暗挖法地鐵施工技術的探析

邱建

摘要：隨著我國人口的不斷增加和城市化進程的斷加快，交通問題逐漸浮出水面，困擾著人們，影響人們的日常生活。如何在有限的空間創造更好更便利的交通條件？地鐵逐漸成為各級政府的首選。地下工程不比地上工程，面臨著塌方、滲水等各種問題。地鐵施工技術經過40多年的發展，已經從初期只有一種明挖法發展為明挖、暗挖、淺埋暗挖、盾構法等多種方法并存的時期。各種方法適應不同的條件，本文主要探討暗挖法地鐵施工技術。

關鍵詞：暗挖法；地鐵施工；技術探析

引言

隨著我國城鎮化的程度越來越高，未來還將繼續發展，地鐵的建設越來越受到各級政府的關注，減少地上交通增加地下客流，地鐵使人們的生活越來越方便。隨著城市化進程的不斷加快，地鐵的規模也越來越大。我國傳統的地鐵建設方法一般為明挖法、蓋挖法等，但其往往阻礙交通，對環境的影響較大。暗挖法則對周圍環境影響極小，在車站與隧道的建設中都有很好的應用，所以暗挖法現在已經廣泛應用到地鐵建設中，但由于其施工技術較為復雜所以施工風險很大，于是這就對施工技術提出了更高的要求。

一、暗挖法技術介紹

暗挖法即是不挖開地面，采用在地下挖洞的方式施工。主要包括鉆爆法、掘進機法、頂管法、沉管法、礦山法和盾構法等均屬暗挖法。下面主要介紹礦山法和盾構法兩種。

1.1礦山法

礦山法又稱為淺埋暗挖法，是新奧法經過多年的完善與發展，又開發的一種新方法，與明挖法、盾構法相比較，由于它可以避免明挖法對地表的干擾性，而又比盾構法具有對地層較強的適應性和高度靈活性。是適合于城市地區松散土介質圍巖條件下，隧道埋深于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術方法。它的突出優勢是不影響城市交通，無污染、無噪聲，并且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。它的核心技術可以用18個字來概括：管超前，嚴注漿，短開挖，強支護，快封閉，勤測量。

1.2盾構法

盾構法是在盾構保護下修筑隧道的一類施工方法。它的特點是地層掘進，出土運輸，襯砌拼裝，接縫防水和注漿填充盾尾的間隙，并隨時排除地下水和控制地面沉降，因此盾構法是一類工藝技術要求較高，綜合性非常強的施工方法。它通常被用在各類軟土地層或者軟巖地層中掘進隧道，穿越面建筑群和地下管線地較集中的區域時，對周圍的密集環境影響較小，所以它非常適用于市區的地鐵的掘進或者是水底隧道的掘進。

1.3其他方法

暗挖法除了上述詳細介紹的兩種還有全斷面開挖法、臺階開挖法、環形開挖預留核心土法、單側壁導坑法、雙側壁導坑法、中隔壁法（CD法）和交叉中隔壁法以及中洞法、側洞法、柱洞法、洞樁法。這些方法是當進行暗挖法施工時除了礦山法和盾構法之外應對具體的特殊的外部環境條件與要求時進行實施的方法，有各自的優點和施工時具體避免和解決的問題。

二、暗挖法在地鐵建設中的應用

隧道及地下工程施工時有下列特點：①受工程地質和水文地質條件的影響較大；②工作條件差、工作面少而狹窄、工作環境差；③暗挖法施工對地面影響較小，但埋置較淺時可能導致地面沉陷；④有大量廢土、碎石須妥善處理。

圖1 隧道施工對建筑物影響示意圖

2.1暗挖法在地鐵車站施工中的應用

2.1.1管超前技術

我們知道一般城市地下都分布著各種各樣的管道，有的還有密集的管線網，而為了能保證地鐵車站建設的安全和保護地下管線設置以及避免坍塌等情況的發生，通常采用大、小管棚進行超前支護。管棚采用直徑108mm、壁厚5mm 的無縫鋼管，管身上鉆有6mm-8mm 的孔，并且以梅花形狀進行布置，孔距分布均勻一般為30cm左右。

