淺談地鐵施工技術(shù)

常秋影　周旭　劉玲

摘 要：目前，隨著我國人口密度的增加，地面交通負(fù)擔(dān)繁重，我國把地下空間利用和開發(fā)作為一個(gè)重點(diǎn)放在城市建設(shè)中來，當(dāng)然，地鐵建設(shè)就是地下空間建設(shè)其中一項(xiàng)。因?yàn)榈罔F施工是在地下施工，其施工環(huán)境和其不定的因素會(huì)影響其施工技術(shù)，比如地下的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地鐵上方建筑物的沉降，地下水等一系列影響因素。因此在不同的環(huán)境，地鐵施工的困難和風(fēng)險(xiǎn)也就不同，所以在地鐵施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種影響因素選擇合適的施工技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)和科學(xué)的施工技術(shù)解決各種施工問題。

關(guān)鍵詞：地鐵建設(shè)；地下施工；施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：U231 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.前言

在如今地鐵施工過程中的方法主要有明挖法、暗挖法等，施工時(shí)應(yīng)選取恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)保證施工進(jìn)度、施工安全、施工質(zhì)量、施工成本。

1.地鐵施工技術(shù)的分析

1.1明挖法

明挖法是指地下工程施工時(shí)，從地上向下分層開挖，然后在基坑內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，施工作業(yè)順序由坑底由下到上，最后回填至地面的施工方法。其優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表1。

（a）蓋挖法

蓋挖法是由上至下開挖，在一定深度時(shí)將坑頂部封閉（通俗講就是蓋上），下部工程在頂蓋下進(jìn)行施工，主體結(jié)構(gòu)可以順、逆作的施工方法。其優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表2。

1.2 暗挖法

暗挖法是不直接開挖地面的土層，直接在地面以下開挖洞來進(jìn)行修筑及作業(yè)。主要包括淺埋暗挖法、盾構(gòu)法、鉆爆法、新奧法。

（a）淺埋暗挖法

淺埋暗挖法又稱礦山法，字面上理解，淺則說明埋深淺，距離地表面較近，淺埋暗挖法是在距離地面較近的地下進(jìn)行施工的一種方法。施工作業(yè)時(shí)，還應(yīng)該控制地表沉降為重點(diǎn)，和防止周邊建筑物的不均勻沉降，以鋼結(jié)構(gòu)，木制支撐和噴錨（傳統(tǒng)意義上不強(qiáng)調(diào)采用噴錨支護(hù)）作為初期支護(hù)手段，稱之為淺埋暗挖法；其優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表3。

（b）盾構(gòu)法

盾構(gòu)法是暗挖法中的一種先進(jìn)的施工方法，采用盾構(gòu)機(jī)施工作業(yè)。將盾構(gòu)機(jī)械置于地下開進(jìn)，通過盾構(gòu)支承四周圍巖防止發(fā)生坍塌，對(duì)隧道同時(shí)進(jìn)行噴錨支護(hù)，最終形成隧道的一種施工方法。盾構(gòu)法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表4。

盾構(gòu)法施工步驟：第一，打一個(gè)豎直井，再對(duì)墻體進(jìn)行加固并支護(hù)，形成機(jī)械的工作平臺(tái)；第二，將盾構(gòu)機(jī)組裝到井底，然后進(jìn)行施工開挖作業(yè)，形成隧道主體結(jié)構(gòu)；第三，對(duì)隧道進(jìn)行支護(hù)加固處理。

（c）新奧法

新奧法是利用圍巖的自承能力，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，控制圍巖的變形，并通過對(duì)圍巖和支護(hù)的量測(cè)、監(jiān)控來指導(dǎo)施工的原則；在當(dāng)今社會(huì)，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新奧法修建地鐵在我國已經(jīng)成為一種主流。

