浅埋暗挖机械化施工技术在城市轨道交通建设中的应用

刘佳梅

摘 要：随着城镇化的深入发展，城市发展加快了建设脚步，相关项目建设施工技术也日益提升。尤其是浅埋暗挖法工艺在城市轨道交通建设中得到了广泛应用，该技术在应用中具有扩张效果好、适应性强、效率高等优点，但也存在缺点，在使用该技术施工时，还需要依靠人力施工，尤其是要用铲、镐等工具挖掘土方，且劳动力大，这严重影响了整体施工效率。因此本文就浅埋暗挖法机械化施工技术在城市轨道交通建设中的应用进行讨论，促使浅埋暗挖法工艺技术得到更好的发展和应用，提高整体施工效率，进而更好的服务城市轨道交通建设。

关键词：浅埋暗挖;施工技术;交通建设

中图分类号：U231.3 文献标识码：A

0 前言

虽然暗挖法工艺技术城市轨道交通建设中得到了广泛的应用，但其很多地方还需要人工劳动进行，这严重影响了整个施工团队的进度。因此可以采用暗挖法工艺进行机械化施工，并采用相应的辅助工具，制定相应的操作技术，确保标准操作，这样不仅可以提高城市轨道交通建设的施工效率，而且还能有效的降低劳动力，在提高施工安全性的同时提升施工环境质量，促使城市轨道交通得到更好的建设，进而推动社会经济得到进一步提升。

1 浅埋暗挖机械化施工装备功能要求

在对城市轨道进行施工时，要根据施工现场的作业条件，选择合适的施工设备，尤其是对施工设备的使用功能、移动条件、地质条件及作业范围等方面进行全面了解和认识，这样才能确保顺利施工。浅埋暗挖机械施工时，其施工装备要做到以下几点：第一，具有灵活性，这样才能实现挖、装、支护等多种功能，进而提升土方开挖功能;第二，要采用多功能臂架系统技术，确保设备可伸缩自如，进而满足小空间长距离作业需求;第三，要搭设超前小导管功能，确保锚杆在推进时可以夹紧装置，避免锚杆受力不均出现弯曲现象;第四，格栅槽位铣剖功能和铣头要实现自调平，确保铣刨头断面实现垂直和平行;第五，还要具备格栅辅助架设功能，这样可以提升格栅拱架的平稳度，同时还便于安装;第六，要具备土方装运功能，促使机械装备具有浅埋暗挖机械化施工能力。但要注意的是，浅埋暗挖机械施工虽然具有相应的施工设备，但施工设备属于单体装备，在施工时需要将各个单体设备功能整合在一起，这样才能满足浅埋暗挖机械施工装备灵活性及一机多能需求。

2 浅埋暗挖机械化的工艺原理及控制标准

（1）工艺原理。在原有暗挖施工理论、不改变工艺流程、不降低施工质量的基础上，将超前小导管打设、格栅架设及土方开挖等工序实现浅埋暗挖机械化施工。该装备不仅可以将多种施工机械功能有效的融合在一起，而且还能提升设备动力、施工效率及施工功能等作用，同时还会让浅埋暗挖设备变得更加灵活多动，且左右壁可以相互配合，实现挖、装、铣等多种功能。

（2）适用范围。浅埋暗挖机械化施工要根据实际地层情况进行施工，这样才能确保装置充分发挥其作用。浅埋暗挖机械施工主要适用于粉土、黏土、粉质黏土、砂卵石等地层条件，但浅埋暗挖机械施工在施工时要在结构尺寸不小于高4 m、宽4 m的区间隧道进行作业，要是尺寸过小就会导致装置无法进入。

（3）工艺特点。浅埋暗挖机械施工技术具有以下几点工艺特点：第一，技术可靠，该技术装置满足任何台阶环形开挖施工流程和基本控制要求，所以该技术装置在使用过程中安全可靠;第二，机械化程度高，该技术装置可以对超前小导管打设、台阶土方开挖、运送渣土、格栅槽位铣剖、格栅辅助架设等等，不仅可以代替人工劳动，而且还能降低安全风险;第三，适应性强，该技术装备可以满足各种隧道及山岭的施工需求，且该技术装备还具有灵活性强、一机多能等特点，可以满足任何粉土、黏土、粉质黏土、砂卵石等地层条件;第四，施工速度快，要是施工人员熟练掌握该技术装备后，其装备工作速率是人工施工的2倍;第五，减少施工人数，浅埋暗挖机械施工人员可以在满足设备正常运行的情况下适时减少，不需要太多的人力;第六，节能环保，浅埋暗挖机械施工设备大都通过电力驱动，不需要燃烧汽油就能完成施工，这有效的降低力环境污染率，逐渐实现环保施工。

