暗挖法地铁施工技术分析

摘要：我国传统的地下铁道建设多为明挖法、盖挖法，但是这些方法往往受到特殊环境限制，这时就会采用地铁暗挖法。地铁暗挖施工技术是最新发展而来的技术，施工过程较为复杂，但是在车站与隧道的建设中都有很好的应用，能够满足周边环境对地铁建设的要求，符合地铁施工的要求。

关键词：暗挖施工；地铁建设；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码： A

引言

随着我国城市化进程的不断加快， 地铁建设的规模也逐渐扩大， 暗挖法施工更加广泛地应用到地铁建设中。暗挖结构对周边的环境影响极小， 但是施工风险却很大， 这就对施工提出了更高的要求。作者就结合相关的地铁工程建设， 对其暗挖法在车站与隧道建设中的应用进行了分析。

一、浅埋暗挖法施工原理及特点

1、浅埋暗挖法施工原理

浅埋暗挖法是针对松散且埋深较浅土层及软弱破碎岩层的自立性，在保证地表完好的前提下利用竖井掘进的施工方法。采用浅埋暗挖法施工需要注意两点问题：一是要求开挖面具有一定的自立性和稳定性，二是禁止带水作业。该施工方法适用于软地层近地表隧道的暗挖施工，应用刚性复合衬砌作为基本支护结构。施作前有一个前提，即要求超前加固、处理软弱地层。它以施工监测为手段，并以此来指导设计和施工，保证施工安全，控制地表沉降。

2、浅埋暗挖法施工特点

首先，城市地铁通常建在地质条件复杂的地段，而且地铁附近的建筑设施及交通状况错综复杂。按常规，可选择特殊地段以及有代表性的结构物作为试验段。经过调研分析进一步优化调整地铁隧道的设计及施工参数。其次，浅埋暗挖隧道施工会扰动地表结构，需要采用超前加固对地层进行改良，选择科学的开挖工艺，布设刚性支护体系，避免过度扰动地表结构，防止地表沉降或坍塌，同时尽量不妨碍路面通车，避免大范围拆迁。最后，浅埋暗挖法可以灵活应用在各种断面形式（单线、双线及多线、车站等）和变化断面（多层断面、过渡段等）中，且应用效果良好。

二、地铁工程浅埋暗挖施工技术的注意事项

1、施工过程台阶步距的控制

在单洞隧道施工阶段，上下导洞的掘进间距通常控制在3-5m之间，可确保有效的封闭成环；若台阶长度达不到设计要求，洞内纵向破裂面超出了作业面，洞顶土体就可能下滑，打破洞体的稳定性。另外，如果掌子面支撑力达不到预期要求，可能造成掌握面朝向已经开挖隧洞的移动变形，出现地层变位的情况，地表沉陷程度进一步加深，不利于安全施工。若台阶长度超过设计值，隧道开挖过程中纵向变位更明显，致使上导洞断面受力不均，并且扰动周围地层，增加塑性区，而此时拱脚附近可能因集中受力而失稳。此外，出现这种情况后材料搬运也会受到影响，上下台阶中钢格栅成环时间会延长，使得拱脚上台阶钢格栅下沉，沉降程度进一步加深。台阶长度根据现场条件及施工要求而定。总体来讲，台阶长度首先要满足初期支护形成闭合断面的要求。若围岩失稳，可适当缩减闭合时间。除此之外，台阶长度必须考虑上半部断面开挖所需的空间大小，避免开挖时造成相互影响，拖延施工进度。

2、施工过程隧道二衬的模板控制

如果不能将模板牢固固定，极易发生漏浆、胀模等问题，对墙面平整度、完好度产生影响；在双联拱隧道的隔墙模板中，采取内部纵向、横向分别布置内拉螺栓的方法，根据模板的大小确定纵横向的间距；在模板以外设置外支撑力，将着力点落于平面中，避免某一位置的应力过于集中，造成模板移动，影响整体质量。

二、暗挖法在地铁车站施工中的应用

1、大、小管棚超前支护

为了保证地铁站建设开挖的安全，保护地下管线，预防砂层坍塌，车站在建设时可以选择大、小管棚进行超前支护。管棚采用直径108mm、壁厚5mm的无缝钢管，管身上钻有6mm～8mm的孔，以梅花形布置，孔距分布均匀，约为30cm[1]。注浆时，选用改性水玻璃浆作为材料，受注浆压力0.2MPa～0.3MPa的限制，工程在注浆时需要选用水泥砂浆，浆液配比1∶1∶1。注浆过程中，受注浆压力的作用，浆液冲开封片，冲液顺势进入粉细砂层中。小导管的注浆则采用段段推进的方式，注一小段浆，就开挖一小段，这里需要强调的是导管间的距离需要严格控制在33.3cm，水玻璃浆在注浆时需要控制PH在2-4间，只有这样才可以保证大、小管棚的超前支护满足地铁车站的建设要求。

