試論地鐵暗挖車站施工保護技術

陳文博

摘 要：隨著城市的高速發展，交通擁堵情況越來越嚴重，因此，很多城市都開始建設地鐵緩解交通壓力。以某市地鐵工程施工為例，探討了如何運用地鐵暗挖車站施工保護技術保護地鐵暗挖施工，以期為城市地鐵施工建設提供參考。

關鍵詞：地鐵；暗挖車站；施工保護技術；既有線

中圖分類號：U231.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.141

當前，不少大城市客流量較大，人口超過了千萬，所以，需要大量的現代化交通工具。而地鐵作為緩解城市交通出行壓力的有效途徑之一，被應用到了很多城市。地鐵的規模和數量在不斷增長，對地下空間的利用也更加多元化、立體化。城市地面建筑眾多，無法大規模搬遷，因此，出現了地鐵暗挖技術。在暗挖地鐵隧道時，地鐵網絡交叉穿越的情況時有發生，所以，地鐵隧道結構變形需要嚴格按照相關要求進行——一般位移都要小于20 mm，而且暗挖地下隧道應該有較大半徑的變形曲率，半徑值應大于1 500 m，對應的彎曲變形值則不應超過1/2 500.只有這樣，才能夠讓地鐵更加安全地運行。

1 地鐵項目情況

該線路主要是東西走向，車站是以雙向挖掘作為主要的挖掘方式，中心區則采用的是單層挖掘方法。在暗挖區，有1條已存在的線路，它們只間隔0.7 m。在施工過程中，采用的是“中柱法”。在該項目中，雙線單向隧道采用的是既有線，線之間的間距為15.7 m，屬于復合式襯砌結構，斷面為5.6 m×6.2 m，屬于馬蹄式的斷面型。此外，新路線中還有2個聯通風道。

2 隆起突變問題和干擾因素

2.1 從三維有限元角度分析變形

在三維有限元計算模型中，利用三維結構或者三維地質來建模，用真實的洞室群造型和地質空間分布形狀。其中的巖體物理力學參數則是以地質建議為基礎。在開挖和支護技術流程中，可以運用三維彈塑性數字模擬分析洞石群。由此可知，如果不運用相關保護措施，構造的最高點隆起約為27 mm。從現階段的規定看，該地鐵項目的結構隆起數超過了規定數值，需要有關機構提供科學的保護。

2.2 隧道的豎向形變干擾因素

目前，項目周圍的受力編號會引發豎向變形問題。但是，其內力分布和變形特點等比較復雜，應該根據彈性地基梁來明確基礎解析措施。因為其與土體共同反應的情況比較相符，所以，可以以此為依據分析相關干擾因素。從Winkler彈性地基模型理論來看，如果隧道是彈性地基上的無限長梁，那么，隧道變形則是縱向分布的。隧道縱向變形主要與隧道四周土體抗剪強度指標值有關系，如果加固處理新車站下方及其周圍的土，就能夠有效提升土的強度，降低發生變形的概率。它的豎向變形的變動也會受卸載變動的影響，如果在不同時段進行補償，也能夠降低發生變形的概率。另外，水位的變化既會改變其豎向，還會變動它的康健力。因此，做好干擾壓縮是處理豎向變形問題的核心。由于規模和高度等數值是已知的，所以，改變其底下和當前項目周圍的土質，可以較好地解決隆起問題。

3 保護技術措施

3.1 處理好襯砌建設流程

工程卸載數的增加會使得項目變形數增大，如果能夠有效掌握相關數值，就能夠取得不俗的成績。所以，調節好建設流程十分重要。

3.2 加固處理當前土體

利用灌漿的方式加固新建車站的底部，同時，還要加固隧道四周的土體，以此讓新建車站底部和當前隧道四周土地有著較高的抗剪強度指標值。具體來說，要從以下2點入手：①設計好土體的加固參數。在4號線暗挖段導洞中，灌漿加固2號線上下行隧道之間的土體和側壁2倍洞徑中的土地。從暗挖車站下面和兩側的情況來看，2號線隧道的加固長度應該各自延長5.0 m、6.38 m，其深度則應該在暗挖車站底板及以下8 m，用超細水泥—水玻璃雙液漿作注漿材料，注漿壓力應在0.3～0.6 MPa之間。②土體加固施工。開挖時，需要止于與既有線相距5 m的地方，利用超前注漿的方式加固既有線四周的土體，運用二重管無收縮雙液注漿技術注漿加固既有線。由于二重管鉆機鉆桿有雙液注漿、成孔的作用，并且能夠不停地快速注漿，所以，這樣做能夠保證漿液的質量。

3.3 預應力錨桿設置

在設計預應力錨桿參數時，預應力拉錨的設置應該不超出卸載影響范圍。在初期支護底板上固定拉錨的一邊，將錨桿分布成梅花狀，其間距為3 m×3 m，錨桿的長度為14 m和9 m。長錨桿暗挖車站邊緣應該靠近既有二號線區間側，錨桿的設置應該斜向外側下方，剩下的則應垂直向下。將223鋼筋作為桿體的材料，錨桿整個長度都是固錨段，其直接0.2 m錨桿軸向的拉力值為229 kN，而用水泥漿作為錨桿注漿材料，抗壓強度至少為30 MPa。在施工預應力錨桿時，因為洞較小，錨桿鉆機需要根據洞的大小來選擇，所以，可以按照現場情況改裝鉆機。暗挖導洞中施工一次錨桿應開挖支護4 m，縮短開挖卸載到預應力錨桿補償卸載期間的時間。

3.4 做好遠程監測

遠程監測工作主要包括2點：①科學分析當下的隧道構造變形。利用靜力水準儀檢測結構沉降情況，認真監測新車站下34 m的既有隧道，在上下行線布設23個測點，關鍵監測好每兩個結構縫處，并將1個測點布設在兩邊。在建設過程中，可能會對縫隙脹縮有一定的干擾，因此，需要在全部縫隙中設置測縫設備。②分析變形軌道，監測走行軌結構的縱向變形情況。因為設備有較好的精確性，所以，可以用來測定排水溝。在此，主要監測新車站下34 m長的既有隧道，在沉降測點位移上下行線之間布設15個測點。

4 結束語

總之，在地鐵暗挖車站施工中，必須要科學地認識相關的路線和豎向變形情況。面對隆起和變形因素造成的影響，必須要做好土體加固工作，并布設好相關的監測點，為地鐵未來的安全、穩定運行提供必要的保障。

參考文獻

[1]王建軍.地鐵東單車站近距離下穿雨污水管線施工技術[J].山西建筑，2007（04）：77.

[2]劉金果，周正永，胡長明，等.某地鐵明挖基坑圍護結構侵界處理[J].施工技術，2009（S1）：164.

〔編輯：白潔〕