地鐵暗挖車站施工保護技術探究

董占武

【摘 要】文章通過對我國目前交通堵塞的現狀進行深入的分析，相應的各大城市都開始實施地鐵這種交通方式以至緩解出行難的壓力，提高對公共交通嘗試的出行力、提高城市的適宜居住水平。在現代化城市的地鐵建設中，地鐵車站的施工是地鐵建設中的核心基礎內容。根據一段地鐵工程的施工現狀進行分析，建議采用地鐵暗挖施工的方法，并對該施工項目從技術方面的可行性進行了分析和講解，提出一種施工保護技術對地鐵暗挖施工做出了有力的保護措施。

【關鍵詞】地鐵暗挖；保護技術；地鐵施工

【中圖分類號】U231.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0233-02

隨著科學技術的發展，社會的不斷進步，我國人口日益曾多，客流量的比較大，達到千萬人口大關的城市也不勝枚舉。現代化的交通工具也是必不可少得，所以，國內許多的大城市都已經開始著手大規模大批量的修建地鐵。對地下空間的利用也向著立體化、多元化的趨勢發展。因為城市的地表建筑面漆是不可能進行大面積的遷移的，這樣地鐵暗挖也就應運而生了。暗挖地鐵隧道，通常會出現地鐵網絡互相交叉穿越的問題，為了日后運營安全地鐵對隧道結構的變形情況要求的十分嚴格，其位移是不能超過二十毫米的，其暗挖的地下隧道變形曲率半徑要足夠大，半徑值不得小于一萬五千米，相對的彎曲變形值要求小于兩千五百分之一。這樣才能保證地鐵安全、正常的運行。本文就一項地鐵暗挖的施工為例，采取綜合保護措施技術，這樣可以對已有的地鐵隧道隆起變形起到一個很到的控制作用。

一、工程施工現狀簡介

現有的地鐵線路與地面的距離為五千八百米，新建地鐵線路與現有地鐵線路相距三千九百米。地鐵車站為南北向布置，車站采取兩段頭雙層結構的形式采用明挖、中間跨度處于城市交通主道下，所以必須得采用暗挖的施工方法。新建鐵路線與舊址鐵路線的凈距只有零點六米，車站按娃娃段斷面尺寸為二十三點六七米*九點八三米，采用大曾一拱雙柱復合襯砌的結構方式，埋深為五點五米，根據這種建筑環境，我們可以采用“中柱法”即（PBA法）來進行施工。以下為PBA法做一些簡單介紹：

為了能有效的控制地面沉降變形，確保周邊高層建筑物和地下管線的安全穩定，車站建設采用了對地層和周邊環境影響都比較小的洞樁法（以下簡稱PBA法）施工。

（1）工程原理

PBA法的工程原理就是結合明挖框架結構施工方法和暗挖法，即地表缺少施工基坑圍護結構條件時，改為在地下先進行暗挖的導洞內施作圍護邊樁、樁頂縱梁，使圍護樁、樁頂縱梁、頂拱共同構成樁（Pile）、梁（Beam）、拱（Arc）支撐框架框架體系（PBA為Pile、Beam、Arc三個英文單詞的首位字母組合），以此來分擔施工過程的外部荷載；然后在頂拱和編著的保護下，一層一層的向下開始挖掘（必要時設預加力橫向支撐），施工內部結構，最終形成由外層邊樁及頂拱初期支護和內層二次襯砌組合而成的永久承載體系。

