城市地鐵區(qū)間隧道施工方法探討

李海軍

【摘 要】 近年來，隨著我國城市化建設進程的不斷加快，城市中的各項基礎設施建設都在如火如荼的進行。城市地鐵作為城市中較為重要的基礎設施之一，它最主要的作用是能夠有效緩解地面的交通壓力，特別是在一些大中型城市當中，地鐵已經成為非常重要的基礎設施。在城市地鐵的修建過程中，區(qū)間隧道施工是較為重要的環(huán)節(jié)之一，但是由于區(qū)間隧道施工會受到地上建筑、交通、環(huán)境等諸多方面因素的影響，從而對區(qū)間隧道的施工技術提出了較高的要求。為了確保區(qū)間隧道施工能夠順利進行，必須采取合理有效的施工方法?；诖它c，本文就城市地鐵區(qū)間隧道施工方法進行淺談。

【關鍵詞】 城市地鐵 區(qū)間隧道 施工方法

1 城市地鐵區(qū)間隧道的常用施工方法介紹

我國在城市地鐵區(qū)間隧道開挖時，比較常用的施工方法有以下幾種。

1.1 明挖施工法

明挖施工法是隧道施工中應用最為廣泛的一種施工技術，具體是指在施工的過程中采取相應的技術措施，由上向下對基坑巖土進行逐步開挖，再由下向上依次對結構進行施工，最后對基坑進行回填。明挖施工法具有以下優(yōu)點：工藝合理、操作簡單、技術相對比較成熟、可有效確保施工質量、進度快、施工風險較小、防水效果極佳等等。同時明挖施工法能夠適應各種不同的地質條件，并且工程造價相對較低，在采用明挖法進行隧道施工的過程中，會對周圍環(huán)境、市政管線以及交通造成一定程度的影響，故此該方法一般都是在地面建筑較少、地表干擾較小的地段使用。根據(jù)支護形式的不同，可將明挖施工法分為放坡明挖和圍護明挖兩大類，其中放坡明挖多采用土釘墻和錨噴護坡的支護方式，而圍護明挖則主要以鉆孔灌注樁和地下連續(xù)墻為主。

1.2 淺埋暗挖法

淺埋暗挖法是近年來隨著城市隧道的發(fā)展需要而出現(xiàn)的一種施工方法，其現(xiàn)已被廣泛應用于城市地鐵區(qū)間隧道建設施工當中。該方法沿用的是新奧法的原理，并在此基礎上創(chuàng)建了信息化測量反饋設計的新理念，其采用的是復合式襯砌支護結構。在采用淺埋暗挖法進行隧道施工的過程中，還采用了諸多輔助方法，如超前支護，可以大幅度提高圍巖的穩(wěn)定性等等。同時監(jiān)控測量和信息反饋的應用，有效避免了塌方以及不均勻沉降等問題的發(fā)生，進一步確保了施工的安全性。淺埋暗挖法具有施工簡單、靈活性強、安全可靠的優(yōu)點，這種方法主要適用于地層含水量較小的地段。

1.3 盾構法

所謂的盾構法實質上就借助盾構機鋼殼的保護，并憑借設備前端刀具對地層進行挖掘，然后在設備殼體內部完成排碴和推進等作業(yè)。由于盾構法施工主要依靠的是盾構機，所以該施工方法具有非常高的機械化程度，它的特點是隱蔽性較好、施工速度快、無噪聲，不會對周邊居民的正常生活帶來過大的影響，同時施工作業(yè)人員的勞動強度也相對較低。該方法在廣州、上海等大城市中被廣泛應用于地下工程建設當中。近年來，盾構法的技術不斷成熟和完善，其現(xiàn)已被廣泛應用于城市軌道交通區(qū)間隧道的施工中，并且在各大城市地鐵建設中的應用比例不斷上升。

1.4 蓋挖逆作法

這是一種最近幾年里新興的隧道施工技術，它的出現(xiàn)有效緩解了城市地鐵隧道施工給交通造成的壓力。該方法最為顯著的特點是安全性高、工期短、能有效防止工程周邊地基下沉等等。上個世紀50年代末期，蓋挖逆作法在意大利米蘭的地鐵工程建設中被應用，自此之后，歐洲、日本等國家的地鐵站也都紛紛采用了這種施工方法，德國慕尼黑25年里建成的57座地鐵站就有20座采用的是蓋挖逆作法。我國上海、廣州、天津、深圳、北京等大城市的地鐵工程也都采用了蓋挖逆作法，這種施工方法在以往一般都是應用于地鐵站的修建，在地鐵隧道施工中的應用相對較少。

2 城市地鐵區(qū)間隧道施工方法的具體應用研究

在上文中提到的四種城市地鐵施工方法中，前三種方法在很多工程中都有應用，可參考的文獻也相對較多，而蓋挖逆作法施工目前在城市地鐵區(qū)間隧道中的應用相對較少，并且相關的參考資料也不是很多。為此，本文依托工程實例，對蓋挖逆作法在城市地鐵區(qū)間隧道建設中的具體應用進行研究。

