地鐵暗挖區(qū)間支護(hù)技術(shù)探討

姜紅艷 何眾穎

摘要：在復(fù)雜地質(zhì)條件下地鐵暗挖區(qū)間的施工支護(hù)，一直是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。以長春市城市軌道交通岱山公園站至飛躍廣場站區(qū)間為工程背景，通過對工程地質(zhì)概況的分析，包括施工劃分、周邊概況以及地質(zhì)條件等，提出超前小導(dǎo)管、大管棚、噴射混凝土、二次襯砌等一系列施工關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)踐證明，這些技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了復(fù)雜地質(zhì)條件帶來的難題，確保了施工期間公路的正常使用和工程本身的安全。同時(shí)對未來人工智能技術(shù)在支護(hù)體系中的應(yīng)用進(jìn)行了深入探討，為技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和進(jìn)步提供了重要參考。

關(guān)鍵詞：地鐵；暗挖區(qū)間；支護(hù)技術(shù)；導(dǎo)管

0? ?引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加速，地鐵成為現(xiàn)代城市中不可或缺的交通方式，越來越多的城市紛紛投入地鐵建設(shè)[1-3]。地鐵暗挖區(qū)間施工是地鐵建設(shè)中的關(guān)鍵部分，但復(fù)雜地質(zhì)條件增加了施工難度和風(fēng)險(xiǎn)。為確保工程質(zhì)量與安全，需要詳細(xì)分析問題和原因，并提出解決對策與措施。

將超前小導(dǎo)管、大管棚、噴射混凝土和二次襯砌等關(guān)鍵技術(shù)，應(yīng)用于地鐵暗挖區(qū)間的施工支護(hù)，可有效解決復(fù)雜地質(zhì)條件帶來的難題[4-7]。其中，應(yīng)用超前小導(dǎo)管避免了管道破壞和維修問題，應(yīng)用大管棚減少了噪聲和粉塵污染，應(yīng)用噴射混凝土提高了施工效率和支護(hù)結(jié)構(gòu)的牢固性，應(yīng)用二次襯砌增強(qiáng)了施工質(zhì)量和工程安全性。

本文以長春市城市軌道交通岱山公園站至飛躍廣場站區(qū)間為工程背景，通過對工程地質(zhì)概況的分析，提出超前小導(dǎo)管、大管棚、噴射混凝土、二次襯砌等一系列施工關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)對未來人工智能技術(shù)在支護(hù)體系中的應(yīng)用進(jìn)行了深入探討。這些技術(shù)的應(yīng)用有效地解決了復(fù)雜地質(zhì)條件帶來的難題，確保了施工期間公路的正常使用和工程本身的安全，可為技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和進(jìn)步提供重要參考。

1? ?工程概況

1.1? ?施工劃分平面

長春市城市軌道交通岱山公園站至飛躍廣場站一期工程均由四工區(qū)負(fù)責(zé)施工。施工任務(wù)包括：一期交通導(dǎo)改、管線改遷，一期環(huán)形圍擋內(nèi)樁柱、冠梁、擋墻、頂板（含3號(hào)風(fēng)亭）等蓋挖相關(guān)全部結(jié)構(gòu)，頂板土方回填、管線回遷、路面交通設(shè)施恢復(fù)等。二期工程包括：飛躍路交通導(dǎo)改和管線改遷，東風(fēng)大街交通導(dǎo)改和管線改遷。車站一期結(jié)構(gòu)施工劃分平面如圖1所示。車站負(fù)一層結(jié)構(gòu)施工劃分平面如圖2所示。

負(fù)一層和負(fù)二層結(jié)構(gòu)由四工區(qū)負(fù)責(zé)施工，負(fù)三層結(jié)構(gòu)由五工區(qū)負(fù)責(zé)施工。具體施工界限需避開梁板孔洞等部位。負(fù)二層運(yùn)行線路隔墻、站臺(tái)板、軌頂風(fēng)道、樓梯等結(jié)構(gòu)以四、五工區(qū)實(shí)際施工為界各自完成。

