复杂环境下地铁暗挖洞群施工工艺探索

摘 要：为保证城区下地铁施工工程中大型暗挖洞群的顺利完成，对施工过程中的各项施工工艺进行研究是必要的。本文主要对复杂环境下地铁暗挖洞群施工过程中的各项施工技术、施工流程和关键问题进行探讨，为今后类似工程的成功实施提供了借鉴。

关键词：复杂环境；地铁；暗挖洞群；施工工艺

中图分类号： U231 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着我国城市发展速度的加快，城市交通拥堵问题已经成为我们急需解决的重要问题之一。为了保证城市交通拥堵现象的顺利解决，有效利用城市地下空间资源，修建地铁是一个有效的科学方法。在城市地铁建设的过程中，地铁洞群的开挖面积较大、施工情况也相对复杂，以往使用的明挖施工会对交通的正常运行造成影响，同时还会破坏市区环境。因此，我国地铁施工中目前最常用的施工方法是暗挖施工，即首先对软土层进行加固处理，然后根据复合式衬砌结构，实现对地面沉降和施工安全的控制。但是，地铁暗挖洞群的施工工艺比较复杂，尤其是面对复杂的施工环境，这就必须保证各个施工环节的精确，这里我们对复杂环境下地铁暗挖洞群施工过程中的各项施工技术、施工流程和关键问题进行探讨。

二、地铁暗挖洞群施工的技术特点

（一）刚性支护

地铁暗挖法施工过程中，支护时间要尽量提前，支护刚度要尽量加大，这样才能方便对地中和地表变形沉陷的控制。除了需要选择合适的开挖方法和支护方式以外，还可以使用改良前方岩石或超前支护等措施对底层沉降变形进行控制。

（二）围岩变形会对地表造成影响

有时隧道埋深较浅，覆盖层较薄，这时使用暗挖法容易对地表造成影响。因此，为避免破坏地面建筑、线路管网和路面交通等，要对地中和地表沉陷变形进行严格控制。具体来说，要考虑因开挖对围岩沉降造成的直接影响和因围岩支护体系变形引起的整移影响。

（三）施工前进行试验分析

对于复杂环境下的地铁隧道施工工程，通常需要在施工前选取一段地质条件具有代表性的工程进行试验。完成工程结构设计、方案后，要先在试验段进行测试分析，以评估工程中地表沉降情况、支护应力状态和对周围环境的影响等内容。

三、复杂环境下地铁暗挖洞群施工工艺介绍

（一）开挖方法的选择

通常情况下，一般的山岭隧道可以使用正台阶法进行施工；而对于城市和城市附近区域可以采用上台阶分部开挖的方法或者短台阶开挖方法；大断面城市以及山岭隧道可以应用单侧壁导坑法、双侧壁导坑法或者隔墙台阶法进行施工；城市内各个地铁车站的建设、地下停车场的建设等跨度较大的隧道则采用侧洞法、柱洞法或者中洞法。对于隧道断面较大时最好不要使用全断面开挖的方法。实际施工过程中要尽量避免对周围岩石的扰动情况，这时最好使用掘进机或者人工开挖。如果必须要使用爆破进行开挖时，要尽可能采用弱爆破、短进尺的爆破方式，并对爆破震动情况进行实时的监控。

（二）支护方式

暗挖施工隧道一般采用复合式的衬砌。支护时主要包括三种情况：

1、初期支护承受全部负荷，二次支护作为安全储备；

2、初期支护与二次支护共同承担全部负荷；

3、初期支护作为临时支护设备，二次支护承受全部负荷。

（三）洞内辅助施工

通常情况下可以按照如下程序依次进行施工：上半断面留核心土环形开挖->喷射混凝土封闭开挖->超前锚杆或超前小导管支护->超前小导管周边注浆->设置临时仰拱->深孔注浆加同及堵水->长管棚超前支护注浆。

（四）洞外辅助施工

根据施工场地的实际地质情况可以对管棚超前支护，地表锚杆或地表注浆加固，冻结法固结地层，降低地下水位法等几种洞外辅助施工技术有选择的使用或同时使用。

（五）滑桩法扣拱施工技术

滑桩法在暗挖洞群的施工过程中具有支护强、分块小和断面小的优点，因此是暗挖施工中控制沉降的最有效方法。滑桩法扣拱技术包括初支扣拱与二衬扣拱两种，下面我们分别进行介绍：

1、初支扣拱

首先对拱部的土体进行超前注浆加固，并在粉细砂地段的每榀格栅处设置导管，导管间距离和导管长度则需要根据实际设计需要进行设置；开挖过程中要设置临时的中隔壁和扣拱，其它地段则需要按照实际情况对主拱开挖次数进行确定。主拱开挖时要将导管壁破除，破除部分要尽可能的小，然后去除导管格栅钢架钢筋，对于主拱初支范围内的导管则要尽量保留。接下来需要安装格栅钢架，一般使用螺栓将角钢和边拱格栅进行连接，并回填注浆管喷射混凝土，首先对两边的未填满部分进行喷射，然后再对拱部混凝土进行喷射。初支施工过程中要求格栅钢架的焊接应用双面搭接电弧焊的焊接方式。钢架焊接完成以后要在水平地面上进行试拼，以保证误差最小化。

2、二衬扣拱

首先对初期支护进行基面处理，然后使用砂浆抹面找平，铺设防水层后在防水板上焊接二衬背后注浆管。在进行边墙和拱部二衬钢筋绑扎时要注意防水层的保护，防止钢筋头对防水层造成破坏，钢筋焊接时还要使用防火板将防水层挡住，并由下向上分层进行混凝土灌注，两侧则同步进行，这样可以避免造成脚手架的侧压问题。

四、结论

目前，地铁暗挖施工技术在城市地下隧道修建过程中发挥了重要作用，不仅保证了地面交通不发生中断和地下管线的正常使用，还有效避免了对周围环境造成的污染。因此，在城市地下停车场、地下过街道、地下市政管线等工程中得到了广泛的应用。但是，我们也要注意到暗挖施工的缺点，例如成本高、施工慢、粉尘较多、高水位地层防水困难、劳动强度较大、机械化利用程度不高，以及施工效果受施工人员技术素质影响等。因此，地铁暗挖洞群施工技术还需要进行更深入的研究。

参考文献

[1]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论[M].合肥：安徽教育出版社.2004年.

[2]黄瑞金.地铁浅埋暗挖洞桩法车站扣拱施工技术[J].地下空间与工程学报,2007年4月3卷第2期.

[3]吴法兵.浅谈地铁车站的浅埋暗挖法施工[J].科技资讯,2009年第21期.