2.1.2嚴注漿技術

注漿時，一般選用改性水玻璃漿作為材料，受注漿壓力0.2Mpa-0.3Mpa 的限制，而工程在注漿時一般需要選用水泥砂漿，漿液配比1：1：1 注漿過程中，由于受注漿壓力的作用，漿液沖開封片，沖液順勢進入粉細砂層中。

小導管的注漿方式一般采用段段推進式，也就是注一小段漿就開挖一小段，采用這種方式時特別要注意的是導管間的距離應嚴格控制在33.3cm，水玻璃漿在注漿時ph要控制在2-4之間。為了滿足地鐵車站的建設要求，大、小管棚的超前支護必須嚴格按照上述條件進行。

2.1.3臺階開挖式地鐵施工技術

臺階開挖法適用于土質較好的隧道施工，軟弱圍巖、第四紀沉積地層隧道。臺階開挖法將結構斷面分成兩個以上部分，即分成上下兩個工作面或幾個工作面，分步開挖。根據地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法和中隔壁臺階法等。正臺階法能較早使支護閉合，有利于控制其結構變形及由此引起的地面沉降。

地鐵建設中的粉細砂土層一般比較密實，但是自穩能力較差，因此無法形成自然的應力拱，這樣就很容易造成大面積坍塌，所以為了避免這種情況的產生，地鐵車站的建設可以臺階開挖法進行施工，具體為采用上下兩步臺階開挖的方式，上臺階一般事先預留好核心土，坡度大概控制在1/3，而下臺階的土體坡度則需要控制在1/6。在輪廓拱腰處開挖時采用倒坡形式，首先在下臺階掏槽開挖，為這個部位的側墻提供支護，而后再開挖剩余的土體，這樣能夠最大限度地避免塌方的出現，保證了地鐵建設中的安全。

最后不要忘記對土體進行檢測，因為在施工過程中肯定會造成土體或多或少的位移，這就要求工程人員在施工過程中對土體位移進行檢測。一般是在施工過程中設置土體的分層沉降測點和水平位移測點。在施工過程中隨時對土體位移進行檢測，以便工程人員及時了解情況，對結果進行分析，以便在出現情況時可以及時應對以及改善施工技術。

2.2暗挖法在地鐵隧道建設中的應用

地鐵隧道開挖過程中會遇到各種各樣的情況，如貫穿地下河流，遭遇較松軟土層等各種情況。在開挖時比較容易發生的情況是地表沉降，如深圳地鐵I期土建工程中的1號線延長線施工的大面積地表沉降；還有地表沉陷和井體嚴重變形導致施工停滯現象，如廣東地鐵四號線某暗挖豎井在開挖過程中遇到極差的地質情況，軟弱富水的砂質粘性土層遇水嚴重崩解.導致地表沉陷和井體嚴重變形，無法安全正常地進行隧道開挖，成為廣州地鐵工程中的首例。本文主要講遇到貫穿地下河流時的情況。

圖2 地表沉降縱向變化規律

暗挖法具體應用中的圍堰導流、雙排小導管超前注漿加固技術就是應用到施工中遇到貫穿河流的情況。

圍堰導流具體施工：首先疏干上下游圍堰之間的存水，減少隧道拱層土層的含水量，并且圍堰導流施工最好是在河流枯水期和進行暗挖法地鐵隧道開挖前一個月進行，這樣才能確保其發揮出最大的效果，為地鐵施工打下良好的基礎。在工程進行到河段加固階段時，在拱頂要采用雙排小導管超前注漿加固技術來確保施工的質量。具體是超前上、下層小導管均采用φ32的小導管。下層小導管注漿采用改性水玻璃漿液，超前上層小導管注漿采用超細水泥-水玻璃漿液，注漿加固固結范圍外輪廓需要控制在2m左右以確保地鐵隧道的安全。

三、結語

隨著地鐵規模的越來越大，和人們使用其作為交通方式的越來越頻繁，保證地鐵建設的質量是建設過程中必須并首要注重的。如何在現有條件和施工技術下提高地鐵的施工質量，是地鐵建設工作者們在建設過程中嚴格按照施工要求進行施工和提高施工技術。將來地鐵將會并肯定會出現在我國各個城市各個地區之中。美好的未來也會對地鐵建設方面懂得工程師門提出更高的要求。

參考文獻：

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