軟弱巖層大跨度地鐵車站施工優化與地表沉降控制分析

文/岳國偉

1 前言

在我國經濟飛速發展的社會形勢下，城市地鐵工程建設的質量已經成為人們所關注的重點和重心，地鐵車站質量的優劣不僅關系到地鐵的使用壽命，而且還與人們的生命財產安全息息相關。只有在地鐵工程施工的過程中嚴格把控好質量關，提高對質量缺陷成因的追查力度，并進行提前預防和及時處理問題，才能促進我國地鐵工程施工建設的可持續發展。長久以來，國內外對于地鐵車站的修建工作大都采用的是明挖的方式，但是隨著城市的不斷發展、技術的更新換代，人們發現直接在環境和交通較為復雜、人員相對來說密集的中心城區采用明挖法，其施工所需的籌劃龐雜且時間長，更重要的是會對城市的正常運行還會造成極其嚴重的負面影響。因此，在地鐵車站施工過程中采用暗挖法，對于中心城區的交通問題以及深度地下空間的開發有著舉足輕重的作用[2]。暗挖法對地鐵車站隧道施工非常重要，它是地鐵車站隧道安全施工的基礎保證，所以相關人員要做好地鐵車站隧道暗挖工作的施工安全以及施工過程中圍巖牢固程度的準確評定工作。在地鐵車站隧道暗挖工作施工前，要進行超前地質檢測工作，確定該軟弱巖層能否安全施工，提前檢測對確保施工進度和工程質量具有重要的作用。另外，要注意核實地質調查階段工作的準確性，及時發現并解決前期勘察階段遺漏的地質問題，確保施工的正常進行。預測有可能發生地質災害和施工中可能遇到的問題，提出備選的解決問題的施工方案和措施以及施工工藝方法，并預先制定防災減災的工作方案，把可能發生的地質災害和造成的危害降到最低，確保軟弱巖層大跨度地鐵車站施工優化與地表沉降控制工程順利進行。

2 暗挖法的概念

目前，國內外在地鐵車站的修建施工過程中經常采用暗挖法進行施工，采用的暗挖技術包括了淺埋暗挖法、管幕法、盾構法、盾構法擴挖等。對于暗挖地鐵車站的技術種類來講，其種類雖然豐富，但差異性也極大，并沒有那種“放之四海而皆準”的暗挖工藝。由此，要想做好地鐵車站的暗挖工作，就需要因地制宜，充分勘測當地的軟土地區地質條件，根據勘測結果選擇合適的暗挖方式。

如果該軟土地區的暗挖地鐵車站在施工過程中面臨著地層含水量大、穩定性差、敏感性高的威脅，則可以在實施暗挖過程中采用盾構法（擴挖）或頂管法；當施工過程中面臨著超近距離（＜2m）施工條件時，首選最為合適的頂管法進行施工[3]。

3 軟弱巖層大跨度地鐵車站施工問題及原因分析

3.1 自然環境問題

因為軟弱巖層大跨度地鐵車站施工的過程是一個長期的工程，在施工的過程中會遇到各種各樣地質條件的影響，而一些特殊的地質因素就會給軟弱巖層大跨度地鐵車站施工的質量埋下隱患。比如說一些地鐵暗挖塌陷問題就可能是由于特殊的地質環境因素影響所導致的，因為如果暗挖的軟弱巖層地區屬于濕陷性黃土地的話，其本身就具有自重濕陷的特點，再遇到特殊氣候原因和惡劣的自然環境，就必然會出現質量問題，進而造成塌陷事故。

3.2 工程材料問題

工程材料的質量問題直接關系到軟弱巖層大跨度地鐵車站施工的質量。有部分工程材料采購人員對材料質量的檢測不嚴格把控，導致原材料的質量不過關；有的地鐵車站工程因為工期大，需要的原材料特別多，但是卻沒有干凈通風的倉庫，進而使得材料在存在的過程中出現腐蝕或不合格的現象，這些都是影響工程施工與建設的重要因素。

3.3 裂縫問題

軟弱巖層大跨度地鐵車站施工建設中也可能會出現裂縫問題，裂縫問題一直是軟弱巖層大跨度地鐵車站能否穩定施工的關鍵性因素。采用頂管法在軟弱巖層地鐵車站施工過程中出現如果出現了自然界濕度的驟然變化，就會在熱脹冷縮現象下出現裂縫。而這種裂縫缺陷不但會給頂管帶來隱患，而且還會給地鐵車站的建設帶來很大的破壞。鋼筋長期被腐蝕下，會影響其耐久性和穩定性，因此裂縫也是軟弱巖層大跨度地鐵車站施工問題中存在的質量大敵，需高度重視。

