地鐵礦山法隧道施工技術探討

【摘要】隨著城市交通壓力的日益增大，迎來了城市軌道交通建設的大發展。城市軌道交通區間隧道在很多城市主要以盾構施工為主，礦山法為輔，但在一些城市如貴陽市等，由于地質環境復雜，也采用靈活、適應性強的礦山法施工。對大量采用礦山法施工的地鐵隧道，經驗和研究都比較少，本文結合貴陽市地鐵隧道的施工實踐，總結分析了地鐵隧道施工的各階段技術要點，以及通風和排水工程的施工，以期能為同類工程提供點滴借鑒。

【關鍵詞】地鐵礦山法隧道；支護措施；通風；防排水

引言：地鐵隧道施工工程是一項大工程，它的開挖面積大，深度大，在工程施工中很容易發生坍塌的事故，因此隧道的施工質量對工程的順利完成起著決定性作用。隧道施工中，工程人員一定要認真分析，制定合理的施工計劃，做到防范于未然，將危險事故的發生排除到施工之外，加強施工監督，確保隧道施工順利完成。

1.地鐵隧道施工初期支護重點

1.1超前小導管的應用

在隧道中應用超前小導管是非常必要的。通常在制管過程中我們要求小導管的外徑為42mm，管厚4mm，而且留有105mm作為止漿段，重要的是要保證各排的孔位要相互交錯，只有這樣才能達到止漿的效果。同時在鉆孔時孔眼位置的確定是非常必要的，通常我們會以環向間距作為基準點，以靠緊其開挖面的鋼支撐點作為支點來衡量孔眼的位置。至于導管注漿的安裝通常是在成孔后先用高壓風清孔，再安裝小導管，隨后用牛角泵壓注水泥漿，水泥漿液可適當滲入水玻璃調節凝結時間。

1.2系統錨桿的要求

通常在施工中采用的錨桿有兩種。其中IV級圍巖用中22mm螺紋鋼砂漿錨桿，V級圍巖和進出口CD法開挖臨時支護用25mm中空注漿錨桿。錨桿按設計長度加絲口長，下料后用套絲機套出12cm長螺紋。在初噴砼后用紅漆按設計間距梅花形布置，點出錨桿孔位。用風動鑿巖機垂直巖面鉆孔。成孔后用高壓風清除孔內碴屑，砂漿錨桿在注漿后插入錨桿，安裝墊板、螺栓；中空錨桿是安裝錨桿后注漿，錨桿安裝后三天內不準敲擊錨桿頭，也不準懸掛重物。

1.3鋼拱架的施工要求

（1）在現場制作鋼拱架時要注意制作1：1的胎模平臺，而且試拼大樣也是相同的比例。在裁割下料時要將割好的型鋼放置在其胎模上，要注意的是在固定好后一定要用乙炔焰將其加熱，當其達到一定的深度后，抬起胎模千斤頂時速度要均勻，以免影響型鋼成型效果。

（2）通常各單元的接頭板有兩種，其中一種用于連接鋼拱架與中隔墻，另一種則連接各單元之間的部分，而且采用連接件將其壓緊。當然，這些為了下一步的試拼而服務的，我們在試拼的過程中除了要注意單元構件的質量外，還要注意輪廓誤差的大小，通常它是不大于3cm，不小于2cm，這點也是隧道施工中應該注意的細節性問題。

1.4噴射砼的施工要求

在隧道開挖后，對開挖橫斷面噴射4cm厚的混凝土后方能架設工字鋼，架設工字鋼后復噴混凝土至設計厚度，且覆蓋鋼架厚度不小于2cm。噴射砼通常采用濕噴工藝。既按一定比例將水泥、沙、石、細骨料、水及外加劑配合攪拌成混凝土（水灰比約0.5左右），用泵或壓縮空氣輸送到噴嘴處與液體速凝劑混合，借助高壓風（亦可不用）噴射的施工方法。

2.洞身開挖過程中的施工技術

開挖工法的先擇非常重要，常規隧道施工工法主要有全斷面法、臺階法、CD法、CRD法以及雙側壁導坑法等，以下以CD法、環形開挖預留核心土法的運用為例進行分析。

2.1 CD法開挖

施工中按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ順序分部開挖（見CD法開挖橫向施工工序示意圖），每部開挖后施作相應的初期支護及臨時支護，全斷面開挖完成后及時施作仰拱，然后及時進行仰拱回填和二襯施工。中隔壁臨時支護通常采用I18工字鋼作為加勁拱架，拱架間距50cm，采用φ20鋼筋連接，連接鋼筋環向間距100cm，中隔壁臨時支護工字鋼與主洞永久支護工字鋼焊接牢固，待二次襯砌施工時才逐段拆除，臨時支護拆除后應及時施作二次襯砌。