1.2? ?工程周邊概況

岱山公園站至飛躍廣場站，南北走向，飛躍路為繁忙的交通道路。區(qū)間距離汽車廠街區(qū)612#和613#樓較近，其他建筑物距離較遠(yuǎn)。區(qū)間地勢北低南高，隧道位于飛躍路中鋪設(shè)。現(xiàn)有道路已規(guī)劃完成，兩側(cè)主要為綠地、汽車廠和商業(yè)場所，無需改造?？傞L度約為1069m，其中約1045m采用盾構(gòu)+礦山法施工，25.4m采用明挖法施工。設(shè)置2座施工豎井，提供施工通道。岱飛區(qū)間總平面圖如圖3所示。

區(qū)間上方主要風(fēng)險(xiǎn)管線包括DN2000污水管、DN1000混凝土制污水管、DN1000混凝土制雨水管和混凝土制雨水箱涵。這些管線的埋深、豎向距離和水平距離各有不同，沿飛躍路鋪設(shè)。區(qū)間左線和右線在不同位置與管線相交。岱飛區(qū)間沿線周邊管線調(diào)查狀況見表1。

1.3? ?地質(zhì)條件評價(jià)

本區(qū)間長度較大，其中黏性土上部呈軟塑-可塑狀態(tài)，易塌陷，對基坑圍護(hù)樁施工有一定的影響，屬于復(fù)雜地質(zhì)條件。在施工時(shí)應(yīng)超前注漿，保證黏性土的穩(wěn)定性。對于區(qū)間應(yīng)針對不同巖土層選擇適宜的盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工。

2? ?暗挖區(qū)間關(guān)鍵施工技術(shù)

地鐵暗挖區(qū)間關(guān)鍵支護(hù)技術(shù)包括鋼支撐、噴射混凝土、大口徑鋼管樁和二次襯砌。針對復(fù)雜地質(zhì)條件，選擇適合的支護(hù)方式至關(guān)重要。支護(hù)技術(shù)需考慮地下水、軟弱地層和斷層等因素。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可用于預(yù)測和優(yōu)化支護(hù)方案。對地質(zhì)條件進(jìn)行充分分析和評估，綜合考慮工程情況，選擇合適的支護(hù)技術(shù)。

2.1? ?超前小導(dǎo)管技術(shù)

基于上述工程概況分析，管棚間采用小導(dǎo)管預(yù)注漿，小導(dǎo)管選用DN32水煤氣管，長度2m，外插角為25?，每一榀格柵打設(shè)一排，環(huán)向間距0.4m，管壁交錯(cuò)鉆眼。注漿漿液根據(jù)地層情況選用水泥漿，對于砂層建議采用雙液漿，漿液配比應(yīng)由現(xiàn)場試驗(yàn)確定，并根據(jù)圍巖條件控制好注漿壓力（注漿壓力0.4～0.6MPa），要求加固體直徑不小于0.5m。為防止?jié){液外漏，必要時(shí)可在孔口處設(shè)置止?jié){塞。

2.2? ?大管棚施工

車站主體開挖前，結(jié)合小導(dǎo)管超前支護(hù)，大管棚自風(fēng)道結(jié)構(gòu)沿車站通長打設(shè)，兩側(cè)對打的大管棚搭接3m。根據(jù)需要結(jié)合現(xiàn)場施工情況搭設(shè)施工平臺(tái)。檢查機(jī)械設(shè)備安裝各種部件是否有變形，有則進(jìn)行校正。

2.3? ?噴射混凝土

濕噴混凝土就是按照配合比，把噴射混凝土用的原材料加水拌制成混凝土，送入噴射機(jī)料斗。噴射機(jī)活塞將混凝土送入混合室，與壓縮空氣混合后進(jìn)入噴射管，在噴嘴處加入液態(tài)速凝劑。再次混合后的料束從噴嘴射到受噴面。濕噴施工工藝流程見圖4。

