探究地铁施工重点与质量控制方法

摘要：伴随着我国社会经济的不断发展，也相应的促进了我国道路施工的发展。在实际的施工中，通过采用先进的方法，进而全面的提高了施工的水平。本文就地铁施工重点进行探讨，并对其地基沉降等质量问题提出一定的方法，以供参考。

关键词：地铁施工；盾构监测；基坑施工；浅埋暗挖法；隧道施工技术；地面沉降控制

中图分类号： U231 文献标识码： A

引言

随着我国国民经济的增长，城市建设的不断发展，城市交通拥堵的问题日益严重，人们对城市公共交通发展的需求和要求不断加大，城市轨道交通发展迅速。在城市地铁施工中采用明挖的方法，严重干扰了地面交通，并破坏环境。浅埋暗挖法是一种在离地面很近的地方施行各种地下结构暗挖施工的方法，对地面交通影响较小。但因施工中场地环境、地下管线错综复杂，如何在有效加固地层的基础上，防止施工过程中土方坍塌并有效控制地表和管线沉降，是暗挖工程施工中经常遇到的难题之一。

一、工程概况

上海某地铁出入口位于交通繁忙的金沙江路上，由于地铁车站施工原因，出入口所处路段为单向两车道，车流量大。出入口顶板覆土较浅，仅为6.4m，管线众多，主要有300mm上水管， 500mm煤气管道，800mm雨污水管道以及7孔高压电缆等。综合考虑交通影响、管线安全、施工安全及施工工期等因素，决定采用冻结法进行施工。出入口所处地层为②1砂质粉土、②3-1灰色砂质粉土、④淤泥质黏土及⑤1-1黏土层，出入口土层及管线位置如图1所示。

图1土层及管线位置示意

二、地铁盾构施工前的侧加固措施分析

地铁盾构施工前需要做地基处理，对地铁地基施工采取一定的加固措施能够大大提高地铁地基的承载力，提高地铁使用寿命，对施工企业具有一定的经济学意义。目前铁路地基加固施工中最常用的方式就是注浆加固措施。在注浆加固施工前首先应对工程建设地区状况进行实地勘测，而后再根据勘测资料分析该工程地质的特点，比如本文所选取的该工程所在地区的地质状况具有高压缩性，低强度，且容易产生触变及流变等现象，工程地质相对比较差，在这种地质中若施工操作不当，极易造成地层中出现塌陷，为了避免这一状况，施工企业一定要正确开展地基加固施工，只有这样才能有效控制地表沉降，保证后期盾构挖掘施工的顺利进行。

三、浅埋暗挖法隧道施工技术

（一）、浅埋暗挖法的施工原理

浅埋暗挖法是按照新奥法做为施工的基本原理。其主要是使用复合衬砌的方式，初期的支护将承担了工程全部的荷载，而二衬主要是为安全做准备的，初支和二衬也一同承担较为特殊的荷载。浅埋暗挖法采用了多种的辅助工法，使用超前的支护对围岩进行改善加固，充分调动围岩自身的承担能力。浅埋暗挖法有效的结合了当今信息化的设计和施工。

通过对隧道施工中使用的浅埋暗挖法多次实践分析，大多数都是在较为软弱的地层地下的位置施工，当然这种位置围岩的自承能力也是比较差的，为了能更好的控制地层的沉降，需要初期的支护刚度要大。如图2所示，其中需要注意的是ABC三个位置中，C的位置要尽量的靠近A的位置，意思就是要尽量的增加支护的承载力，降低围岩的自承载，在施工的过程中需要注意初支的施工是从上向下的过程，在初支稳定后才可以做二衬。

图1支护刚度曲线和围岩特征曲线的示意图

（二）、浅埋暗挖法的施工原则

浅埋暗挖法的施工原则主要对施工地面扰动小、快速、经济的挖掘方法，在一些地层较差或是断面大的位置，完全可以使用一些合理的辅助方法进行施工，相反，如果施工地层较好或是断面较小的位置，完全可以使用全断面的开挖法；在施工过程中不要轻视辅助工法的选择，有很多的地方都会用到辅助工法，要注意进行合理的选择，特别是在开挖面不稳、地层较差的位置，在选择好辅助施工的措施后，还应优先使用大断面的开挖法；要准备较全面的施工套装，通风、装运、开挖、防水等作业都是有利的施工条件，当然，前提是设备的经济投入量不得少于工程造价的十分之一。

四、地铁盾构监测措施及基坑施工技术控制

做好地铁地基加固施工是顺利进行后期施工的基础，而地铁盾构监测工作则是保证整个地铁施工质量的关键，因此要全面进行地铁盾构监测措施，本文笔者针对地铁普通部分与重点部位的监测分析，并研究了地铁基坑施工中的技术控制。

（一）、地铁普通部位的沉降及水平位移监测

在地铁盾构监测工作中，对于普通部位的沉降监测，应根据地铁施工现场的实际条件，按照一定的施工等级分别对基准点、施工基点及沉降监测点进行依次控制。当基准点和监测点两者之间形成闭合或者是与水准路线附合后，应取两次监测数值的平均值，并将该平均值当作初始高程值。与此同时在对水准线路进行观测时应与基准点或者是施工基点保持同步，监测得出的各项数值结果的偏差应控制在相关要求范围内。

