地鐵復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工技術(shù)研究

劉啟輝

摘 要：城市化進(jìn)程的逐漸加快，城市交通系統(tǒng)的壓力在不斷增大，基于城市發(fā)展以及交通運(yùn)輸需求背景下，逐漸涌現(xiàn)出更多地鐵工程。地鐵工程施工與地上建筑建設(shè)具有明顯區(qū)別，其施工質(zhì)量受地質(zhì)環(huán)境影響更大，在實(shí)際施工過(guò)程中必須要結(jié)合不同區(qū)域地質(zhì)情況來(lái)選擇施工技術(shù)，尤其是部分復(fù)雜地質(zhì)條件，對(duì)地鐵施工技術(shù)提出了更為嚴(yán)格的要求。本文闡述了復(fù)雜地質(zhì)條件下地鐵施工技術(shù)，并著重分析了盾構(gòu)施工與淺埋暗挖技術(shù)。

關(guān)鍵詞：地鐵；復(fù)雜地質(zhì)；施工技術(shù)；盾構(gòu)法

為了更好的緩解城市地面交通壓力，逐漸涌現(xiàn)出更多的地鐵工程，有效的緩解了城市交通緊張的局面，降低了城市污染，提高了城市交通有效性。但是，地鐵工程施工與地面工程相比具有明顯的區(qū)別，地鐵施工質(zhì)量很大程度上受地質(zhì)條件環(huán)境影響，不同的地質(zhì)條件必須要選擇不同的施工技術(shù)，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下。因此，為保證地鐵工程施工質(zhì)量必須要加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)的研究，結(jié)合施工地質(zhì)實(shí)際情況來(lái)選擇最為合適的施工技術(shù)。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下加強(qiáng)施工技術(shù)研究必要性分析

城市化進(jìn)程的逐漸加深，使得城市交通日益緊張，為緩解此現(xiàn)象更多的地鐵工程建設(shè)被提上日程。地鐵與普通交通方式相比具有環(huán)保、快速、節(jié)能以及安全等優(yōu)點(diǎn)，不但可以有效緩解城市交通壓力，同時(shí)還可以減少城市污染，對(duì)提高城市居民生活質(zhì)量具有重要意義。地鐵工程主要修建于地下，其施工過(guò)程與普通地上工程具有明顯的區(qū)別，受地質(zhì)條件環(huán)境影響更大。在地鐵工程修建過(guò)程中，因?yàn)楣こ叹€比較長(zhǎng)，會(huì)遇到各種不同的地質(zhì)條件，不同的地質(zhì)條件對(duì)地鐵工程施工帶來(lái)的影響不同，有的可以進(jìn)行施工但是有的就不利于工程施工[1]。尤其是一些比較復(fù)雜的地質(zhì)條件，在施工時(shí)必須要針對(duì)實(shí)際情況來(lái)選擇確定施工技術(shù)。

隨著我國(guó)地鐵工程的快速發(fā)展，地鐵施工技術(shù)逐漸由明挖法發(fā)展成為現(xiàn)在的明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法以及淺埋暗挖法等多種施工技術(shù)并存的地鐵施工體系。如果在施工過(guò)程中遇到地質(zhì)比較復(fù)雜的施工條件，需要具體問(wèn)題具體分析，根據(jù)不同土質(zhì)特點(diǎn)采取不同施工技術(shù)，以此來(lái)確保工程能夠在滿足施工質(zhì)量要求情況下順利進(jìn)行。一般情況復(fù)雜地質(zhì)主要包括較軟弱土質(zhì)、松散土質(zhì)、斷面不變以及富含流沙等地質(zhì)環(huán)境，對(duì)于施工技術(shù)的選擇可以是單一施工法，如盾構(gòu)法；也可以選擇多種方式的綜合施工。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件施工技術(shù)分析

2.1 盾構(gòu)施工技術(shù)

