕，然后隧道正常开挖施工，在整个施工过程中都需要进行监控测量，保证数据和施工步骤科学合理。

三、矿山隧道进洞施工方案

矿山法隧道进洞在洞门进行加固采用超前小导管进行注浆加固，桩后采用斜向小导管进行加固，矿山法主要采用爆破为开发手段进行隧道挖掘。矿山法作为一种传统的施工技术，利用的是爆破后土地岩体破裂形成的松弛状态进行开挖，作为暗挖法的一种需要，将整个断面分部开挖至设计轮廓，根据围岩稳定程度需要边开挖边支护，锚喷支护的出现为矿山法安全性提高提供了保障。

3.1隧道开挖方法

当超前支护达到一定的强度后，控制爆破进行围护结构上台阶凿除，前提条件是下轨排井开挖到隧道起拱线标高。上台阶凿出后合理安装格栅钢架，在上台阶的早处过程中，先用人工施工可以挖出一定宽度的槽，再利用爆破技术将剩余部分挖出。将格栅焊接牢固，安装网片，预制注浆管为后续混凝土注浆等做好准备，同时为了防止拱脚下沉应该设置锁脚锚管，这一步骤完成后可以安装超前小导管，将孔桩格栅焊接牢固。保持上下台阶之间有一定的距离，上下台阶的掘进和支护工程可以同步进行。

3.2超前小导管施工

在洞门破除前需要进行超前小导管注浆对洞门进行加固，根据土壤地质条件不同设置小导管的层间距和向上倾角，保证该地址条件下小导管能够直立稳定，小导管的注浆施工分为5步，首先是准备工作，然后测量放线定位，接着是钻孔与打入小导管，然后喷混凝土封闭开挖面，最终注浆。

施工准备过程中需要对水文地址情况做出一定了解，保证开挖和注浆的地质适合，通过对相关参数的调查确定渗透系数来确定注浆的类型，在准备工作时还要加工导管，准备各种施工设备和材料，保证测量工作，放线和定孔位工作充分完成，确定注浆的配比保证洞门坚固。

在钻孔和打入小导管过程中可以在松软地层直接打入，也可以用风钻钻孔将小导管打入孔内。注浆过程中由上而下进行注浆，根据情况可以先喷射混凝土对积物进行清理，混凝土可以先稀后浓逐级变化，一般混凝土等级分为三级，在注浆完成后立刻堵塞孔口，防止浆液外流。

3.3初期支护施工

为了保护围护结构需要在掌子面开挖管后，立刻进行封闭支护，这两步同时作用保证掌子面子安全和稳固。开挖过后喷射喷层，然后利用钢架结构和锁脚锚管进行焊接，最后喷射混凝土至设计厚度。支护过程首先是需要做好施工准备，接着喷射混凝土封闭，最后是通过焊接定位打眼施作锚管，测试原件埋设，通过多次测试保证原件能够正常工作，支护施工和洞门注浆是保证隧道施工安全的最主要两步。

3.4监测施工

监测施工是保证施工安全的最重要手段，通过信息反馈对开挖过程出现的问题及时改进，对设计施工达到最优化。对周围环境进行监测，保证注浆和凿除过程中等施工安全，监测的主要目的是为了了解在隧道开挖过程中地层地质的沉降变形情况，通过对地表和地下情况的了解，对建筑物发生的沉降，倾斜，位移情况作出合理的应对措施。

主要监测的内容是以上几点，在地表沉降监测过程中，需要在基坑边坡和桩体上设置多个监测点，通过数据库对比进行智能数据分析。检测过程需要保证足够长的时间获取参数，通过长时间观测保证数据完整，能够充分反映在施工过程中周围地区的地面地表变化情况。

在桩体倾斜位移监测过程中，需要埋设多个测斜管，因为桩体在基坑开发过程中受到地面等压力作用会产生位移。除此之外还要对爆破震动量进行测量，拱桥下沉监测以及支护情况进行监测。

四、结束语

综上所述，明挖基坑与矿山法隧道施工结合起来是保证安全和施工进度的重要方式，在矿山法中穿插明挖法能够减少施工程序加快施工进度，通过在施工过程中的加固步骤保证洞门段地层的坚固，严格按照施工设计与施工步骤进行开挖，合理设计施工步骤保证明挖基坑的稳定，使用新型技术，按照基本原理组织施工，从设计和施工组织两方面采取必要的措施，保证明挖隧道的稳定坚固和矿山法隧道进洞施工的安全。

参考文献：

1. 蒋德武. 浅谈地铁明暗挖交界处进洞施工技术[J]. 低温建筑技术, 2016, 38(2):3.

2. 徐慧慧, 张强, 韩玉辉,等. 明挖地铁车站与矿山法隧道接茬处防水构造及其施工方法:.