緊跟開挖作業(yè)，因此可以充分利用開挖施工面的空間效應(yīng)，來控制隧道周邊圍巖支護(hù)前的變形發(fā)展，有效限制圍巖的應(yīng)力重分布，限制圍巖進(jìn)入松動(dòng)狀態(tài)，在必要的情況下通過進(jìn)行超前支護(hù)，又加上施工早期澆筑的混凝土保證了支護(hù)的牢固和可靠。其優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件見表5。

3.其他施工方法

由于地鐵是地下施工，有很多不定因素和特殊性，當(dāng)今社會(huì)科技不斷的發(fā)展，和施工技術(shù)的完善，在遇到某些特殊地段可用特殊的施工方法；對(duì)于遇到大量的地下水而且圍巖破碎不完整，可以采取凍結(jié)法，提高了圍巖的自承能力；對(duì)于圍巖破碎，可以進(jìn)行注漿方法，加固圍巖，保證施工；當(dāng)施工地鐵時(shí)需要穿過建筑物時(shí)，采用基底托換（地下托換），增加現(xiàn)有基礎(chǔ)的承載能力，在現(xiàn)有基礎(chǔ)的下部增加新的永久性支撐物或基礎(chǔ)，增加了建筑物的穩(wěn)定能力。

特殊案例：某市地鐵工程，在一定的施工段涉及過河隧道，而且該地段地質(zhì)情況復(fù)雜，盾構(gòu)施工要解決硬巖層、河流滲水、有害氣體這3個(gè)問題；這3個(gè)問題對(duì)施工的影響表現(xiàn)在一是硬巖層，會(huì)對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀具產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，因?yàn)樵谒撞荒苁褂帽疲瑫?huì)使大量水涌入隧道結(jié)構(gòu)中，影響施工進(jìn)度；二是河流滲水問題，會(huì)使隧道結(jié)構(gòu)受到破壞，也影響隧道支護(hù)強(qiáng)度；三是有害氣體，處理不好或處理不恰當(dāng)，可能會(huì)帶來不必要的損失，甚至產(chǎn)生重大事故。以上3個(gè)問題是該地鐵工程過河隧道施工中面臨的三大難題，處理不好，不但會(huì)影響進(jìn)度，還會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。處理方案就是增大盾構(gòu)機(jī)刀具開口率，并對(duì)刀具的形狀和耐磨度做了改良，使刀具更加適應(yīng)該地層，對(duì)盾構(gòu)機(jī)本身也進(jìn)行一定的強(qiáng)度處理。有害氣體的處理，設(shè)置有毒有害氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，并在施工現(xiàn)場(chǎng)配置抽風(fēng)機(jī)，對(duì)有害氣體進(jìn)行處理后排放。對(duì)于滲水問題，因?yàn)樵诤恿鞯紫拢浪繉油猓€在圍護(hù)結(jié)構(gòu)和二次襯砌之間做了防水層，同時(shí)還配備了大型水泵進(jìn)行抽水作業(yè)，使該問題得到解決。

結(jié)語

在地鐵施工中，應(yīng)活學(xué)活用所學(xué)的施工技術(shù)，并對(duì)突發(fā)問題能有一個(gè)及時(shí)應(yīng)對(duì)的方案，制定一個(gè)良好的處理問題方案，將問題處理到最小化，制定科學(xué)的施工方案，保證施工的順利進(jìn)行，我們應(yīng)多了解最新的施工技術(shù)，面對(duì)不同的施工環(huán)境做到一個(gè)“因材施教”的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]覃仁輝.隧道工程[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2015.

[2]陳克濟(jì).地鐵工程施工技術(shù)[M].北京：鐵路工業(yè)出版社，2014.

[3]陳周斌.杭州地鐵1號(hào)線過江隧道特殊地質(zhì)施工方法[J].都市快軌交通，2011，24（6）：46-88.

[4]劉建航，侯學(xué)淵.盾構(gòu)法隧道[M].北京：中國鐵道出版社，1991.endprint