復雜地質地鐵施工技術淺談

李俊鋒

【摘 要】隨著我國經濟的快速發展，交通出行需求也在不斷上漲，城市建設當中的地鐵成為有效解決人們出行的重要交通工具。但在地鐵的施工建設過程中，施工環境和地質條件往往非常復雜。本文對復雜地質地鐵施工中常用的施工方法和施工技術要點進行了分析和探討。

【關鍵詞】復雜地質；地鐵施工；特點；方法

1 復雜地質條件下地鐵的施工技術

在復雜地質條件下進行地鐵施工，大致可分為地鐵隧道的施工技術、地鐵車站的施工技術以及地鐵修建過程中的其他輔助施工技術，其中地鐵隧道的施工和地鐵車站的施工技術方法相差不多。這幾種施工技術分別適用于不同的復雜地質條件下，都各有其獨特的地方，在適宜的地質條件下都能取得施工的順利進行及施工質量的保證。

1.1 礦山法施工技術

礦山法是一種傳統的施工力法，是人們在長期的施工實踐中發展起來的。它是以木或鋼構件作為臨時文撐，待隧道開挖成型后.逐步將臨時文撐撤換下來，而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護的施工方法。 木構件支撐：其耐久性差利對坑道形狀的適應性差，支撐撤換：既麻煩又不安全，且對圍巖行所擾動，因此，目前已很少使用。鋼構件支撐具有較好的耐久性和對坑道形狀的適應性等優點，施工中可以不撤換，也更安全。口木隧道界將以鈉構件作為臨時支撐的礦山法稱為“背板法”。鋼木構件支撐類似于地上的“荷載一結構”人學體系。它作為一種維持坑道穩定的措施.是很直觀和奏效的，也容易被施工人員理解和掌握。因此這種方法常被應用于不便采用噴錨支護的隧道。由于襯砌的設計工作狀態與實際工作狀態不一致，以及臨時支撐存在的—些缺陷等，在 定程度上限制丁它的發展和應用。 礦山法的基本理論依據是，隧道開挖后受爆破影響，造成陰巖體破裂形成松弛狀態，隨時都有可能坍落，敢于這種松弛荷載理論依據，其施工方法是采取分割式按分部順序一塊一塊的開挖，并妥求邊挖邊撐以策安全，所以女撐復雜，材料耗聞多。由于這種施工方法，因其工作面小，不能使用大型的鑿巖鉆孔設備和裝卸運輸工具，故施工進度慢，建設周期長，機械化程度低，耗用勞力多，難以適應現代公路建設工期的需要。

1.2 淺埋暗挖施工技術

暗挖施工技術是相對于明挖施工技術而言，暗挖主要被廣泛運用于地面鐵路和公路，水工的隧道中，但在我國早期的地鐵建設中較少，因為需要較高的技術要求和較大的資金支持。在1984的北京復興門地鐵折返工程中，就采用了暗挖技術。一般應按照“新奧法”原理設計和施工，采用較強的初期支護，先注漿后開挖的方法。施工原則是：“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測”。一般用30～50mm鋼管超前棚頂導管，然后注入水泥或化學漿，形成“結石體”，以增強圍巖自穩能力。每次開挖進尺0.75m左右，先進行環狀開挖，留核心土，預噴5～8cm混凝土，架拱架和鋼筋網，再噴25～30cm混凝土，形成初期支護，做防水層后再做二次襯砌。在西單地鐵車站的建設過程中，鐵道部和鐵三院創造性的提出了“雙眼睛法”，作為我國暗挖技術的另一偉大突破被廣泛運用在地鐵建設領域中。由于暗挖法可以保證地面交通的運行，所以對當時的交通并未產生較大壓力。加之合理的施工方案，在當時大跨度的西單地鐵建設中取得了地鐵車站修建的新紀錄。