2.2環形開挖預留法

施工中先按 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ順序環形開挖上斷面，及時對上斷面進行初期支護，然后開挖上斷面核心土Ⅳ，下斷面Ⅴ、Ⅵ采用跳槽開挖，開挖后及時施作相應的初期支護，全斷面開挖完成后及時施作仰拱并進行仰拱回填，然后整體模筑二次襯砌。下斷面跳槽開挖，初期支護雙側交錯落底，是為了避免上半斷面兩側拱腳同時懸空，單側每次落底長度視圍巖情況而定，一般情況不大于3m。

3.監控量測

隧道洞身襯砌結構按新奧法原理設計，采用復合式襯砌，以錨桿、噴混凝土、鋼筋網作為初期支護，以鋼支撐作為初支的加強措施，組成柔性支撐結構，以模筑混凝土作為二次襯砌。監控量測是新奧法的核心，通過量測圍巖支護的壓力和變形情況及時反饋信息，修正設計參數直接服務于施工，達到安全、經濟、高效的目的。地鐵隧道的防排水遵循以防為主，防排結合的原則。在施工縫和變形縫處采用橡膠止水帶來防水，在初期支付和二次襯砌之間延隧道全長鋪設高分子復合防水卷材，這是一種柔性的防水方法。襯砌時采用防水混凝土也能起到防水的作用。在進洞前須在洞頂設置截水溝，將洞頂的水排到地面的排水溝里。在洞口和洞身兩側都要設置排水溝，對于含水量比較高的區段，還應在洞身周圍的圍巖鉆孔，將巖內的水排到排水溝，再排至洞外。要及時疏通排水溝，避免排水溝堵塞造成洞內積水。公路隧道的排防水工程是從開挖洞身時開始，直至隧道的修建完成，要注意各個工序間的銜接，在各個工序中都做好相應的排防水工作。綜合防、排、截、堵、引的方針，具體落實防水和排水的相關施工。

4.認識和體會

4.1隧道設計時雖不可能完全準確地反映整條隧道實際的地質狀況，但是必須較為準確地反映洞口的地質情況，以便做出更加合理的洞口設計，選擇技術更為可靠、經濟更合理的進洞方案。

4.2即使洞口段的地質資料與實際有差異，應較細探明地層情況之后再確定施工方案。特別是軟弱圍巖洞口，如果工期允許無其它影響因素，選擇旱季施工是有利于仰坡穩定的。

4.3避免為減少工程造價而采用可靠度不大的施工方案，使施工產生不良后果，反而造成投資的增加，因此用較大的風險換取投資是得不償失的。

4.4盡管雙側壁導坑法在地鐵隧道進口得到成功的應用，可是施工中也反映出該法對斷面圍巖強弱不均時，不易及時變更施工方法的缺點。本人認為采用CRD工法施工具有臺階法和雙側壁導坑法的優點，它可根據圍巖情況隨時變更開挖斷面的大小，也可變更為臺階法施工，因此能在較小的投資情況下，加快施工進度。

4.5長管棚注漿施工在土質地帶，特別是經擾動有地下水的地段用超前小導管配合較可為靠，對于土質較密的軟弱地層壓漿效果不一定理想，但能起到棚架的作用，防止坍塌。

4.6隧道在仰坡發生變形的情況下采用長管棚施工，對安全和質量的保證起了重要作用。施工后也發現對于土質地層長管棚采用1°的上仰角偏小，個別棚管在未端撓曲變形侵入界限，因此按1.5°～2°上仰角鉆孔較合適。

5.總結語

地鐵隧道工程要在保證施工安全、工程質量的基礎上，優化資源配置，采用計算機運用網絡計劃技術對工期實行動態管理，合理安排工序，緊緊抓住關鍵線路上的工序不放，正確處理各工序之間的矛盾，做到環環相扣，井然有序。充分發揮企業綜合優勢，確保地鐵隧道工程的施工質量。

參考文獻

[1]JTG D70—2004.公路隧道設計規范[S].北京：人民交通出版社，2004.

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