該地鐵工程的區(qū)間隧道位于車流量較大且道路兩側建筑密集的繁華路段上，區(qū)間線路總長度為730.5m，寬度為19.1-44.0m，最大深度為24m，隧道結構是典型的箱型鋼混結構。由于本工程在前期建筑物拆遷、管線改移和交通疏散的過程中耽誤了大量的時間，從而使得工程的總體建設工期縮短了將近180天左右，為了確保地鐵建設的工期要求，經過多方的共同研究，最后決定采用蓋挖逆作法進行施工，以此來減少對地面交通的干擾。下面對具體施工過程進行介紹。

2.1 圍護結構施工

本工程所在地為飽和軟弱土地層，這就要求圍護結構必須具備足夠大的剛度，并且還要有良好的止水性能，結合這兩方面的原因，決定采用地下連續(xù)墻作為圍護結構。在本工程中共設置地下連續(xù)墻445幅，這些連續(xù)墻共分為兩大類，即L型墻和直型墻。區(qū)間基坑較深的地段連續(xù)墻的設置厚度為1000mm，其余地段均為800mm。為了趕進度，連續(xù)墻采用的是跳槽施工。

2.2 立柱施工

采用蓋挖逆作法進行區(qū)間隧道施工時，中間立柱是最為重要的工程構件之一，其在施工階段一般會被作為臨時柱，當隧道正式運營后，立柱則會成為永久性支撐結構。在本工程中，中間立柱采用的是挖孔樁的施工方法，當挖孔樁達到設計標高之后，下鋼管柱并將之固定在孔底的定位連接裝置上，隨后向鋼管柱內一次性澆筑混凝土。

2.3 主體結構施工

主體結構施工主要包括兩個部分，即地模施工和結構施工。

2.3.1 地模施工

地模施工是蓋挖逆作法施工中的關鍵工序，其施工質量與結構的成型及外觀質量有著直接關系。在本工程中，地模施工主要采取以下施工措施：①整平基坑底面，利用打夯機夯實地基，并在地基上鋪設石粉找平層，找平層的厚度為5cm，而后再用打夯機夯實整平；②在石粉找平層上鋪設混凝土，厚度為10cm；③在混凝土模上抹上砂漿找平層，厚度為2cm，并趕光壓實；④在砂漿找平層上抹一層水性脫模劑，最后綁扎鋼筋。endprint

在鋪設混凝土時，應當注意以下幾點：為了避免混凝土出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，應當按照橫向分條施工的方式，在橫條兩側設置10cm槽鋼，并使用鋁合金水平尺將其刮平；在灌注混凝土時，要夯實地膜墊層，檢測地膜墊層的密實度，以確保混凝土模的穩(wěn)定性；為避免梁面下沉，應當在土模制作時延跨度方向設置1cm的上拱度；在混凝土面凝固后，在其表面涂刷非親水性脫模劑，為地模順利脫落打好基礎。

2.3.2 結構施工

結構施工采用自上而下分段分層施工的方式，將基坑結構板分成90段、6個工作面同時施工，在結構板施工完成后，再進行每層立柱結構、內隔墻、側墻的施工，以及下一層的土方開挖施工。

2.4 防水施工

城市地鐵區(qū)間隧道的防水施工僅需要在頂板鋪設中設置防水層，而車站及區(qū)間結構采用疊合墻結構，圍護與頂板結構采用結構自防水即可達到防水效果。頂板的防水層要一直鋪設到墻外表面距頂板與墻頂接縫以下的30cm處；在施工條件的限制下，一部分頂板難以一次成型，所以應當采取分幅成型的施工方式；在結構頂板施工縫、內襯墻與頂板交界處、墻頂與頂板連接處應采用遇水膨止水條或橡膠止水帶，以防止車站結構頂板滲水。

2.5 監(jiān)控量測

在城市地鐵區(qū)間隧道施工中，對基坑實施全程監(jiān)控量測是確保基坑穩(wěn)定、保證周圍建筑及地下管線安全的重要措施。現(xiàn)場監(jiān)控量測的目的在于為判斷基坑支護設計的合理性，以及施工工藝和方法的可行性提供可靠依據(jù)，通過監(jiān)視基坑穩(wěn)定性，確保施工安全。同時，在應用監(jiān)測信息指導施工的基礎上，全面了解支護系統(tǒng)的狀況，進而做出應對策略，保障支護系統(tǒng)和周圍環(huán)境的安全。監(jiān)控量測的主要項目包括以下方面：地表沉降、地下水位觀測、圍護結構水平位移、支撐軸力及樁墻內力監(jiān)測、周邊建筑物和管線的沉降監(jiān)測等。

3 結語

總而言之，城市地鐵區(qū)間隧道施工是一項較為復雜且系統(tǒng)的工作。由于隧道施工是在地下進行，整個施工過程除了要保證質量以外，安全也是非常重要的環(huán)節(jié)之一。為了實現(xiàn)質量與安全的雙重目標，必須選用最為合理可行的施工方法。目前應用于城市隧道建設的施工方法中，明挖、暗挖、盾構等方法均有大量的研究，只有蓋挖逆作法的研究相對較少。本文通過工程實例，對蓋挖逆作法在城市地鐵區(qū)間隧道施工中的應用進行了研究，結果表明該方法適用于區(qū)間隧道施工。在未來一段時期應當不斷加大對蓋挖逆作法的研究力度，使其在現(xiàn)有的基礎上更加完善，這有利于該技術的推廣應用。

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