盾構(gòu)施工技術(shù)即具有支撐地面土層壓力的作用，同時(shí)也夠?qū)崿F(xiàn)在地層中推進(jìn)的鋼筒結(jié)構(gòu)，具有安全、可靠、環(huán)保以及快速等優(yōu)點(diǎn)。盾構(gòu)施工技術(shù)主要應(yīng)用于富含流砂、斷裂以及堅(jiān)硬巖石與軟弱土質(zhì)并存的地質(zhì)條件，在此種地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行地鐵工程的施工，首先在正式施工前，要先修建一座豎井，并在豎井內(nèi)安裝盾構(gòu)機(jī)。其次，盾構(gòu)機(jī)在地層中運(yùn)行階段，每推進(jìn)一環(huán)距離，就需要在盾尾部位支護(hù)下安裝一環(huán)管片，并且要向一環(huán)襯砌外圍空隙中壓注水泥砂漿。最后，盾構(gòu)在此推進(jìn)由一環(huán)襯砌來(lái)承擔(dān)土壓力，并通過(guò)豎井將挖出的土方運(yùn)出。

2.2 淺埋暗挖施工技術(shù)

淺埋暗挖施工技術(shù)主要適用于城市地鐵隧道修建時(shí)，松散土質(zhì)圍巖條件環(huán)境下，并且隧道直徑與隧道深埋相當(dāng)或者偏大，保證其在施工過(guò)程中能夠順利進(jìn)行施工[2]。此種施工技術(shù)在地鐵工程建設(shè)中的應(yīng)用，可以利用短時(shí)間內(nèi)土層具有的自穩(wěn)能力，并適當(dāng)增加支護(hù)措施，進(jìn)而形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的不開(kāi)槽施工技術(shù)方法。另外，淺埋暗挖施工技術(shù)還具有自身的應(yīng)力檢測(cè)系統(tǒng)，有效的將劈裂注漿法應(yīng)用到地鐵工程施工中，逐漸成為地鐵建設(shè)中廣泛使用的一種施工技術(shù)。

2.3 鉆爆施工技術(shù)

鉆爆施工技術(shù)主要適用于存在堅(jiān)硬巖石地層的地質(zhì)條件環(huán)境中，在地鐵工程施工過(guò)程中選用鉆爆施工技術(shù)來(lái)進(jìn)行隧道的開(kāi)挖以及噴錨支護(hù)施工。在不同的施工環(huán)境，鉆爆技術(shù)的適應(yīng)可以調(diào)節(jié)，例如在進(jìn)行支護(hù)施工時(shí)，可以選取管棚、鋼架等具體施工技術(shù)，然后對(duì)將要修建的區(qū)域進(jìn)行鉆爆，并將鉆爆的土石運(yùn)出，最后進(jìn)行噴錨支護(hù)以及灌注襯砌的施工。

2.4 混合施工技術(shù)

在不同地質(zhì)條件下進(jìn)行地鐵隧道的施工，必須要根據(jù)實(shí)際需要來(lái)選擇確定施工技術(shù)，很多情況下可以混合施工技術(shù)，即在施工過(guò)程中選用兩種或者兩種以上的施工技術(shù)方法。混合施工技術(shù)與單一施工技術(shù)相比，在施工時(shí)具有更強(qiáng)的靈活性，如將盾構(gòu)法與暗挖法結(jié)合進(jìn)行施工，或者是淺埋暗挖法與明挖法結(jié)合施工等。

2.5 輔助施工技術(shù)

（1）注漿法。注漿法是地鐵工程施工中比較常用的一種輔助施工技術(shù)，主要適用于軟土層施工地質(zhì)條件。此種施工技術(shù)可以加固地層和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)防水性能，可以有效防止隧道開(kāi)挖過(guò)程中坍塌、陷落以及沉降等情況的發(fā)生。

（2）高壓旋噴法。此種施工技術(shù)主要適用于輔助淺埋暗挖以及盾構(gòu)施工，覺(jué)有加固地層的作用，一般在軟弱地層地質(zhì)條件下應(yīng)用。

3 淺埋暗挖施工地表沉降控制技術(shù)

3.1 地層預(yù)加固控制技術(shù)