2、上下两步台阶开挖

地铁建设中的粉细砂土层多比较密实，但是自稳能力较差，无法形成自然的应力拱，这样就很容易造成大面积坍塌。因此，为了避免这种情况的发生，地铁车站的建设工程可以选用上下两步台阶开挖的方式，这样既能保证掌子面的稳定，也能保证施工安全。上台阶需要事先预留核心土，坡度控制在1/3左右[3]。下台阶的土体则要保证坡度在1/6。在轮廓拱腰处开挖时采用倒坡形式，首先在下台阶掏槽开挖，为这个部位的侧墙提供支护，而后再开挖剩余的土体，这样能够最大限度地避免塌方，确保施工的安全。

3、土移监测

地铁车站建设多为换乘车站，而换乘车站所处的环境又相对比较复杂，因此在采用暗挖技术对地铁车站进行施工时也比较难以进行，特别是在施工过程中，无法避免地就会造成施工通道周围的土体发生不同程度的水平与竖向位移。这就要求工程人员需要在施工过程中布设土体的分层沉降测点和土体的水平位移测点，随着施工的进行，对土移进行监测，这样便可以及时了解地铁车站暗挖技术的施工对周围土体的影响程度，同时工程人员还需要对监测结果进行分析，对工程的施工技术进行优化。

三、暗挖法在地铁隧道施工中的应用

在地铁的隧道建设中，经常会遇到隧道贯穿河流的情况，在这样的情况下施工，对地铁工程本身就是一个巨大的挑战，因此可以选用暗挖技术进行施工，确保工程的可行性与安全性。

1、围堰导流

选用暗挖技术建设地铁隧道，既可以确保工程的顺利进行，也可以保证工程的质量，围堰导流就是其中的具体应用。由于该隧道工程受河水流的影响，在施工过程中需要先疏干上、下游围堰之间的存水，这样可以在一定程度上减少隧道拱顶土层的含水量，更加有助于施工，但是这里需要强调的是围堰导流的时间需要在特定的季节完成，最佳方案是在河流枯水期和暗挖隧道开挖前1个月左右施工，这样才可以确保围堰导流发挥其真正的功能，为地铁隧道建设的后期工作打下坚实基础。

2、双排小导管超前注浆加固

在地铁隧道开挖到河道的加固段后，为了保证施工质量，在拱顶需要采用双排小导管超前注浆加固。超前下层小导管采用φ32的小导管，注浆也采用改性水玻璃浆液，至于超前上层小导管也与超前下层小导管相同，采用φ32的小导管，注浆采用超细水泥-水玻璃浆液，注浆加固固结范围外轮廓需要控制在2.0m左右，这样能够保证地铁隧道的安全。

3、合理控制回填注浆的压力

在确定注浆材料后，便需要在一定压力下进行回填注浆，回填注浆需要克服管道阻力以及土体与初期支护之间的空隙阻力，如果注浆压力过大，很容易引起初期的支护变形。在回填注浆时常会采用注浆泵，注浆处的压力需要控制在0.3MPa-0.4MPa，注意不能超过0.5MPa。

结束语

浅埋暗挖法进行地铁车站施工，不但可以保证地表交通的正常运营，也能够避免对环境造成破坏。对于施工时的重点技术环节要严格按照设计要求进行，使浅埋暗挖法能够充分发挥其优点，在施工时，要结合实际情况选择最为合理的施工方法，以保证地铁车站工程的平稳安全进行。

参考文献

[1]李胡宁.浅埋暗挖地铁车站施工控制技术[J].隧道施工技术，2011（25）.

[2]曹振.西安地铁盾构施工安全风险评估及施工灾害防控技术[D].西安科技大学，2013（12）.

[3]宋宜容，陈广峰，夏世龙，等.暗挖法地铁施工测量与反馈技术[J].铁道工程学报，2010（03）.

[4]梁希福，徐静涛，常彦荣，等.地铁施工中的监测技术与安全风险管理[J].北京测绘，2009（01）.