地鐵施工技術相關問題的研究

摘 要：本文闡述了對地鐵施工技術相關問題，并對地鐵施工中隧道施工技術和地鐵車站施工方法提出了一些見解及解決措施，希冀對類似的工程或同行帶來一些參考和解決措施。

關鍵詞：地鐵；施工技術

中圖分類號：U231+.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0203-02

引 言

在1863年，世界上的最早的地鐵——倫敦大都會地鐵便正式投入了運營。一個多世紀之后，我國的地鐵建設也姍姍來遲的迎來了它的春天，1969年10月，北京地鐵的第一期工程投入運營。自此之后，各大城市也競相展開了地鐵項目工程的建設，雖然地鐵的造價昂貴、審批手續相當嚴格，但時至今日，已有四十余個城市相繼建設并運營了地鐵項目。隨著地鐵建設的飛速進行，地鐵的施工技術的發展也是如影隨同。因此如何選擇和進一步發展快速有效的地鐵施工方法成為了目前備受關注的問題。

1 地鐵建設隧道、車站的施工技術

地鐵隧道的施工方法主要有沉管法、蓋挖法、明挖法和暗挖法。每種方法適用于不同的地理環境，在人煙罕至、沒有管道的地方可以采取明挖法，而在城市中的繁忙地帶就可以選擇蓋挖法。想要保證高效、安全的進行地鐵建設就必須選擇正確的施工方法。以下為幾種施工方法的詳細介紹。

1.1 沉管法

沉管法是水下構建隧道的一種方法，在隧道口出挖建地槽，再將管道分段建造，管道的端部各設臨時止水部，建造完成后沉放入水，去除止水部與管道進行連接（連接方法如圖2所示）。最后進行保護完善措施。沉管法適用于較淺較寬闊的江河河床或海岸進行水下隧道構建，在水下建設中最為經濟。相比于其他施工方法，其管道斷面選擇靈活，隧道線路長度較短。其內包含的多項工序可同時進行，例如在挖建地槽的同時可進行管道的預制。因此，大大減少了工程耗時和各項工序彼此之間的干擾。由于管道制作材料的不同，隧道多分為兩種：①單層或雙層的鋼殼隧道；②鋼筋混凝土隧道。工程如圖1所示。

1.2 蓋挖法

蓋挖法的施工環境在地下封閉環境中，常用于城市中流量大的人口密集地段，例如交通要道、商業區等等交通和工作不能被影響的地方。由于該法要從地面向下挖掘一定深度后封頂進行施工，其內部構建主體部分的結構順序有所不同，故此分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法和蓋挖半逆作法。

1.2.1 蓋挖逆作法

蓋挖逆作法，即為逆建筑方向施工。先在地表下挖掘并構筑維護結構和中間立柱，之后以未曾開挖的土體為模具，澆筑頂板部分。為了防止附近建筑物沉陷，頂板部分可以作為支撐。完成頂板部分的建造后即可填土恢復道路交通。之后進行從上向下的施工工程，先開挖中層土后筑建上層主體結構，后進行下層土的挖掘，構建下層主體結構。選取蓋挖逆作法的路段多為結構不穩定或交通繁忙的路段，具體步驟如圖3所示。

1.2.2 蓋挖順作法

蓋挖順作法為地表工作結束后現行構建一半的連續墻、縱梁以及頂層覆蓋板，再進行中間部分支撐板的筑建，覆蓋板，最后完成另一半的連續墻、頂層覆蓋板。完成覆蓋板已經支撐結構的構建后由定制的覆蕭結構維持交通，進行內部結構的建設。其詳細步驟為繼續向下挖掘，構建橫向支撐裝置直至底部后，構筑底板、中層側墻樓板，拆除中層支撐裝置，再拆除上層支撐裝置構建頂板，完成內部結構。蓋挖順作法相較于蓋挖逆作法，對地面交通的影響時間長，適用于可短暫阻礙交通的地段，蓋挖順作法步驟如圖4所示。

1.2.3 蓋挖半逆作法

蓋挖半逆作法與蓋挖逆作法大相徑庭，所差之處為頂板完成后，向下挖掘至標高后，由下而上的構筑內部結構，同蓋挖順作法一樣，構筑內部結構時需設置橫向支撐結構，具體步驟如圖5所示。