（2）工程特點

①在布什強透水的地層中，將有水地層的施工變為無水、少水施工，避免因長期大量降水引起的地表沉降和耗資的增加，能有效的保護地下水資源并降低施工費用。

②以樁作支護，穩定而且安全，也對地層沉降的控制很有利，能有效避免中洞法、CD、CRD、雙側壁導坑法多次開挖引起的地面沉降量過大的缺陷和對初期支護的剛度弱化。

③與其它工程先比，拆除的臨時工作量相對較少，結構的受力條件也比較不錯，符合經濟合理的施工規則。

④對結構層的限制數少，對保護暗挖結構附近的地下建筑結構和周邊建筑物的完全影響較小。

⑤在PBA工程體系形成以后，會創造出較大的施工空間，有利于機械化作業，進而加快工程總實施進度。

⑥在水位線以上的地層中開設的導洞內施工孔樁，利用其“排樁效應”對兩側層體起到了很好的支擋作用，可進一步減少因流沙、地下水帶來的施工安全隱患。

（3）具體施工方法

首先，超前注漿小導管加固地層，先開挖近橋樁側導洞，導洞臺階法施工，格柵噴混凝土支護。導洞開挖支護完成后，用特制和改進的鉆機由里及外跳孔施工鉆孔樁，導管法灌注水下混凝土，鑿除樁頭后，施作樁頂縱梁。在導洞內施作主拱格柵鋼架拱腳（即拱邊段），與導洞格柵鋼架預留街頭相連。其次，在對拱邊段澆筑后再進行回填。超前注漿小導管加固地層后弧形導坑法開挖導洞間的拱部土體、施作初期支護結構，必要時設置臨時豎撐結構。拆除臨時豎撐后向下開挖至中板下一定距離，拆除永久結構斷面內導洞格柵鋼架，拆除長度應根據監控量測進行嚴格控制。最后，依次施作拱墻部防水層、中板底模、中板澆筑、拱墻澆筑，預留邊墻鋼筋和防水層。向下開挖至鋼管撐標高下零點五米，樁間噴射五十毫米厚C20混凝土找差平，必要時進行樁間注漿加固，架設腰梁及鋼管支撐。

二、地鐵暗挖施工技術分析

根據對實際工程實施的分析，所處的位置既有的地鐵線路為雙線單洞隧道線，其間距為十六點八米，多采用復合式的襯砌結構，它的斷面為五點七米*六點一米的方案，斷面形狀采用馬蹄形狀。整體設計的暗挖隧道與已有地鐵線路關系的平面圖如下圖所示。暗挖地鐵隧道與已有地鐵線路關系平面圖

根據上圖所示，在經過地質勘探人員對暗挖隧道的地質情況進行勘測分析后可知，暗挖車站的上班斷面位置于粉土層和粉質粘土層，下半斷面位于細砂層。整個底板的地層機構基本如下：卵石圓礫層其厚度為四米，粉土層的厚度為二十二米細中砂層的厚度為三點七米，卵石圓礫層的厚度為七米。以上數據為地層土質由上而下的順序表現形式。

三、地鐵暗挖車站施工保護技術

基于上面的分析，針對現場實際施工情況可以采用結合暗挖車站洞內施工的特性，主要對暗挖施工順序、對卸載范圍內的既有線周邊注漿、對卸載范圍設置頂應力錨桿和調整降水標高來控制已有隧道的隆起進行調整。在已有地鐵隧道上方進行如此近距離的施工卸載，目前國內還沒有成熟的經驗，對整個地鐵運行安全威脅太大，必須列出一個準確、精密的全程監控手段。在具體暗挖施工過程中，采用中柱法保護技術，對整個施工的斷面橫向共設置五個洞，即中洞一個，側洞和柱洞各兩個。采用自上而下的對稱施工順序進行施工，先對柱洞初期支護，再由下而上施作柱洞二襯，完善起梁、柱支撐體系。在整個工程實施的過程中，要進行實時監控，對已有線的結構和軌道變形使用自動化的檢測系統進行全天候二十四小時測量監控。一旦有問題出現及時向相關部門進行反饋，及時作出正確的更正和處理。在柱洞施工完成后，施工兩個柱洞中間的中洞二襯，建設形成整個大中洞穩定體系。再通過自上而下的順序對稱施工兩側洞的初期支護，最后鐘祥分段自下而上對稱施作二襯，完善結構閉合。按照這樣的施工順序，不但有效的額減小了單詞的卸載量，還可以將在已有線上部土體開挖前先對已有線進行加固完美實現，任何一洞的初支完成后即可以設置頂應力錨桿、施工二襯補償卸載。形成加固、開挖、補償、在加固、再開挖、再補償的良性循環卸載模式。