（二）、地铁盾构重点部位沉降监测

一般在地铁盾构重点部位沉降监测中都是采用电水平尺法，这是由于电水平尺的功能性及作用决定的。电水平尺在安装时是紧贴着被测对象的，既不会影响行车，同时还能够自动读取监测数据，比较适合在行车封闭路段时进行全方位，且连续的沉降监测。

五、地铁入口冻结法设计

针对本工程的工程特点及施工控制要求，冻结设计如图3，4所示。

图3工作井侧冻结孔布置

图4车站侧冻结孔布置

主要冻结参数如下:冻结壁设计有效厚度1.8m，冻结壁设计平均温度≤－10℃，积极冻结时间40d，冻结孔91个，卸压孔37个，解冻孔10个，测温孔19个。

六、冻结法施工

（一）、施工工艺流程

施工准备冻结孔钻进冻结管路连接积极冻结冻结效果分析凿除工作井侧连续墙探孔检验开挖施工构筑施工融沉注浆。

（二）、冻结孔施工

采用AOX-300Y-25型开孔钻机进行地下连续墙开孔工作，利用H190型夯管锤进行夯管成孔，利用经纬仪灯光测斜法进行冻结孔测斜工作。冻结管选用89mm×8mm低碳无缝钢管，采用内节箍对焊连接，供液管采用48mm×4.5mm焊接钢管，卸压孔选用108mm×8mm及89mm×8mm低碳无缝钢管，采取内接箍对焊连接。卸压孔采用花管形式，管端部安装单向阀。测温管选用89mm×8mm低碳无缝钢管。冻结孔施工完毕进行管路打压试漏，试压合格后进行安装工作。

图4温控区孔位布置

七、浅埋暗挖法的施工技术

采用喷射砼、钢筋网、锚杆、格栅钢架进行初期支护，喷砼厚度20cm。喷射砼拌合站拌合，锚杆采用φ22砂浆锚杆，锚杆长3.0m，环向间距拱部0.8m、边墙1m，采用风动锚杆钻机或风钻（利用多功能台架钻孔），钻至设计深度后，用高压风吹孔，用注浆泵向孔内灌入孔深2/3的砂浆，打入锚杆，孔口不满部分用泵补灌，再用砂浆将孔口抹平，安装托板螺栓。钢筋网由φ8钢筋制成，网格间距25cm×25cm，在系统锚杆施作后安设。钢筋网随被支护岩面的实际起伏状铺设，与被支护岩面间隙约3cm，钢筋网与钢筋网连接处、钢筋网与锚杆连接处点焊在一起，使钢筋网在喷射时不易晃动。钢筋网在加工厂加工成片，在洞内再焊接起来形成整体。

（一）、开挖方法

在采用浅埋暗挖法进行隧道施工的过程中，首先要根据施工环境、施工要求、工程特点、施工单位以及围岩情况进行详细的分析，然后再选择合理有效的开挖方法，特殊工程应对其进行试验和验证，确保工程施工的可靠性。在隧道施工中，台阶式的施工方法是经常用到的开挖方法，在隧道施工中应用的方法还有很多种，都是根据隧道施工的类型而选取使用的开挖方法。

（二）、辅助施工方法

利用浅埋暗挖法对隧道进行施工的过程中，会使用到很多种的辅助施工方法，其中辅助施工方法的选择正确与否，也将直接对施工工程的造价以及成败有着很大的影响。要针对工程的地质条件分析，结合综合因素考虑选取使用的辅助施工方法，如果有多种辅助施工方法都可以使用的话，要优先考虑简单的辅助施工方法，为了进一步确保隧道施工工程的安全和质量，也可以同时使用两种或几种辅助施工方法进行施工。

八、质量控制方法

（一）、根据施工地层具备的条件选取合理的施工方法

台阶法是隧道施工过程中较为常用的施工方法，而每项工程隧道施工的地理位置也是不一样的，因此，每项工程施工的台阶法也是有一些区别的。台阶法的主要运力就是预留成型的核心土，而在使用台阶法施工前，应分析并确定施工地点的地层条件，根据分析结果来选取台阶法施工的台阶长度。

（二）、及时施作二次衬砌

在隧道施工的过程中，为了确保施工地层尽快的恢复稳定状态，需要及时的施作二次衬砌环节。其主要是因为利用浅埋暗挖法施工的地段大多都是软弱的地层，而这样的地层位置大多数都是属于富水地层，随着施工过程中的渗排水推迟，地表也将出现大范围的沉降现象，相应的地层刚度与初期支护刚度的相互作用也将会越来越强。

（三）、提高施工的效率

提高施工工作效率，可以更好的保证隧道施工的顺利完成。隧道施工效率讲究的是时间，只要严格的按照施工规定的程序要求施工，尽量缩短施工时间，那么在施工过程中，地层应力的释放就会有着有效的控制度，相应的地层内部的变位也将随之减小，对隧道施工的整个过程也得到了更好的控制。

结束语

总之，地铁地基属于地铁结构中的基础性构造，在整个地铁施工中起着基础性与决定性作用，若地铁地基质量无法得到保障，那么后期施工质量就无从谈起，因此在地铁地基施工中要采取注浆加固的方式，提高地基的抗压能力与承载力。

参考文献

[1]骆培明.地铁盾构穿越既有铁路营业线的加固和监测方法[J].铁道勘察,2010,12(01):44-45.

[2]韦大敏.公路路基施工技术探讨[J].中国高新技术企业,2009.