1.3 明挖法

明挖法是鐵路施工方式中最簡單、最經濟、最快速的方法。其方式為直接從地表開始挖掘至標高后，從下至上的由基底開始構建內部結構，全部完工后回填并恢復地面。由于該方式需挖建深基坑，故此對周圍十分容易發生地表塌陷，且會對周圍交通造成長期影響。故此前提條件是地表環境狀況需符合可長期動工的條件。明挖法的具體工序為，筑造地下連續墻，后進行n層挖掘（每層挖掘過程中都應當筑建橫向支撐裝置以防止工程坍塌），挖掘完工后澆灌底土層、中層和頂板混凝土層完成其主體結構，如圖6所示。

1.4 暗挖法

暗挖法，顧名思義是在特定條件下可以不將地面大范圍挖開，進入地下進行挖掘修筑地鐵隧道。其通過不同的地質地形與環境要求可將暗挖法分為四種主要的方式——淺埋暗挖法、掘進機發、鉆爆法、盾構法。

1.4.1 淺埋暗挖法

淺埋暗挖法由于是我國修建工程北京地鐵復興門折返線中針對具體工程自己創造的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法，因此在眾多隧道修建方法中最適合于我國城市地區多松散土質圍巖情況的國情。該工程因其沉降地表幅度很小，隧道埋深大多小于等于其直徑故最大程度的降低了對周邊環境的影響，在各種尺寸與斷面形式的洞室內或有水條件的底層中都可應用。其施工過程為，第一步對周圍地質和環境進行調查，第二步設計工程支護、地層預加固預支護等保護措施，第三步進行隧道的挖掘，第四步開始初期支護鋼供錨噴混凝土，第五步需要監控測量、穩定安全判別，第六步對防水層進行施工，最后二次襯砌灌注混凝土。

1.4.2 掘進機法

掘進機法（TMB法），主要使用臂式掘進機進行挖掘，用特制的大型切削設備，姜堰市剪切擠壓破碎，再使用運輸設備將碎石運出。其優點為可以在埋深較淺、環境狹窄、不允許被爆破震動的地方進行挖掘。缺點是機器直徑不能調整，對地質條件及巖性變化的適應性差，使用有局限性。

1.4.3 鉆爆法

大多山嶺隧道的挖建中，通常會使用到鉆爆法，主要用于挖掘堅硬的巖石地層。面對不同的巖石地形，鉆爆法的方式眾多，有挖掘硬巖的全斷面挖掘法、挖掘軟弱巖的正臺階法，挖掘斷層軟弱帶大斷面可以用中隔壁法或中隔壁交叉臨時仰拱法，面對穩定工作面時可用小導管超前注漿法。使用鉆爆法施工時必須要遵守的有幾項原則，光面爆破、信息化施工監控量測與信息反饋、噴錨支護。施工過程中要做到及時支護、及時量測、及時反饋、及時修正。其施工流程為鉆爆→裝運出碴→噴錨支護→灌注襯砌。

1.4.4 盾構法

盾構作為一個可移動可支撐地層壓力的鋼筒結構在工程條件差，有著流溯狀松散多水的圍巖的地段較為適用。整個鋼筒分為前中尾三段，每段作用各不相同，由于需要推進，所以前段裝有推進挖掘的設施，中段需要有千斤頂來起到支撐作用，尾端負責筑造隧道，裝有拼接已制造好的襯砌環或現澆隧道襯砌環的裝置，進行施工時要預先挖掘豎井方便運輸挖掘出的土體，還需測量子盾構箱托板前后高度差、墩柱滑板前后高度差、墩柱軸線、框架橋軸線、框架橋高程、線路沉降監測點等數據保護工程安全，其施工設計如圖6所示。

2 總 結

我國的地鐵修建至今已有半個世紀的歷史，在這半個世紀中，隨著科技、經濟的飛速發展地鐵施工技術也已經有了質的飛躍，許多技術已然領先世界。但是在城市環境的要求越來越高，我國復雜多樣地質地形等苛刻要求下，仍需對地鐵施工技術做進一步的研究發展。從對設備進行開發研制、加強地下工程施工輔助功法的研究創新等方面入手，使地鐵的運營范圍覆蓋全國。

參考文獻

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[4]朱小龍，張慶賀，朱 斌.南京地下鐵道施工方法的選擇[J].施工技術，2002.

收稿日期：2018-9-13

作者簡介：朱知文（1982-），男，工程師，本科，主要從事武漢地鐵項目管理工作。