1.3 盾構施工技術

假如地鐵施工環境具有多種復雜的工程地質條件和水文地質條件，可以考慮使用盾構法。目前使用的盾構法可以適應很多種地質條件。不但可以修建斷面較小的區間隧道，也可以修建大斷面的車站隧道。并且這種方法施工速度快，對地面沉降也能做到有效控制。盾構法施工要求施工時間較長，運用這種方法的投資也很大。投資主要體現在盾構和輔助設備的制造與設計當中。在使用盾構法進行施工時，首先應認真勘察沿線的工程和水文地質條件，做到詳細無誤。這種方法比其他施工技術具有很多優勢。假如地面交通擁擠，地面建筑物較多且高大，地下管線分布密集等，就要在施工中首先解決地面沉降問題，由于施工環境復雜，不宜運用明挖法。并且因為地下水分布的影響，四周巖層的穩定性差，遇到工期緊張的情況，運用礦山法顯然不合適，使用盾構法應該是最好的選擇，可以體現盾構法的經濟合理性。

2 地鐵工程質量控制的重點、關鍵環節

質量特性決定了在施工過程中要嚴格加以控制，特別是對關鍵環節、關鍵工序的控制。地鐵工程由于其施工方法的多樣性、結構形式的復雜性，決定了其控制的重點和內容不同。

2.1 暗挖工程

由于各工程的地質和水文地質不同，施工時即使做到了降水施工，但有的仍達不到無水施工的要求，更不要說受地理位置的限制無法降水的情況。所以施工時必須采取各項地層加固措施，如小導管注漿、大管棚、長短導管結合注漿、深孔注漿、地層帷幕加固、臨時支撐等措施來保證施工的安全。這些加固措施多種多樣，而檢測的方法又不完善，有的甚至無法進行加固效果的檢測，所以加固作業質量顯得尤為重要。

人工開挖，要根據不同地層選用不同的施工工法，加強預探，采用正臺階開挖法，留好核心土，堅決執行淺埋暗挖施工的“十八字方針”是關鍵。 初支噴射混領土的強度等級一般采用C20，混領土的早強性、厚度、表面平整度是控制的關鍵。二村混領土一般采用泵送自密混領土，且無法進行振搗，因此，混領土本身的質量、結構模板的設計和澆筑過程的控制是施工控制的關鍵和重點。

2.2 明挖工程

明挖工程質量控制的重點、關鍵環節是基坑的支護。地鐵工程一般是深基坑，支護方案必須經過論證，施工時必須嚴格按照設計圖紙進行圍護結構的施工和施加預應力。

2.3 盾構工程 盾構工程質量控制的重點、關鍵環節是盾構機的姿態調整、盾構管片的安裝、管片本身的質量。盾構機姿態的調整是要控制盾構機按照正確的線位和高程掘進；盾構管片的安裝要嚴格控制管片的環向錯臺、縱向錯臺，特別是要合理的使用楔形環；盾構管片雖然是由生產廠家提供，但必須加強進場檢驗，合格后方可在施工中使用。 2.4 結構工程

結構工程質量控制的重點、關鍵環節是支撐體系、混領土質量、混領土澆筑質量。

支撐體系，不論是單邊支撐還是滿堂紅支撐，均要進行受力桿件驗算，以保證支撐體系具有足夠的剛度、強度和安全穩定性；施工過程中要控制其制作質量，做到支撐體系牢固可靠，支撐面嚴密、平整。

混凝土質量必須滿足設計圖紙和施工工藝的要求，特別是大體積混領土施工的要求，以減少各類施工裂縫。

澆筑過程是一個嚴肅認真的過程，它要求我們要有嚴謹的工作態度、認真的工作作風，做到不過振不漏振。

2.5 防水工程

地鐵工程使用的防水材料多種多樣，施工方法也是多種多樣，但必須按照防水等級的要求嚴格進行，做到不漏水。施工過程中必須嚴控制防水材料進場檢驗和操作質量，做好防水層基面、接縫等特殊部位的處理和防水工程的成品保護是施工質量控制的關鍵。

3 結語

地鐵施工要實事求是，確定合理工期、合理造價。不合理工期、不合理造價是造成質量差、工程壽命短及安全事故發生的主要原因。要建立循環經濟的理念，要有系統地下工程的理念，要有方便運營維修的理念，要有保護環境的理念，要有重視方案設計比選的理念，使地鐵的建設獲得經濟效益和社會效益雙豐收。

【參考文獻】

[1]王夢恕.淺埋暗挖施工工法[M].北京：人民鐵道出版社，2003.

[2]張鳳祥.盾構隧道施工手冊[M].北京：人民交通出版社，2006.

[責任編輯：楊玉潔]