城市軌道交通施工方法的探索與研究

朱建勛

摘 要：城市軌道交通施工方法主要有明挖法、蓋挖法、淺埋暗挖法以及盾構法。每種施工方法都有各自的特點，應根據不同地質情況選擇合適的施工方法。

關鍵詞：明挖法;蓋挖法;淺埋暗挖法;盾構法

1 明挖法

明挖法是從地面向下分層、分段挖到基坑面，然后在基坑內自上而下澆筑，施工結束后回填土方。明挖法具有安全性好，施工方法、步驟及技術要求比較簡單，施工成本低，施工面積大，降水排水容易等優點。但是在施工時需要占用地面空間，會對周邊生活及環境造成影響。這種方法一般適用于地質條件簡單、地面交通量小、地下管道少的地帶。

明挖法按照有無圍護結構分敞口和有圍護結構。敞口明挖法通常使用大型土方機械施工和深井泵及輕型井點降水，適合地質條件好、穩定、空間較大、對基坑附近沉降沒有嚴格要求的地段。有圍護結構的明挖法可有效防止基坑附近沉降，一般用于地質條件差、地層不穩定、空間狹小的地段。

2 蓋挖法

蓋挖法是將基坑挖到要求深度后，蓋住頂部，設置圍擋，再繼續施工的方法。

2.1 蓋挖逆作法

蓋挖逆作法首先從地面開始對基坑進行維護，其次挖至頂板地面標高，然后將地面恢復，最后自上而下進行施工。這種方法一般適用于基坑較深、覆土較淺、離建筑物較近的地段。

2.2 蓋挖半逆作法

蓋挖半逆作法是在頂部結構滿足要求后再向下施工，因為混凝土的收縮頂部結構會有一定寬度的縫隙，縫隙將使整體結構的穩定性受到影響[1]。為解決施工縫存在的問題，施工時一般采用直接法或填充法。

3 淺埋暗挖法

淺埋暗挖法施工時噪聲、污染對周邊環境的影響較小，投資少，最大的優勢是在施工過程中不需要開槽。對圍巖采取加固措施，基坑開挖后及時支護，能有效降低圍巖過度變形。其本身能在很大程度上提高安全性，但施工速度慢，粉塵較多，影響作業人員健康。該方法能大幅降低松軟土質對施工過程的影響，較適用于土質松軟的地質。淺埋暗挖法控制措施如下。

3.1 預支護、預加固

在軟黃土、地裂縫等不穩定地質中，土壤自穩時間短、施工降水難以疏干，容易出現地層沉降現象，所以可以采取提前加固、提前支護的措施。

3.2 隧道土方開挖與支護

3.2.1 土方開挖

根據地質條件與斷面形式的不同，采取的開挖措施也有所區別，其遵循的原則一般是：預支護、預加固一段，開挖一段;開挖一段，支護一段;支護一段，封閉成環一段。

3.2.2 初期支護形式

淺埋暗挖法施工需對地質提前加固、提前支護，支護及時性及支護的強度都是必不可少的，這些措施對維持隧道穩定性、防止地層沉降是極其必要的。目前，鋼拱錨噴混凝土支護是最好的支護形式。

3.3 二次襯砌

初期支護封閉完成后隧道結構暫時穩定，監控量測結束后基本穩定，可以開展二次襯砌灌漿作業。如果量測結果不穩定，還需要繼續監測;如果監控量測結果表明支護失穩，需要與設計部門協商，明確加固方案。

4 盾構法

盾構法施工需要開鑿一個豎井，用于安裝盾構機。當盾構機推進一段長度后，在盾構機尾部安裝管片，再將砂漿注入環砌外圍的空隙中，在后續推進過程中可以使環砌承擔土層壓力，挖出的土層沿著豎井運送，確保反復進行推進。

4.1 盾構法的應用

4.1.1 實時導航，確保精度

施工時，使用導向測量系統對施工軌跡進行監控，可以根據測量系統的數據來衡量盾構機運行軌跡是否偏離。為保證測量參數值無誤，需要定期檢查系統和設備，避免由于測量誤差導致施工準確性降低。實施時，為避免隧道大幅度沉降，要同步灌漿，同時確保灌漿的體積和壓力。如果施工失誤導致異常情況發生，要根據實際情況糾正偏差并及時調整，但是糾正速度不能太快。

