地鐵隧道暗挖施工技術改進的方法研討

王嵐

隨著社會經濟的飛速發展，我國城市化的發展進程也得到了有效提升。在高效的城市化建設中，城市交通是其中的重組成要部分。我國大多城市的交通壓力較大，地鐵的應用在一定程度上有效地緩解了城市交通壓力，也使地鐵逐漸成為城市中最便利的出行方式。高效的地鐵施工技術是確保地鐵工程質量的關鍵，在當前的地鐵施工技術中，較為常見的施工技術是隧道暗挖技術，暗挖施工技術也是進行地鐵施工時必須熟練掌握的技術。地鐵隧道暗挖施工技術雖然較為常用，但也存在相應的不足和缺陷，為保證地鐵施工的質量，改進地鐵隧道暗挖的施工技術勢在必行。

一、 地鐵施工工程范例和施工技術改進要求

1.工程概述

范例地鐵全長 20km，地鐵沿線有 17 座車站，施工地層以粉細砂、中粗砂、粉質粘土等土質為主。根據地鐵工程的實際情況、地質條件、周邊環境等條件，此次施工中應用盾構淺埋暗挖法的施工區間隧道大約20 個。施工時每個區間隧道的斷面開挖跨度約在6.2m～15.2m之間，施工時的沉降值約在10mm～200mm 之間。部分施工地段的洞頂為砂層，開挖時會出現地表沉降擴大的情況，當地表沉降情況出現在橫向和縱向的施工范圍并超出開挖的兩側時，會出現沉降裂縫。為確保地鐵工程的隧道暗挖施工進度和施工質量，需對隧道暗挖施工技術進行相應的改進和完善，以此保證地鐵施工的施工質量。

2.技術改進要求

開挖工序：開挖時應用機械對全斷面進行開挖作業，同時應用計算機進行自動控制，將分部開挖以及人工開挖進行有效結合，能使施工中的開挖工序達到工廠化管理。

支護工序：在混凝土管片設置后進行壁厚注漿，能提升地鐵隧道暗挖施工的安全管理程度，壁厚注漿的主要工序包括噴混凝土、錨桿設置、鋼拱架布設、鋼筋網布設、模筑混凝土。

防水工序：在注漿基礎上應用土壓、水壓平衡控制法，對混凝土管片和膨脹橡膠止水帶進行有效設置，能使澆筑的混凝土具備相應的防水性能，以此確保地鐵施工完工后的隧道質量。

地表沉降控制：在地鐵施工的初期支護中，為防止隧道變形下沉的情況加劇，在土壓平衡控制的基礎上，可應用地表沉降控制技術來減緩地表的下沉量和控制工作面的變形，用以保證工程的沉降控制數據為 30mm 以下。

二、地鐵施工中隧道暗挖施工技術的改進方法

1.開挖技術

隧道開挖時，在施工隧道中的相應位置埋設小導管可形成注漿護頂。開挖時應用人工分臺階開挖方式，上下臺階之間的距離約為洞徑的1.5 倍，在進行上導臺階開挖時，可采用管棚進行護頂，當施工隧道上方的情況正常時，能有效降低施工隧道的塌方事故發生率。地鐵隧道暗挖施工開挖時，應使用有效的開挖技術加強掌子面的穩定性，以此確保施工時整個隧道的穩定性。另外，當下半斷面處于面積較大且地質條件不好的區域時，可在暗挖施工技術中融入 CRD 施工技術，用以保護施工隧道頂部，同時利用土壓平衡確保掌子面和圍巖的穩定性，以此確保整個施工隧道的穩定性，有利于進行全斷面開挖施工。

2.支護技術

隧道開挖時，支護技術非常重要，目前較為常用的支護技術為復合襯砌支護法。在地鐵暗挖施工過程中，初期的支護方式是將人工操作、噴射混凝土、鋼拱架支護等技術進行結合，從而形成隧道暗挖承載結構體，以確保能承受暗挖施工過程中產生的載荷。初期的支護結構屬于柔性支護體，雖然存在一定的安全隱患，但它能將施工中的位移距離控制在相應范圍內，在一定程度上能保障隧道暗挖施工工程的穩定性。二次襯砌支護是將模板臺車、現場模筑混凝土、初期支護相結合，達到共同承載地鐵隧道永久荷載的目的。另外，在地鐵隧道暗挖施工過程中，開挖和頂管片襯砌拼裝等工作需在盾殼的保護下進行，以此保證混凝土的抗滲性能，同時提升隧道支護的穩定性和可操作性。

