某城市地铁施工20讲：2.2m高度的拱顶开挖方法

在松散不稳定地层中暗挖作业时，所选用的施工方法及工艺流程，应保证最大限度地减少对地层的扰动，提高周围地层自承能力和减少地表沉降。根据不同的地质条件及隧道断面，选用不同的开挖方法，但其总原则是预支护、预加固一段，开挖一段；开挖一段，支护一段；支护一段，封闭成环一段。

某城市地铁在砂性土和黏性土中开挖单线区间隧道时，采用留核心土的半断面施工法。其开挖顺序见图7-5。拱顶部开挖高度为2.2m，顺着拱顶外轮廓线进行环状开挖，并留核心土，将拱部弧形格栅拱架嵌入，挂网喷射混凝土。这种开挖方法的优点是便于操作，围岩扰动范围小，一旦发生坍塌，便于及时处理，适合不稳定的地层。这种方法的缺点是上台阶不可能采用机械化施工，故应尽可能缩短台阶长度，以便将上部土方倒至底部装车运走，又便于尽早封闭支护。该工程Ⅱ部开挖距Ⅰ部开挖面5m，并在拱脚两侧按品字形进行。同时，将格栅拱架接长至拱脚，并在该处安装两根锁脚锚管，锚管长2m，通过锚管向拱脚部位土体注浆。锚管向下呈45°角。以此加强拱部与周围土体联结，防止开挖底部时发生掉拱事故。Ⅲ部包括两侧边墙，中部核心土及底部仰拱，这部分土方采用单臂掘进机，配矿车出渣。落底工序纵向每次1m，要求快速开挖，及时支护，尽早封闭。

图7-5 半断面施工步骤图

当周围地层稳定性好时，可选用长台阶半断面施工方法。这时，隧道开挖机械可布置到上台阶进行施工，加快施工进度。但拱部初期支护长时间无法封闭，当拱部地层压力较大，拱脚部位土体不能提供足够反力时，整个拱部土体将连同支护一起下沉，严重时拱脚部位土体将产生滑移，涌入隧道。当遇到这种不利情况时，可施作临时仰拱，形成半断面临时闭合结构，促使地层稳定。临时仰拱的安设与拆除必然要增加工程量，增大工程费用。因此，当土体稳定性并不十分可靠时，应慎重选用这种施工方法。(www.xing528.com)

浅埋暗挖法中所选用的施工机械，除局部遇有坚硬岩石需要爆破以外，各类土层或严重风化的基岩均可采用短臂反铲机械进行开挖。

出渣可以用有轨运输，也可以通过斜井，采用汽车运输。但由于城市条件往往不允许在白天用汽车将渣土运至卸渣场，需要在工地存渣场暂存，等夜间在市容管理部门允许的时间内将渣土倒运至卸渣场。在这种情况下，汽车进入隧道实行无轨运输的组织方式就没有太大实际意义了。故一般多采用有轨运输，通过竖井提升到井口堆渣场，然后进行倒运。

施工用的竖井和斜井应尽可能设在未来的区间风道位置上，这样待工程结束后便于将其改建成通风井，减少废弃工程量。竖井和斜井的断面尺寸是根据工程需要和可能进入隧道内的最大部件或机具设备最大尺寸进行规划的。竖井可做成方形、矩形或圆形。井壁可以采用地下连续墙，现浇模筑混凝土或拱架锚喷混凝土，根据工程地质条件、工程需要和施工单位具有的施工经验来确定。

隧道开挖轮廓线是根据隧道设计轮廓尺寸、施工误差及最大变形量而定的。施工中要严格控制开挖轮廓线，防止超挖，但不要欠挖。当采用机械开挖时，沿轮廓线预留10cm厚的人工找平层，用手工修边。