地鐵暗挖車站施工保護技術探究

蔡陽陽

（合肥城市軌道交通有限公司，安徽 合肥 230000）

地鐵的運營對城市社會經濟發展起到了巨大的推動作用，地鐵正以其環保、高效逐漸成為城市的主題，目前，交通堵塞現狀進行深入分析，各個大型城市都開始實施地鐵這種交通方式來緩解出行難的壓力。現今，各個城市都在積極地進行地鐵建設工作，人民群眾對于地鐵的建設發展情況也高度關注，并且要求充分、多樣化的利用地下空間。城市地面建筑一般都比較密集，搬遷工作的難度比較大，因此進行地鐵建設工作時一定要使用地鐵暗挖工藝。進行地鐵隧道的暗挖工作時，經常產生地鐵網絡交叉穿越問題，而地鐵修建有關標準要求地鐵隧道結構變形位移必須都要＜20 mm，而且暗挖地下隧道的變形曲率半徑值應該＞1 500 m，對應的彎曲變形值則不應超過1/2 500。只有滿足這些要求和標準，這樣才可以很好地保證地鐵運行的穩定性，下述針對地鐵施工案例展開了詳細的論述。

1 地鐵項目概況

本次地鐵工程為東西走向，在車站挖掘中使用了雙向挖掘的方法，地鐵中心穿過了街道，此部分采用了單層挖掘方法，開展暗挖工作時，由于1條線路已建設完成，因此中心區采用的是單層挖掘方法。這兩者間隔為70 cm。實際施工期間，使用了“中柱法”開展施工。本地鐵施工中，有雙線單洞隧道結構，各線間隔達到15.7 m，為復合式襯砌結構，斷面面積為5.6 m×6.2 m，切口呈現出馬蹄形。不僅如此，在新的線路旁還存在相連的兩個風道。

2 隆起突變問題及其影響

2.1 三維有限元方面產生的變形

以三維地質建模和三維結構建模為前提，根據洞室的群造型和地質狀態來確定形狀，并設計好三維有限元計算模型。工作時需要對巖體的物理力學參數有深入的了解，并結合開挖和支護工作開展來確定三維彈塑性數字模擬分析。完成這一分析后，若不采取相應的保護措施，則構造的最高位置是2.8 cm。根據地鐵修建的有關標準，這一項目中結構隆起數超出了標準，因此需要有關機構采取相應的保護措施。

2.2 隧道豎向變形的影響因素

若項目周邊受力產生變動，則會產生豎向變形的問題，但是確定其內力布局和變形特點有比較大的難度。在深入了解彈性地基梁的基礎上確定解析方式，能夠提高項目狀態與土體的適應性，并更好地消除各種不良因素的影響。通過研究Winker的彈性地基模型理論不難知道，當隧道地基上存在無限長梁結構時，隧道的縱向變形、抗剪強度都會產生很大的變動，但通過對新車站周邊的土地進行加固操作，則土體強度可以顯著提升，還可以減少變形問題。施工地點水位的變化除了會使地基產生豎向變化，也會對抗剪力產生很大影響。所以，一定要處理好關鍵干擾壓縮，這樣才能夠很好地解決豎向變形問題。在確定規模和高度等數值后，便可以通過替換底層和周邊土質的方式來解決隆起問題。

3 保護技術的具體落實

3.1 科學確定襯砌建設流程

工程變形數的提升會導致工程上方卸載數有明顯的提升，所以，在對工程變形數數值有一個準確的了解好，便能夠取得十分明顯的調節效果。實際進行地鐵項目的施工時，一定要結合建設流程做好調節工作。

3.2 做好已有土體的加固工作

使用灌漿的方法能夠實現新建車站底部的加固，加固過程中也不能忽略隧道附近土體的加固，這樣才能夠很好地提升新建車站底部以及隧道附近土體的抗剪強度指標值。一般條件下，需要結合設計好的土體加固參數和土體加固施工這兩個方面進行加固處理。

土體加固設計參數主要是在本次地鐵工程的4號線暗挖段導洞位置，需要對2號線上下行隧道位置以及土體和側壁2倍洞涇區域內的土體都完成灌漿加固工作。分析暗挖車站下方和兩邊實際狀況可以發現，2號線隧道加固的部分為5 m，暗挖站兩側長度為6.38 m，加固的深度通常要加深至車站底板以下9 m，所使用的注漿材料應為超細水泥—水玻璃雙液漿，注漿壓力應當控制在0.3～0.6 MPa的范圍。

本地鐵項目中進行土體加固操作時需要在5 m的位置停止開挖，而且需要對線周邊土體完成超前注漿加固工作。進行注漿加固工作時最好使用二重管無收縮雙液注漿技術，二重管鉆機鉆桿兼有成孔和雙液注漿的功能，還能夠保證鉆孔和注漿工作連續、快速地開展，這一工作方式可以很好地保證注漿質量。

3.3 預應力錨桿的設置

進行預應力錨桿設置工作時應重點把握好以下兩點，即預應力錨桿參數的確定和預應力錨桿的施工。確定預應力錨桿參數時，需要結合卸載的具體影響區域來確定。拉錨的一段應該固定在初期支護底板上，錨桿應呈現為梅花形，其間距為3 m×3 m，錨桿的長度為14 m和9 m兩種。在原有二號線區間側邊位置需要采用長錨桿進行車站的暗挖工作，暗挖車站的邊緣錨桿應當處于下向外側的下方，其他錨桿應當是垂直向下設置的。桿體的材料一般為2φ32鋼筋，錨桿總長都需要設置成固錨段，錨固體的直徑為20 cm，錨桿軸向拉力值應為229 kN。錨桿注漿材料應為水泥漿，并保證抗壓強度超過30 MPa。進行預應力錨桿施工時，施工作業面比較狹窄，所以開展錨桿鉆機工作時，一定要結合洞的空間大小來進行合適的選擇，有時可能需要對鉆機進行改裝以滿足施工的要求。進行導洞的暗挖工作時，每開挖支護4 m便需要再進行錨桿施工，只有這樣才可以使開挖卸載至預應力錨桿補償卸載之間的時間間隔符合標準。

3.4 嚴格進行遠程監測

進行遠程監測工作一定要把握好兩個重點，首先是要對隧道的構造變形進行深入研究，其次要認真研究變形軌道問題。采用靜力水準儀檢測結構沉降的方式能夠更加高效、科學的分析隧道構造變形。要將新建車站下方34 m長度的已有隧道作為重點監測對象，還要在上、下行線設置23個測點。還應將兩個結構縫位置作為重點監測對象，并在其每邊設置一個測點。建設過程中許多因素會影響縫隙的脹縮，所以要使用測縫設備對此進行監測，每一縫隙中都應安裝兩個設備。進行變形軌道分析工作時，需要對走行軌道結構進行嚴格的縱向變形監測，而且要求監測設備有比較高的精度，這樣才能夠很好地保證排水溝測定的科學性。上、下行線應設置15個沉降測點，以實時監控下沉的問題。

4 結語

綜上所述，要對已有線路上方及其附近的土體都進行加固操作，而且還要做好抗隆處理，這樣才能夠有效地降低變形問題的出現率。還可以借助自動化測試體系來確定變形狀態，這樣能夠更好地保證測試體系運行的穩定性，為我國地鐵行業的發展奠定堅實的基礎。