城市軌道交通地下工程施工技術研究

張豪猛

摘? ? 要：進入新世紀以來，我國社會經濟水平不斷提升，推動我國各個城市迎來了軌道交通建設的熱潮。深入研究現階段我國地下軌道交通建設的施工技術，對我國城市軌道交通建設具有積極的影響。文章簡要地介紹了幾種現階段在城市地下軌道建設中被廣泛應用的技術，并論述了各項技術的優缺點以及相關的適用條件。

關鍵詞：城市;地下交通;施工技術

1? 引言

隨著我國地鐵數量的越發增加，其所展現出的社會經濟效益越發明顯，城市軌道交通所具備的便利性已經充分展現在了人們的面前，可以說城市軌道交通已經成為當下人們生活中不可或缺的組成部分。為切實有效地契合目前社會迅猛發展的需求，全面提高軌道工程的施工進度以及施工質量，相關工程建設單位有必要花費更多的精力來研究施工工藝以及相關管理方法，用以為城市軌道交通工程建設提供良好的支撐作用。

2? 車站施工技術方法

2.1? 明挖法施工技術

明挖法是指在地鐵施工過程中，先全部挖掉地鐵隧道部位的巖體，再在洞身、洞門處施工，最后回填施工區域的一種施工作業方法。和其他施工作業方法相比，明挖法具有施工作業技術簡單、進度快、經濟安全等優點，在城市地鐵工程施工中的應用十分廣泛。地鐵工程施工時具有較多工序。如果對一些關鍵工序的質量不能恰當控制，如降低地下水位、邊坡支護、土石方開挖、混凝土結構施工和防水工程施工等，在施工或者后期投入使用階段就可能出現安全問題。所以，管理明挖工程施工的關鍵是監督確保施工質量，根據明挖工程施工技術的特點制定合理的工程施工技術方案，進而推動地鐵建設水平的提高。

2.2? 蓋挖逆作法技術

蓋挖順作法是指以不中斷現有路面交通為前提下進行修筑地下車站一種施工技術。其大致施工步驟為：逐步完成車站的圍護結構后，根據需要的施工范圍在現有道路上臨時施做工作井，依靠臨時路面系統支護，由上而下挖基坑內土石方;然后施做臨時支撐，達到設計標高后由上而下修筑車站主體框架結構和防水工程。最后將臨時路面系統拆除進行土方的回填，恢復正式道路。該方法總體流程為：施作車站圍護結構及中柱、結構柱→頂板以上土方開挖、頂板底模施作、頂板結構及頂板防水層及保護層施作→站廳層土方開挖→防水層施工→側墻、中板結構施工→站臺層土方開挖→底板防水施工→側墻、層板、底板及樓梯等工序施作。

3? 盾構區間隧道技術方法

3.1? 淺埋暗挖法施工技術

淺埋暗挖施工技術，也被稱為松散地層新奧法施工技術，其可以充分利用開挖面的空間約束作用和圍巖的自撐作用，同時將錨桿與噴射混凝土作為支護措施，極大程度地提高了圍巖結構的穩定性。另外，在實際施工過程中，通過合理的監控量測和調整，還可有效緩解地下圍巖發生松弛或變形的現象。

在采用淺埋暗挖法施工時，其主要控制要點為：①管超前應用超前管棚注漿等技術，實現地層的超前支護，有效加固圍巖，進一步提高圍巖的穩定性，避免圍巖發生坍塌;②嚴注漿完成超前支護工作后，立即開展注漿，保證漿液充滿圍巖縫隙，提高圍巖的整體性，進一步改善圍巖的自承能力;③短進尺每開挖一環，支護一環，在開挖過程中，嚴格控制每環進尺的長度，進一步提高圍巖的穩定性;④強支護對于整個地鐵隧道工程來說，初期支護承擔著基本的荷載，可以說，初期支護能直接決定開挖初期地表沉降變形情況，所以，在開展軟弱地層施工過程中，為了保證承載能力，必須提高初期支護的強度和剛度;⑤早封閉為了提高初期支護的承載能力，進一步滿足具體的施工要求，施工過程中應做到每開挖一環、支護一環、封閉一環;⑥勤量測應用淺埋暗挖法開展施工時，現場監控測量非常重要，只有提高測量的準確性，才能更加及時、合理地進行指導，進而有效控制沉陷變形。