3.防水技術

隧道開挖過程中，施工隧道的防水，是運用盾構機將壓力施加到工作面上，使土壓力和水壓力保持平衡，最終達到土層內的水無法滲進隧道的過程。在進行地鐵隧道暗挖施工時，若隧道開挖前出現涌水的情況，可采用預注漿的方式來控制隧道開挖面的涌水量。如果施工過程中遇到含水地層，可應用注漿技術進行堵水，而將 PVE 防水塑料板置于模筑襯砌后面，也能達到防水效果。

4.地表沉降控制技術

地鐵是城市交通系統中的重要部分，因此地鐵常常位于城市的交通主干道和建筑密集地區，一旦出現地表沉降問題，將會引發極大的工程事故，造成人員、經濟等方面的傷亡和損失。在隧道暗挖施工時，使用地表沉降控制技術，能有效控制隧道周圍出現位移現象，避免出現地層應力場變化的情況，影響到地鐵周圍圍巖的巖層承載力。隧道暗挖施工過程中遇到地質條件較差的區域時，可在開挖工作面的位置，通過維持土壓力和水壓力的隧道暗挖平衡性，來抑制土層的位移和減少情況。而針對因為超挖引起的地表沉降問題，可對開挖部位進行填充，從而釋放圍巖應力。

三、地鐵施工中隧道暗挖施工的技術要點

1.暗挖施工技術原理

在地鐵施工建設中，暗挖施工技術最為常見，而盾構機則是地鐵施工作業的主要機械設備，盾構機由挖掘系統、穩定支撐系統、注漿系統組成。在盾構機不斷向前挖掘的過程中，支撐穩定系統對挖掘的孔洞進行保護，注漿系統在盾構機尾部對隧道圍巖進行加強是盾構施工技術的作業原理，盾構機各項原理的有效運行，能使地鐵隧道的挖掘和支撐得到加強，保證地鐵隧道的施工質量。

2.盾構機掘進施工技術

在城市地鐵的施工建設中，盾構機掘進是較為關鍵的施工環節，同時盾構掘進施工技術也是地鐵施工中的技術要點。盾構掘進的過程是地鐵施工中盾構機進出洞之前的重要工作，盾構掘進的施工原則是降低暗挖施工時對四周環境和周圍土體的影響，而盾構掘進的技術關鍵是保證暗挖開挖面的穩定性。在盾構機的運行過程中，對盾構姿態的控制是盾構掘進階段的重要環節，而對盾構姿態控制的主要內容包括注漿量、注漿方式、盾構坡度等。另外，為確保施工中盾構開挖面的穩定性，在參數優化和匹配的前提下，可進行相應的現場實測，以此達到保證隧道暗挖施工開挖面穩定的目的。

3.盾構機進出施工場地技術

在地鐵隧道暗挖施工的過程中，盾構機進入地鐵施工洞時需確定技術要點和參數，同時嚴格控制盾構機進洞技術，如此才能確保盾構機進洞和施工的安全性和穩定性。在地鐵隧道暗挖施工的過程中，對盾構機軸線進行不斷修正，能保證施工的隧洞方向和隧洞長度符合施工要求。而在盾構機出洞前，審查和控制盾構機技術并提前做好出洞準備，能加強對盾構機的防護。

4.不良地質隧道暗挖施工技術

地鐵施工在地下進行，在施工過程中會出現遇到不良地質層面的情況，此類情況會對地鐵施工進度造成一定影響。在地鐵施工中不良地質層面的類型主要有淤泥質粘土、淤泥質粘土、粉質粘土等軟土地層。在針對軟土地層進行暗挖施工時，可采用適當向土艙內加泥和提高土艙壓力的方法，應用這兩種方法對軟土地層進行施工，能有效防止施工時出現噴砂和正面土體液化的問題，確保地鐵隧道暗挖施工的安全并提升暗挖施工的水平和效率。

四、結語

近年來我國的交通運輸系統得到了有力的發展，而地鐵在城市交通運輸系統中占據著越來越重要的位置，也帶動了地鐵施工技術的改革和完善。地鐵隧道暗挖施工技術在地鐵施工建設中具有獨特的優勢，高效的地鐵隧道暗挖施工技術，不僅能提升地鐵施工的質量，還能保證地鐵運行中的安全性和穩定性。