有關地鐵施工中隧道施工技術分析

呂 飛

中鐵一局集團第二工程有限公司，遼寧沈陽 063004

1 雙連拱方案的分析

連拱隧道段通常具有比較復雜的結構，由于地鐵隧道斷面會根據情況出現變化，會提高地鐵隧道的工作難度，并延長工作周期。因此選擇科學、合理的施工方案可以有效的提高施工效率，并且保證施工質量。在制定施工方案時，需要考慮一下幾點：

1）地鐵隧道的施工安全；

2）地鐵隧道的結構安全;

3）在保證質量的前提下降低施工難度;

4）在保證質量的前提下縮短施工周期;

5）提高經濟效益。

本文主要介紹單一式中墻施工方案和分離式中墻施工方案。

1.1 單一式中墻施工方案

單一式中墻施工方案的具體施工方法如下：

1）首先從右線雙連拱小洞隧道開始施工，并且向折返線側搭建臨時施工通道、雙連拱和三連拱中墻，然后及時支撐中墻，并且在執行操作時避免偏壓；

2）完成中墻襯砌的相關工程后，根據“先小后大、封閉成環”的施工順序和原則，采用臺階法對右線進行施工時，采用CRD工法對大跨度的折返線隧道進行施工；

3）當工程進行到折返線側時，首先完成三連拱和雙連拱中墻的施工，然后再進行右線掘進；

這種方法在地鐵隧道施工中應用比較普遍，但是該方法在應用中存在工作復雜、工期較長、施工成本高等缺點。

1.2 分離式中墻施工方案

分離式中墻施工方案的具體施工方法如下：

1）該方案使用兩個單洞，并且采用分離式中墻，在施工時首先修建右線單線隧道；

2）在進行三連拱隧道施工時，首先進行單線施工，然后進行中墻襯砌；

3）按照CRD工法對大斷面的右線雙連拱隧道進行修建；

4）進行折返線的施工時，工序與右線相反。

分離式中墻施工方案與單一式中墻施工方案相比，工序簡單、施工難度低、工期較短、有利于防水、建造正本低等優點，并且對核心巖體進行了保留。

2 三連拱段施工方案

進行右線施工時，首先根據工程要求修建三連拱隧道，全環設置格柵，格柵間距為0.6m/榀。使用混凝土進行全環噴射，對中墻拱頂進行加強，進行中墻施工時，在格柵接頭的位置需要破除一個縱向加強梁。使用靜態爆破或微差弱爆破的方法進行中墻開挖，完成中墻開挖施工后立即對中墻進行二次襯砌。在完成中墻施工后，需要采取支護措施，并且回填中墻空隙。在完成一側的施工后，再開始修建對另一側中墻，完成了兩側中墻的修建后，對兩側單洞隧道進行二次襯砌。最后修建三連拱隧道。

3 地鐵隧道施工關鍵技術

在對連拱隧道段進行施工時，需要保證施工人員嚴格遵守工作紀律和施工要求，提供良好的施工條件，而且在施工中需要提供強大的技術支持。

3.1 對拉錨桿和加強錨桿

由于施工方案中沒有使用單一式中墻，中墻開挖后厚度為0.8m，因此需要設置加強錨桿以及對拉錨桿。其中對拉錨桿要求的規格為采直徑22的鋼筋藥卷錨桿，長度變化范圍在0.8m～2.0m之間，采用0.6m×0.5m的間距進行施工。加強錨桿的規格要求為直徑25，長度3.0m的中空注漿錨桿，使用0.6m×0.8m的間距設置在中墻的邊墻處和兩側仰拱處。

3.2 中墻夾巖柱體注漿加固

中墻巖體最薄的地方，厚度可能僅有0.15m。而且施工過程中的開挖、爆破等操作會導致圍巖松動，將對其承載能力產生不良的影響。所以，需要在中墻的仰拱出、墻以及拱頂處分別注漿，以提高承載能力。注漿時，預先埋設直徑42的鋼管，使用1:1的水泥和參數為30Be～45Be的水玻璃組成雙液漿進行注漿，注漿的壓力范圍為0.2MPa～1.0MPa。在工程的兩次的開挖施工時，都需要對中墻注漿，并且在完成最后開挖施工后，需要對中墻夾層注漿，并達到飽和。

3.3 微差微震爆破技術

地鐵隧道使用鉆爆法進行“0”間距開挖施工。由于地鐵隧道很可能穿過建筑物密集的地區，因此在進行預留光面層爆破時，需要保證產生的振動在規定的范圍之內，所以需要使用微差微震爆破技術。如果地層的圍巖等級為Ⅲ級或Ⅳ級時，在爆破時需要注意以下幾點：

1）使用速乳化低震炸藥進行爆破；

2）每循環進尺控制在0.6m～0.8m范圍內，炮眼之間保證0.4m的間距，合理規定藥量，并且保證光面層爆破的質量；

3）起爆網絡采用不對稱系統，使用非電毫秒雷管進行多段位起爆；

4）中墻處的開挖施工使用兩次施工的方法，首先在光面層預留1m，在距離中墻較遠側布置掏槽眼，在預留光面層上布置適量的空眼，合理控制藥量，然后在該光面層進行二次爆破。施工時避免超挖，使用人工風鎬對欠挖處進行處理。

這樣，可以在二次爆破時，有效的減小了爆破產生的振動，達到保護中墻的目的，有利于使用“0”距離的方法開挖連拱隧道。

3.4 輔助剪刀撐加強支護

使用ANSYS有限元軟件進行模擬分析，在修建小斷面隧道時，為了是施工安全得到保障，需要使用輔助支撐的方法加固小斷面隧道，避免爆破時的振動和沖擊導致偏壓，或者在開挖巖層時，避免釋放負荷造成的偏壓。

選擇I20型鋼作為支撐材料。在兩端格柵處放置預埋鋼板，在施工時，將I20型鋼焊接在預留鋼板上。然后選擇高強螺栓進行進一步加固。在布置支撐時，支撐的間距規定為0.6m，這樣可以保證所有格柵都有支撐，支撐需要布置到雙連拱隧道兩端各1.2m處，而且支撐的布置工作需要在大斷面隧道開發前完成。在布置支撐時，需要根據施工條件和工程設備大小選擇最好的布置方法。大量的地鐵隧道施工經驗證明，在進行隧道施工時，布置支撐可以有效的保證施工安全和工程質量。

3.5 信息化施工

為了使隧道的施工安全和結構安全得到保證，需要實時掌握隧道的施工情況，對施工地層的地質特征和具體情況進行分析，制定科學合理的施工方式。通過實際測量顯示，該方法在進行小斷面隧道施工時，最大沉降的測量結果是14.6mm；進行大斷面隧道施工時，最大沉降的測量結果是17.2mm，結構收斂最大值的測量結果是7.6mm，施工時地面最大沉降的測量結果為10mm，開挖三連拱中洞的拱頂時，最大沉降的測量結果為22.8mm。

4 結論

本文通過對地鐵隧道施工技術進行分析，詳細說明了各種施工方案的優點和缺點、施工工序，本文使用兩次爆破的方式，有效的縮短了施工工期，降低了施工成本，提高了工程質量和施工安全，并且對中墻的保護和加固方案和爆破技術進行了闡述，希望對地鐵建設的隧道施工提供參考。

[1]劉小兵.雙跨連拱隧道中墻結構合理形式研究[J].施工技術，2004-10，15.

[2]汪俊明.軟弱圍巖地段雙連拱隧道施工技術[J].西部探礦工程，2003，6.

[3]GB50299-1999 地下鐵道工程施工及驗收規范[S].北京：中國計劃出版社，1999.