4.1.2 合理使用屏蔽技術，屏蔽風險

有效利用屏蔽技術可以對突發情況進行預測，從而大幅降低施工風險。為避免由于盾構機在運行時刀片旋轉造成的傷害，常采用以下方法進行風險預防和糾正：

（1）可使用泡沫等降低刀具的扭轉現象，減少旋轉力以增強對刀具的控制力。（2）灌漿的方法、體積與速度可以按照實際施工環境進行改動。（3）一旦刀具旋轉方向產生偏差，要及時進行糾正，但是糾正速度不能過快。

4.1.3 根據施工環境選擇合適的開挖方式

盾構法的開挖方式主要包括敞開式、機械切削式、擠壓式、網格式。根據地質條件和環境的不同，使用對應的開挖方式。

4.2 盾構施工關鍵技術要點

4.2.1 前期準備

首先，根據工程實際情況，合理安排施工場地。為使出土和吊運管片更加方便，必須將管片放入通道、管片堆放場所、土渣堆放場所、進出場路線進行合理設計布置，合理設計各場所使用面積，科學布置生活辦公場所與施工場所。其次，測量部門需要按時對樁點復測、洞門放樣等，并將相關情況匯報給監理部門。監理部門需按照相關規范要求，嚴格審查各項系數及指標。最后，確定出洞方案時需考慮管片的偏移量，提前策劃盾構出洞前后的預備工作，包括所需設施、物料及工作人員。

4.2.2 出洞

技術人員結合樣洞流水情況、土體氣味情況，分析出洞條件及加固情況是否達到標準。如不達標，則必須二次加固。如達標，可以安裝一定量的防水裝置，待技術專家檢驗合格后才能拆除洞門。拆除時要避免損壞密封裝置，拆除時間盡量縮短以防止水土流失嚴重，出現風險。拆除工作結束后，盾構機開始向洞門靠近，為增加盾構機的水平移動穩定性，需要適當增加千斤頂輔助。刀盤接近土體后，為減小阻力，可以開動刀盤。整個施工過程中，要對洞門防水設施進行檢測，尤其注意開動刀盤時確保導向軌道、放水設施不受影響。

4.2.3 100 m試推

土體接觸到刀盤，逐步進行試推工作。試推過程能充分收集盾構機的相關參數。由于土體存在一定的硬度，需要以小于10 mm的標準嚴控推進速度和出土量，增加檢測頻率。為減小土體阻力，可適當注水，也可使用超挖刀。為防止管片沉降，可使用木頭墊起出盾尾部的負環管片。適當控制土壓力及出土量，根據地面沉降高度適當調整，切口位置隆起控制在1 mm左右。待加固區試推工作結束后，可以將推進速度增加到50 mm左右。為使盾構和管片間的間隙得到有效控制，減小沉降，待盾尾移出加固區，需及時進行同步注漿工作。要對漿液質量嚴格檢查，以防出現不注漿空推問題。一旦出現單次沉降超過5 mm，累計沉降超過30 mm，必須進行二次補漿工作。

4.2.4 進洞

如盾構機和加固區間存在空間差，則需要對水平和高度偏差反復核對并適當調整。管片里程核對無誤后，需對施工參數適當調整。首次進洞工作結束后，需完成防水加固措施。三個小時后進行第二次進洞。

5 總結

本文介紹了目前我國城市軌道交通施工常用的一些方法，采用分類對比的方法進行了說明，給出了各類方法的適用條件，施工單位應根據不同地質情況，選擇合適的施工方法。同時，為確保施工安全，城市軌道交通系統在施工過程中要關注質量控制與技術要點，合理選擇施工方法，確保城市軌道交通施工的順利實施。

參考文獻：

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[4]朱季.粉砂土地基盾構施工開挖面穩定性及環境影響研究[D].杭州：浙江大學，2010.

[5]劉凡，李先剛.基于公路瀝青路面施工中二灰碎石基層的施工技術探討[J].科學與財富，2015（8）：745-746.