淺談地鐵車站的淺埋暗挖施工法

楊 昆

（中鐵七局集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710000）

1 前言

目前，我國(guó)各大城市都在大力發(fā)展地鐵建設(shè)，地鐵交通具有緩解交通擁堵、環(huán)保、安全、節(jié)能、運(yùn)量大、準(zhǔn)時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，地鐵所到之處樓宇興旺、經(jīng)濟(jì)繁榮。隨著地鐵建設(shè)的蓬勃發(fā)展，地鐵施工技術(shù)也處于快速發(fā)展的階段。在地鐵施工中，若采用明挖大揭蓋的方法，那么往往會(huì)對(duì)地面商業(yè)、交通造成了嚴(yán)重干擾，并會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，而淺埋暗挖法以處理、加固軟弱的地層為前提，在地下施行各種地下暗挖施工的方法，實(shí)踐證明，施工效果較佳。

2 淺埋暗挖法的工作原理

L.V.Rab –cewiz 教授（奧地利專家）在1965 年提出了新奧法，這種方法的核心是讓圍巖本身形成一個(gè)支承環(huán)。基于新奧法的基本原理，淺埋暗挖法的施工控制要點(diǎn)是 “勤量測(cè)、早封閉、強(qiáng)支護(hù)、短進(jìn)尺、管超前、嚴(yán)注漿”。淺埋暗挖法的核心是將圍巖本身形成支承環(huán)，然后再施行超前支護(hù)，將部分圍巖的自承能力調(diào)動(dòng)起來，避免地基沉降。淺埋暗挖法的開挖方式有雙側(cè)壁導(dǎo)洞法、中隔墻法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、正臺(tái)階法等。應(yīng)該基于周圍環(huán)境條件、隧道斷面構(gòu)成、地質(zhì)條件等來選擇適宜的施工方法。

3 淺埋暗挖施工技術(shù)在地鐵車站中的應(yīng)用

3.1 大管棚超前支護(hù)施工

大管棚超前支護(hù)是一種在不對(duì)地表進(jìn)行破壞的前提下來鋪設(shè)地下管線的技術(shù)，它以一定的外插角在擬開挖地鐵隧道的外輪廓周邊上鉆孔，將慣性矩大的鋼管以一定的間距進(jìn)行安裝，然后再注漿固結(jié)。它的工作原理是：（1）為了讓拱頂形成加固的保護(hù)環(huán)，應(yīng)該施行管棚注漿。（2）若超前管棚在沿隧道開挖輪廓周邊位置較密，那么必然會(huì)大幅度降低隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的上部荷載。施工工序：開挖支護(hù)的掌子面→搭建鉆孔的平臺(tái)→安裝鉆機(jī)→施行安裝管棚鋼管→鉆注漿孔→驗(yàn)孔→注漿操作→結(jié)束。

大管棚超前支護(hù)往往具有較為明顯的作用，能夠?qū)﹂_挖區(qū)域的巖土體起到加固作用，也能夠?qū)﹂_挖過程中出現(xiàn)的地表位移、地表應(yīng)力進(jìn)行有效控制。

3.2 全斷面帷幕注漿施工

（1）注漿孔成孔。各注漿孔的長(zhǎng)度、角度、精確位置可由設(shè)計(jì)來進(jìn)行計(jì)算，施作注漿孔的順序應(yīng)為：先外后內(nèi)、先上后下，一個(gè)注漿孔完成后，那么就要在第一時(shí)間內(nèi)退出鉆機(jī)，然后再安裝注漿管，緊接著二次封閉工作面后再注漿。

（2）注漿。后退式分段注漿是最為常見的注漿方式，每完成一次退式分段注漿之前，都要填充加固所有注漿管。為了防止在注漿時(shí)出現(xiàn)隆起、裂紋，還應(yīng)該封閉處理工作面（施行網(wǎng)噴混凝土）。