4 軟弱巖層大跨度地鐵車站施工優化

為了實現地鐵車站的耐用性和穩定性，解決上述說明中可能出現的問題，工作人員需要在地鐵隧道的暗挖過程中提高頂管的密實度和強度，且在頂管加固處理過程中制定合理的施工方案，嚴格把控施工過程，以此提高工作效率。另外，利用頂管加固技術來增強地鐵暗挖工作的安全穩定性是極其重要的，其大致的工作原理是提高頂管的密實度，從而進一步提高軟弱巖層大跨度地鐵車站施工的穩定性和強度。

4.1 注重加固混合材料的采購、配制及其質量控制

在原采購材料前工作人員一定要對供應商進行調查和分析，保證生產廠家的合格性；另外，還需要根據地鐵暗挖的頂管施工加固技術的需要選擇合適的原材料；在施工前對原材料進行再次的核實和檢驗，防止質量差的產品進入施工現場；做好原材料的存儲工作，保證原材料的質量和使用效果，避免因為原材料不合理而影響工程施工質量。加固混合材料的配制是地鐵車站施工的頂管加固質量保證的關鍵，為了使加固混合材料的性能最優化，在施工中要對材料拌合的時間和溫度等影響性能的技術參數進行嚴格把握，重復攪拌混合料，使其混合均勻。在對混合料的攪拌和混合比進行研究過程中，我們不但改進了拌合機的性能和操作工藝，還找到了地鐵車站施工的頂管加固過程中材料的最佳使用量和最佳混合比。此外，混合料攪拌完成后，還需對混合料的使用溫度進行嚴格把控，其使用溫度的把控包括：原料出場、進場、碾壓以及最后的攤鋪。

4.2 對地鐵車站施工的頂管加固過程進行動態管理

為了地鐵車站施工的頂管加固施工質量的提高，必須要對施工過程進行動態的管理、隨時檢測施工質量，同時積極引進先進的相關技術，嚴格把關進場材料，確保使用高質量高性能的原料，發現問題，及時制定合理方案進行解決。只有在施工過程中嚴格把控好施工的質量問題，將各項質量隱患及缺陷有效的排除，才能提高工程質量的有效性。另外，監理單位作為質量把控的檢驗者，一定要做到未雨綢繆，除了嚴格發揮自身監督和檢查作用之外，還要積極與當地地礦、國土等部門積極協作，做好工程前的勘查工作，防止地鐵車站暗挖工作在施工建設過程中出現損壞地下管網、地質塌陷的情況，為工程的安全、有序進行打下基礎。

4.3 嚴格控制裂縫問題

裂縫問題是地鐵車站頂管工程施工建設中是最為常見的問題，也是最難以從根本上消除的問題，所以地鐵暗挖工程的技術人員和施工單位一定要提高重視度，從工程的設計到施工要進行全過程的裂縫缺陷管理，科學合理的設計方案，同時還要做好裂縫的各種補救措施，提高工程建設的可靠性和穩定性。

4.4 地鐵車站頂管加固的施工檢測

在地鐵車站施工的頂管加固完成以后，相關人員需要對其質量進行測試評估。測試評估是為了督促施工方，同時也是為了降低地鐵車站頂管加固施工不合格的概率，保證頂管加固施工過程和結果的嚴謹性，確保地鐵車站的高質量施工。

5 地表沉降控制

地層表沉降會對地下建筑尤其是地鐵車站建筑產生嚴重危害。不均勻的沉降可能會引起建筑物的傾斜，因此要想做好地表沉降控制，就要從當地的地質條件、施工規模、施工方式、暗挖深度等角度綜合考慮，控制地表沉降，保障土地結構完整性和結構的穩定性。另外，找到隧道的地表沉降點是十分重要的，一般洞口段均為2～5m 且設置3～10 點，在地表和初沉后的洞身都需要設置控制點，同時還要每天都進行量測。此外，還要通過拱頂下沉極限的方式推算出地表沉降的標準，了解暗挖所允許的沉降值，把計算好的最小值當作最后的控制標準，嚴格按照標準展開施工。

6 結語

總而言之，對于地質條件較為惡劣的軟弱巖層大跨度地鐵車站施工，必須預先考慮各方面的影響因素，結合實時監測數據，分析軟弱巖石的特性和沉降穩定性的情況，探討沉降的趨勢變化，編制科學的施工預案，選擇適合的施工工藝，在施工中把握關鍵環節，優化工序與過程控制工作，確保地表沉降控制在設計范圍內，保障軟弱巖層大跨度地鐵車站的施工安全。