地層預(yù)加固控制技術(shù)可以分為地表預(yù)加固注漿和超前小導(dǎo)管注漿兩種。

（1）地表加固注漿施工技術(shù)。此種施工技術(shù)主要適用于圍巖地質(zhì)條件差、偏差、洞口以及淺埋層土體的固結(jié)、加固洞周圍巖的施工，通過(guò)施工來(lái)提高整個(gè)工程的穩(wěn)定，逐步改善隧道成洞條件[3]。施工原理就是通過(guò)加固施工，使施工區(qū)域以及周圍區(qū)域形成一個(gè)整體，有效降低或者勻化巖土特性，提高巖土變形模量，逐步改善土層環(huán)境的不均勻性，進(jìn)而可以有效改善地表下沉的現(xiàn)象，減輕地下水以及偏壓對(duì)隧道開(kāi)挖的影響，提高地鐵隧道工程的安全性和穩(wěn)定性。

（2）超前小導(dǎo)管注漿技術(shù)。通過(guò)注漿施工可以將注入的漿液與原有圍巖膠結(jié)，進(jìn)而改善掌子面前方圍巖力學(xué)性能，待注入的漿液硬化后，漿液同時(shí)還可以將前方圍巖的流水通道堵塞住，可以有效降低地下水對(duì)工程施工帶來(lái)的影響，確保施工能夠順利進(jìn)行[4]。注漿技術(shù)的應(yīng)用，不但可以起到加固地層的作用，還可以在開(kāi)挖面前形成混凝土拱，可以提高開(kāi)挖面以及周邊圍巖的穩(wěn)定性。另外，小導(dǎo)管注漿施工完畢后，很容易與支護(hù)的鋼格柵形成棚架作用，進(jìn)而提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.2 注漿控制技術(shù)

注漿主要是指以加固地層或者堵水為目的，通過(guò)鉆孔向存在汗水裂隙、不穩(wěn)定地層以及空洞等結(jié)構(gòu)中注入誰(shuí)泥漿或者其他漿液的施工技術(shù)，具有堵水、加固、防滲、防滑以及降低地表沉降等作用。注漿控制技術(shù)主要分為充填或裂隙注漿、壓密注漿、滲透注漿、劈裂注漿等，不同的注漿方式具所適用的地質(zhì)條件不同，在選擇時(shí)必須要結(jié)合地質(zhì)條件環(huán)境來(lái)確定。如充填或裂隙注漿主要適用于大型洞穴、隧道襯砌壁后注漿、構(gòu)造斷裂帶、固結(jié)注漿等。另外，不同的注漿技術(shù)其施工方式也各不相同，如滲透注漿在施工時(shí)，要求在不破壞地層顆粒排列條件下，將漿液充填于顆粒間隙之間，使顆粒膠結(jié)成整體；壓密注漿施工時(shí)選用稠度比較高的漿液，將其注入后形成球形或者圓柱體漿泡，壓密周圍土體，使土體產(chǎn)生塑性變形，并且不會(huì)造成土體劈裂破壞。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)交通行業(yè)的快速發(fā)展，地鐵工程的建設(shè)越來(lái)越多，而傳統(tǒng)的施工技術(shù)逐漸不能滿足社會(huì)發(fā)展的需求，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工。為保證地鐵工程施工質(zhì)量，必須要加強(qiáng)復(fù)雜地質(zhì)施工技術(shù)的研究，針對(duì)不同地質(zhì)進(jìn)行有效分析，確定最為行之有效的施工技術(shù)，進(jìn)而可以不斷提高工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]洪三金.復(fù)雜地質(zhì)條件下地鐵深基坑優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工技術(shù)[J].廣東土木與建筑，2010（08）：45～46.

[2]任翠微，杜保玉.地鐵工程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的分析與控制[J].黑龍江科技信息，2011（28）：15～16.

[3]李 譽(yù).淺埋暗挖施工技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用[J].廣東科技，2010（06）：12～13.

[4]葉建國(guó).論述鐵道施工中幾種常見(jiàn)的施工技術(shù)[J].民營(yíng)科技，2010（11）：65～66.