3.3 隧道開挖支護(hù)施工方

在地鐵車站施工前，務(wù)必要對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的地下管線和地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)探測(cè)，確定地下管線是否存在著障礙物，以及其精確位置，這樣一來，能夠避免對(duì)地下管線造成破壞。同時(shí)，隧道開挖支護(hù)施工時(shí)，務(wù)必要基于中導(dǎo)坑法組織施工，施工次序是：將雙向隧道的中導(dǎo)洞開挖及支護(hù)→隧道中隔墻→將中導(dǎo)坑橫撐予以恢復(fù)→對(duì)兩側(cè)導(dǎo)洞進(jìn)行開挖及支護(hù)→兩側(cè)導(dǎo)洞二襯施工。

4 淺埋暗挖施工技術(shù)的安全控制要點(diǎn)

4.1 防止土石方坍塌

在地鐵車站的施工過程中，施工單位務(wù)必要將地質(zhì)超前預(yù)報(bào)做好，定期總結(jié)、定期匯報(bào)；同時(shí)，要制定出周全、詳細(xì)的施工方案、地質(zhì)勘察報(bào)告及地質(zhì)剖面詳圖，務(wù)必要確保不會(huì)出現(xiàn)土石方坍塌的事故。此外，為了對(duì)圍巖體的變化趨勢(shì)進(jìn)行及時(shí)預(yù)測(cè)，要做好掌子面量測(cè)工作。

4.2 避免出現(xiàn)模板倒塌事故

要嚴(yán)格基于國(guó)家規(guī)范要求，并結(jié)合操作流程、專項(xiàng)施工方案來完成模板工程的拆除、安裝作業(yè)施工，模板及其支撐材料的材質(zhì)務(wù)必要符合施工強(qiáng)度、剛度，確保其位置、形狀、尺寸的正確性。為了避免在受力后模板出現(xiàn)下沉或變形，支撐模板的基礎(chǔ)應(yīng)有較大的支撐面積、且堅(jiān)實(shí)。同時(shí)，應(yīng)該將臨時(shí)固定設(shè)施設(shè)置在支撐系統(tǒng)工程及安裝模板中，避免模板傾覆。值得注意的是，為了確保施工過程保質(zhì)保量，務(wù)必要在上一道工序驗(yàn)收合格之后再進(jìn)行下一道工序施工。

4.3 避免出現(xiàn)觸電事故

務(wù)必要統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一規(guī)劃施工現(xiàn)場(chǎng)的用電， 制定完善的觸電事故應(yīng)急預(yù)案及臨時(shí)用電施工方案。同時(shí)，做好施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全宣傳，提高安全用電意識(shí)，用電安全提示標(biāo)識(shí)也必須要做好。此外，地鐵車站的施工現(xiàn)場(chǎng)不可采用4+1的電纜方式，要設(shè)置專用的保護(hù)零線，采用TN-S 用電系統(tǒng)，配電系統(tǒng)要設(shè)置開關(guān)箱、分配電箱、總配電箱。

結(jié)語(yǔ)

總之，淺埋暗挖法在地鐵車站施工中具有較大的作用，既能夠確保地下管線正常使用、地面交通不中斷，同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)工法對(duì)的污染。但值得注意的是，淺埋暗挖法也存在著一些缺點(diǎn)，如高水位地層的結(jié)構(gòu)防水較難、施工工藝要求較高、機(jī)械化程度不高、施工速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大、噴射混凝土粉塵多等，在施工過程中要仔細(xì)權(quán)衡利弊，應(yīng)該基于周圍環(huán)境條件、隧道斷面構(gòu)成、地質(zhì)條件等來選擇適宜的施工方法，確保地鐵車站施工的安全運(yùn)行。

[1]彭澤潤(rùn).北京地鐵復(fù)—八線土建工程施工技術(shù)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2003：59-67.

[2]呂勤，張頂立，黃俊.城市地鐵暗挖施工地層變形機(jī)理及控制實(shí)踐[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2003，21（07）：4-5.

[3]田巧煥.北京地鐵五號(hào)線天壇東門站施工階段計(jì)算與分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2004，34（04）：12-14.