復雜地質條件下地鐵施工技術探討

張步鈺

摘要：隨著社會的不斷發展，我國在地鐵工程的建設規模上逐漸增加。地鐵是在地下進行施工作業，相較于其他建筑工程項目在地面以上施工作業而言，受到地質條件的影響更大，在施工作業當中，對于不同的地質條件，要有對應的不同的施工技術的支持，因此，保障地鐵工程項目的施工進度以及施工安全，提高工程質量，就必須加大對于地鐵施工技術的研究力度，開發出更先進的、更適合我國復雜地質條件的施工技術，從而有效促進我國地鐵工程的建設和發展。本文主要分析探討了復雜地質條件下地鐵施工技術，以供參閱。

關鍵詞：復雜地質;地鐵施工;技術

1復雜地質條件下地鐵施工技術研究的意義

隨著我國城市化進程的不斷推進，城市交通的壓力也越來越大，交通擁堵的形勢日益嚴峻，為了有效改善城市交通擁堵問題，就必須要加快發展地鐵項目的建設。地鐵這種交通工具相較于其他交通工具而言具有方便、安全、快捷以及環保等諸多優勢，對于改善交通擁堵問題有著非常重要的意義。由于地鐵工程項目的施工建設是在地下完成的，所以為了應對復雜的地質條件對于地鐵工程項目建設的影響，這就要求相關研究人員加強對于地鐵施工技術的研究，以便在施工過程當中面對不同的地質條件可以有更多的技術選擇。我國現階段的地鐵施工技術當中，主要有明挖、暗挖、TBM盾構掘進三大類的施工技術，在面對復雜的地質條件時，需要結合實際情況選擇合適的施工技術。

2復雜地質條件下的地鐵施工技術

2.1淺埋暗挖的施工技術

淺埋暗挖施工技術主要被應用在我國地面鐵路與公路的建設過程中，主要施工于城市干道及地下管線、地下構造物較多且無法避讓的復雜區域，技術要求非常高，施工風險校大。我國多處淺埋暗挖隧道主要是根據“新奧法”的原理設計施工，初期支護技術及注漿后開挖的措施。所遵循的施工原則是管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉和勤量測。如河南省鄭州市地鐵5號線下穿京廣快速通道CRD法暗挖工程，采用Ф108超前管棚，用1：1水泥漿液注漿，使距隧道頂3米的范圍內的土層形成整體，雙排超前小導管及時跟進，架設鋼拱架，掛設鋼筋網片噴砼，促進圍巖的自穩能力不斷提高，分部進行（a、b、c、d、e、f）6個導洞逐層開挖。待隧道初期支護施工完畢后拆除中間隔撐再進行二襯砼施工。因此暗挖法能夠確保地面交通運行及地面構造物不被破壞，在施工方案上非常合理，確保了地鐵工程的科學化開展。

2.2咬合樁施工技術

在復雜地質條件下，會出現地下水系豐富、地層巖質變化不規則且硬度不均勻現象，咬合樁施工技術能有效的防止地下水滲漏到基坑內，避免結構圍護樁基外側土體失穩，咬合樁設計原理為葷樁（鋼筋混凝土樁）與素樁相互咬合，先施工素樁A1、A2…等，待素樁達到設計強度80%后，再施工葷樁B1、B2、…等，實現樁與樁之間無縫結合。施工步驟為提高咬合樁孔口的定位精度，在樁頂上部施作砼或鋼筋砼導墻，使用套管鉆機抱管器中心定位與導墻中心重合，調整樁機鉆桿重直度，將鉆管重直度偏差控制在0.3%以下，鉆孔過程中根據不同的地質條件、巖層硬度系數調整鉆機的回旋動力;成孔后及時下放鋼筋籠及澆筑混凝土，導管埋入混凝土的深度宜保持在1.5～3米之間，最小埋入深度不得小于1米，提前做好導管配技術工作，在澆筑混凝土過程中邊澆邊拔導管，最終混凝土澆筑高于設計標高0.3～0.5米。施工要點：1、孔口定位誤差控制，2、鉆孔過程中垂直度控制，3、垂直度監測和檢查，4、糾編與處理。咬合樁施工對基坑有效防水且適多種復雜地層，施工方便占用場地小，工藝優點突出，將會成為地鐵及地下構建物基坑圍護的一個主要發展方向。

2.3TBM盾構土壓動態控制施工技術

為保證地面沉降，保持開挖面穩定是前提條件，而開挖面的穩定又是靠土倉內泥土壓力與掌子面土壓力平衡來實現的。因此，開挖面土壓動態控制管理是盾構施工技術的核心之一，在施工過程中要通過保持開挖土量與排土量的平衡來維持開挖面的土壓穩定。

2.3.1開挖面土壓值采集與控制

通過土室內壓力傳感器顯示出土壓力的變化，然后控制推進千斤頂的壓力和螺旋輸送機的排土量，并調節向開挖面的注泥量和注泡沫量以及注入壓力，從而使得開挖面土壓力的波動控制在允許的范圍內，保持土壓力的動態平衡。

合理設定土壓力是目標土壓力管理的重要內容。工程目標土壓力設定的基本原則是;保證開挖面的土體穩定，盡量減少掘進對周圍土體的干擾。土倉內土壓力的確定方法，一般按“靜止土壓+水壓+預留壓力”來計算。

2.3.2開挖面土壓平衡的保持

如前所述，利用開挖面土壓平衡保持工作面穩定至關重要。推進過程中必須管理好設置在密封艙隔板上的土壓力計，以作為協調盾構機推進速度和螺旋輸送機排土量保持平衡的橋梁。當在盾構機操作臺上輸入目標土壓力值后，若加快盾構機的掘進速度，密封艙內的土量隨之增加。若排土速度不變，則土壓力上升。這時，通過土壓計與螺旋輸送機的聯動，會自動加快螺旋輸送機的排土速度，使土壓力值保持不變，從而保證設定的目標土壓力值與開挖面水土壓力處于動態平衡狀態，可有效避免上部土體隆起，反之亦然。

所以，為控制開控面的穩定，必須做好目標土壓力值的動態管理，使地層水土壓力p和密封艙內泥土壓力PO保持動態平衡。這種平衡，通過調節與控制螺旋輸送機的排土量來實現。

2.4盾構防水施工技術管理

同步注漿：注漿操作是盾構施工中的一個關鍵工序，直接關系工程安全和經濟效益。因此在施工中加強注漿管理，嚴格按照“確保注漿壓力，兼顧注漿量”的雙重保障原則，注漿操作必需有專人完成，在每環掘進完成后必須對注漿量進行記錄，當發現注漿量變化較大時，應認真分析其原因，通過加大注漿壓力等方法補注，當同步注漿無法滿足沉降要求時，必需及時進行二次（多次）補漿。

結束語

綜上所述，在地鐵項目實際施工時，相關部門應深入分析相關因素，合理且科學地制定施工方案，深入研究并且分析地鐵施工當地的地質環境與條件，還應編制切實可行的規劃，有效管理施工工藝的實施。如果在實際施工中暴露出一些問題與不足，就應密切聯系項目狀況，綜合考慮與分析后，運用切實有效的方式，及時解決問題，合理分析地鐵項目的施工方案與工藝，使地鐵項目的順利推進與完工得到保障。