3.2? 盾構法

（2）盾構法技術特點。這一技術在實踐的過程中，主要是借助隧道全斷面掘進機，該設備高度融合了機械掘進、電氣控制、液壓傳動、信息收集和信息處理等多個方面的技術，它能一次性實現對隧道的掘進，并可以運輸掘進產生的土方，以及對開挖產生的洞壁進行支護。這一設備也是當前階段全球最先進的隧道建設機械，最早誕生于20世紀50年代，現階段這一設備已經在國內外得到了非常廣泛的應用。基于自身的特點，該技術可以劃分為敞開式盾構和復合式盾構。敞開式盾構主要應用在巖石地層中，巖石的完整性越高越有利于其工作，其在工作的過程中使用皮帶運輸機運出挖掘出的土方，可以實現20km長度的連續掘進，在適當的維護之后能夠達到30km的掘進長度，總體上適合進行長距離的掘進工作。其掘進速度為500～600m/月，從地下施工技術的角度來看，這已經是一個比較快的速度，能夠有效縮短工期，提升地下工程建設的經濟性。采用這一技術通常要進行二次復砌，復砌方法為復合式襯砌。復合式盾構主要應用在軟硬交替的地層中，如土層和巖層的混合地帶，使用螺旋式輸送機運送挖掘出的土方，其運送效率低于皮帶運輸機。這一技術理論上一次性最大掘進長度為10km，但是根據國內已有的實踐，其一次性最大掘進距離為3.6km。其掘進速度為200～300m/月，掘進速度較慢，施工工期較長。這一技術在開挖的過程中采用預制管片實現對隧道壁的支護，因此預制管片的質量將直接影響著隧道壁的支護效果。

盾構機在盾構支護下進行工程暗挖施工，不受地面交通、河道、航運、潮汐、季節、氣候等條件的影響，能較經濟合理的保證隧道安全施工。在整個施工過程可以實現自動化、智能化及遠程控制。在松軟地層中，具備經濟、技術、安全等優越性。

（2）盾構隧道結構設計方面。在開展項目設計過程中，需要解決異形盾構結構的以下問題：①管片厚度和寬度;②防水結構;③管片具體的分塊和拼裝方式。就目前來看，在實際施工過程中，設計單位傾向于逐漸增加管片的寬度，繼而有效減少在特定長度范圍內的接縫數量。但不管是盾構的靈敏度，還是最小曲線半徑，都會限制管片寬度的增加。所以在實際設計方面中需要慎重考慮現場施工情況。

（3）盾構隧道施工地面沉降控制。以往大多應用氣壓平衡盾構的方式開展盾構隧道施工，如果在施工過程中遇到了軟土層，就需要對地層土體進行改良，這樣的施工模式較復雜，過程較繁瑣，沉降量控制需要經驗豐富人員控制。經過相關單位的探索和研發，新的注漿工藝應運而生，如同步注漿工藝及二次注漿等，從而有效控制了地層的沉降現象。

（4）盾構隧道防水。盾構隧道的防水主要包含2個方面：管片結構的自防水及管片接縫的防水。其中，前者可以通過合理選擇管片結構進行控制;后者是盾構隧道防水的重點控制內容。在我國大多數工程項目中，遇水膨脹橡膠密封墊是較常見的防水方法。在開展盾構隧道施工過程中，必須對管片的安裝精度進行嚴格控制，以防止隧道防水能力受到影響。

4? 結束語

綜上所述，常見城市軌道交通地下工程施工技術主要有明挖法施工技術、淺埋暗挖法施工技術、盾構法施工技術，相比之下，應用盾構法技術更加有效。但是由于我國在盾構機方面發展較晚，在設計盾構機時的參數與扭矩等需要參考發達國家，因此一直都缺少一套較為完善的盾構機設計技術。參考其他國家的設計理論，如果地質與隧道的具體條件有所變化，就無法確定設計工作的實際理論，因此，在實際應用該種施工技術時，仍需不斷完善與改進。

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