3 浅埋暗挖机械化施工技术要点

（1）超前小导管施工。利用浅埋暗挖机械施工工艺进行作业时，要先搭建超前预支护支架，并完成注浆作业，确保地层得到加固处理。在搭建超前预支护支架时，可以猜顶进法完成，但要确保拱顶不得超过180°，环向间距为300 mm，倾角在20°和25°范围内，导管外露长度要在20 cm左右，同时还要根据实际地层条件，选择合适材料进行注浆，且注浆要领要保持稳定，然后根据施工要求制定机械施工方案，由于浅埋暗挖机械施工工艺在作业时，容易受各种因素干扰，致使施工工艺变的较为复杂，所以在施工时要注意以下几点：①做好钻孔准备工作，要根据实际施工现场的地层条件及施工要求，合理标记钻孔位置;②在检验钻孔深度时，要根据实际情况及时调整钻杆的转速，确保钻孔从钻内顺利撤出，但要注意的是，在进行钻孔作业时，一定要由专员安排指挥;③安装小导管时，一定要在钻井完全停止转速后在进行安装，这样才能够确保作业环境安全。由于施工过程中，设备要不同的转速运行，锚杆机构和铣刨装置在长期运转下容易出现磨损现象，这就需要相关工作人员根据实际磨损情况及时进行更换，但在更换时，智能调节油缸旋钮，不可对其他按钮进行调节拆卸;④浅埋暗挖机械设备在进行粉土层作业时，可以通过静压来完成小导管打设，在进行砂卵石作业时，要配备振动自传设备，要根据实际地层情况，选择合适的装备配置。在进行小导管打设作业时，一定要先拱顶，然后在进行两侧作业，在完成打设后一定要进行注浆，等质量满足要求时再进行下一导管打设。

（2）土方开挖。在对台阶进行土方开挖作业时，浅埋暗挖机械设备的左右机械臂要协同工作，这样才能顺利完成施工，但在施工过程中要注意以下几点：第一，要根据实际施工地质情况，合理利用台阶法，确保台阶的长度在合理范围内;第二，在进行土方开挖作业时，要遵循由上而下原则，在拱顶处要先完成中间再进行两边，要是土方开挖是仰拱则顺序反之。要是开挖作业的为黏土及粉尘地层，则要用铣刨头，这样才能对土地进行合理分割，要是开挖的作业为砂卵石地层，则要根据实际地质情况，采用人工和机械相配合的方式进行作业;第三，设备在运行中必须保持稳定状态，要是在运行过程中出现异常，要及时停止运行，查看异常原因，并采取解决措施。要是在浅埋暗挖机械工艺作业时出现大石块，要先将大石块进行清理后再進行开挖作业，并且在开挖作业过程中还要积极控制铲斗工作状态，不可让铲斗出现碰撞隧壁的现象，否则就会导致施工作业出现不稳定现象。另外，在对粉细砂地层进行作业时，一定要注意山体滑坡现象，这就需要在作业时要及时施作卸力槽，但不能影响人们正常出行，在卸力槽和施工核心土之间要留余宽阔的通行空间。

（3）管棚支护技术。浅埋隧道与普通的隧道工程存在差异，浅埋隧道工程较为复杂，所以对其预支护技术提出了更高的要求。随着科学技术的迅猛发展，超前预支护技术也形成了较为成熟的体系，尤其是管棚预支护技术的应用，它不仅操作简单，而且施工成本低。管棚以管径为基准可以分为三类，即：小管棚、大管棚及中管棚，管棚的直径越大，去刚度越大，要是在两端设置支撑架，就可以有效的缓解因开挖作业出现变形问题。因此在进行开挖作业时，要想避免出现施工变形现象就要提高管棚与支撑架的刚度，但在设计管棚的支撑结构时，要具备以下特点：第一，管间的软弱围岩会因多种因素出现微供形状;第二，杆件要起到消除围岩压力的作用。常见的管棚设计法有锚固岩体法，在设计管棚方案时，要想确保设计方案合理，就要注意以下几点：①管径和间距;②管棚的支撑厚度;③注浆的压力和容量。

（4）双侧壁导坑法施工。要是在施工中遇到黏性土层地质条件，可以采用双侧壁导坑法。简单的说，就是将施工面分成6个小断面，挨个完成施工挖掘作业，但要注意的是，在进行挖掘时一定要进行浇筑。具体的操作流程如下，①两侧导坑上部施工流程：超前小导管、开挖、初喷施工、搭设格栅钢架并挂网、复喷、下一阶段;②施工两侧流程：开挖、初喷施工、搭设格栅钢架并挂网、复喷、下一阶段;③中间上部施工流程：超前小导管、土石开挖、搭设格栅钢架并挂网、复喷、下一阶段;④中间下部施工流程：土石开挖、搭设格栅钢架并挂网、封闭底部各仰拱。

4 施工注意事项

在进行城市轨道交通建设施工时，要注意以下几点：①进行台阶施工时，要根据实际地质情况开展作业，同时还要确保台阶的长度符合设计要求;②进行开挖作业时，一定要由上而下，要是拱顶的先挖中间，再挖两侧，要是仰拱的，先挖两侧再挖中间;③在进行黏土粉土地层开挖作业时，要采用环形留核心法进行施工，对于砂卵石地层，要人工和机械相互协作;④在使用环形留核心法时，要确保不会出现反坡;⑤设备在运行期间出现异常或者故障，要及时停止运行;⑥要是在作业中遇见大石块，要先将其清除;⑦在进行开挖作业时，确保铲斗运行平稳;⑧铲斗在开挖格栅槽时禁止碰撞隧壁;⑨在砂卵石地质开挖台阶时，要避免出现坍塌现象，并且卸力槽和施工核心土之间要确保人行通过。

5 结语

由于城市軌道建设施工较为繁琐复杂，致使在施工中经常出现这样那样的问题，而暗挖法工艺技术可以有效的缓解这一问题。由于暗挖法工艺在使用过程仍然需要大量的人力和物力，且施工效率不高，而暗挖机械化施工技术可以有效的缓解这些问题，因此暗挖机械化施工技术在城市轨道交通建设中得到了广泛的应用，该技术不仅可以提升施工效率，而且还能降低劳动力度和安全风险，这为城市轨道交通建设发展奠定了基石。

参考文献：

[1]向江波.城市地铁施工技术中浅埋暗挖法的应用[J].安徽建筑，2020，27（01）：133-134+144.