2.4? ?二次襯砌

二次襯砌施工時(shí)，邊墻手架搭設(shè)在模板中間，通過受力支撐保持水平。拱部腳手架設(shè)在排架下側(cè)，通過立桿支撐豎向壓力。所有腳手架為滿堂架，注意控制水平傾斜度和浮力。腳手架與排架距離300mm，使用直螺紋頂托連接。搭設(shè)時(shí)高出模板最高點(diǎn)，并加固立桿露出部分。確保安全帶掛鉤牢固。

二襯拱頂注漿一般采用微膨脹水泥漿，以確保混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上?？衫妙A(yù)留的注漿圓盤或預(yù)埋注漿管，對二襯背后進(jìn)行注漿。注意控制注漿管的數(shù)量、位置、深度、注漿壓力和漿液流動(dòng)性，保證注漿質(zhì)量和效果。注漿前需清洗和檢查注漿管，確保通暢無損?；靥钭{工藝流程如圖5所示。

2.5? ?機(jī)器學(xué)習(xí)算法支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

機(jī)器學(xué)習(xí)算法在地鐵暗挖區(qū)間的支護(hù)方案優(yōu)化中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。其主要應(yīng)用于對已有支護(hù)方案的評估和優(yōu)化，以及針對新的支護(hù)工程設(shè)計(jì)支護(hù)方案?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行支護(hù)方案優(yōu)化過程包括：數(shù)據(jù)采集和準(zhǔn)備，模型選擇和訓(xùn)練，支護(hù)方案優(yōu)化，以及結(jié)果評估和優(yōu)化。

通過收集地質(zhì)數(shù)據(jù)和支護(hù)方案，確定輸入和輸出變量。選擇適合的機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行訓(xùn)練，并檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏?zhǔn)確性和泛化能力。基于地質(zhì)條件和巖性，通過優(yōu)化支護(hù)方案，從而降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，提高支護(hù)效果和安全性。然后評估結(jié)果，優(yōu)化模型，實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)整支護(hù)方案，以實(shí)現(xiàn)高效、合理、安全的支護(hù)方案。

3? ?結(jié)束語

在特定的地質(zhì)條件下、區(qū)間斷面變化頻繁時(shí)，法暗挖施工仍有其極強(qiáng)的生命力。本文通過應(yīng)用相應(yīng)技術(shù)措施，使得隧道沿公路施工順利完成，確保了施工期間公路的正常使用和工程本身的安全，取得了較好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益?？偨Y(jié)得出該施工形成的參數(shù)及其分析方法，為全面分析效果開挖判定條件提供了科學(xué)依據(jù)，可供類似工程參考。此外，本文對于機(jī)器學(xué)習(xí)算法在施工支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，可為人工智能模型在工程中的應(yīng)用提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 洪小星，樊冬冬，劉俊城，等.富水砂性地層地鐵車站深基

坑施工案例分析[J].廣東土木與建筑，2021，28（3）：54-57.

[2] 王偉.大斷面地鐵越江隧道施工難點(diǎn)分析及其應(yīng)對措施[J].

城市軌道交通研究，2021，24（3）：134-137+141.

[3] 許劍波，蘇長毅，李子碩，等.富水礫卵石地層中盾構(gòu)下穿

地鐵隧道的施工控制技術(shù)[J].建筑施工，2021，43（2）：265-

267+270.

[4] 陶永虎，饒軍應(yīng)，熊鵬，等.地鐵暗挖隧道下穿既有火車站

站場施工方案安全性評估[J].隧道與地下工程災(zāi)害防治，

2020，2（4）：74-82.

[5] 王劍平.地鐵區(qū)間隧道暗挖施工技術(shù)探析[J].科技創(chuàng)新與

應(yīng)用，2020（24）：141-142.

[6] 盧棟.地鐵區(qū)間隧道暗挖施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2020

（12）：269-270.

[7] 肖育斐，孫榮.城市地鐵區(qū)間隧道暗挖施工技術(shù)研究[J].中

國水運(yùn)（下半月），2019，19（12）：215-216.