新時期的地下鐵道施工技術(shù)

■邢學(xué)偉 ■身份證號碼:640322198311090913，江西 南昌 330000

我國城市建設(shè)不斷發(fā)展的過程中，各種地下工程建設(shè)速度突飛猛進，地下鐵道、地下商場、地下車庫等，讓我國的地下工程施工技術(shù)得到不斷的發(fā)展與建設(shè)水平的切實提升。我國地下工程施工過程中先后使用了明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法、沉井法以及各種輔助施工方法，施工技術(shù)的使用和研究也已經(jīng)達(dá)到了國際先進水準(zhǔn)。

1 新時期地下鐵道施工的主要技術(shù)

1．1 明挖法施工技術(shù)

明挖法也被叫做基坑開挖法，就是把隧道位置的巖土先全部挖出去，之后再對洞身、洞門做修葺，最后回填施工的方式。此項施工方式最大的優(yōu)點就是施工操作技術(shù)簡單、便捷、經(jīng)濟性與安全性優(yōu)點突出。城市地下隧道式工程發(fā)展的初期都選擇此項開挖技術(shù)作為首要技術(shù)，此項技術(shù)的不足之處便是會對周圍的環(huán)境造成不良影響，明挖法比較適合使用在地下地質(zhì)條件較好的情況下操作施工。

1．2 暗挖法

暗挖法就是在地層以下開展施工操作，此項施工方法在鐵路、公路、水下隧道的使用中優(yōu)勢突出，同時也比較適合使用在無法使用明挖法等其他施工方法的地下建設(shè)工程。暗挖法最主要的優(yōu)勢便是對人們生活不良干擾性較小，但是對技術(shù)有較高的專業(yè)化要求，工程造價水平高，施工過程中存在較多的不安全因素。

1．3 盾構(gòu)法施工技術(shù)

盾構(gòu)隧道施工法所指的的是在施工過程中使用盾構(gòu)機操作，在控制開挖面和周圍巖石不發(fā)生塌陷的情況下，同時進行隧道掘進，并且在機內(nèi)拼裝管片上組成襯砌，完成壁后注漿工作，從而不對圍巖造成任何侵?jǐn)_而進行的隧道修建方式［1］。

此項方式最主要的優(yōu)點是(1)較高的機械化程度;(2)隧道有準(zhǔn)確完整的形狀;(3)不會對地面結(jié)構(gòu)造成任何不良影響;(4)就施工人員而言，此項施工方式的安全性更高，且勞動強度低操作進程快;(5)對外部環(huán)境不會造成明顯的不良傷害，能夠切實的保持地下水位的;(6)施工質(zhì)量優(yōu)秀，經(jīng)濟性突出。此項技術(shù)除了以下的優(yōu)點之外，也有幾點不足之處，主要是(1)盾構(gòu)規(guī)劃、設(shè)計、制造到投入使用耗時較長;(2)施工操作工藝復(fù)雜性較強，需要有專業(yè)的施工人員長期是夠用機器才能夠做到熟練使用;(3)準(zhǔn)備工序復(fù)雜繁瑣，使用成本偏高，只有在長距離掘進的過程中才相對經(jīng)濟;(4)地層條件發(fā)生變化時，使用此項技術(shù)風(fēng)險性較大;(5)隧道斷面變化可能性較小，在斷面發(fā)生變化的情況下，投入成本費用較高。

1．4 沉井法

沉井法也被叫做沉箱鑿井法，主要使用在不穩(wěn)定含水地層中豎井的修建［2］。在不穩(wěn)定含水地層豎井的掘進過程中，設(shè)計井筒位置上需要先在事前制作一部分井筒位置，使用井筒的下部位置的刃腳，依托井筒自身的重力或者使用一些外力讓其能夠向下沉，之后再把井筒中的巖石挖出來的一種施工方式。此項施工方式的優(yōu)勢是操作技術(shù)簡單，不需要借助任何特殊的裝備，挖土量和占地面積較小，工程造價水平低，沉井結(jié)構(gòu)也可以當(dāng)成地下構(gòu)筑物的保護結(jié)構(gòu)，能夠充分的使用在橋梁墩臺的基礎(chǔ)修建工作上，取水構(gòu)筑物、污水泵站、地下工業(yè)廠房、地下倉庫等修建上都有較明顯的優(yōu)勢。但是此項技術(shù)也有缺點，便是施工工序復(fù)雜，工程歷時較長，最大的一項問題便是井筒下降速度與偏斜率難以控制，所以在一般情況下，沉井法使用在100米上下的深度區(qū)間內(nèi)優(yōu)勢明顯。

2 新時期地下鐵道施工的輔助工法

2．1 冷凍法

冷凍法施工指的是把施工地層周邊的加以急速冷凍，而形成一個保護層，保證地層的穩(wěn)定性并且起到良好的隔水性作用［3］。此項方式一般在豎井、隧道和其他地下工程中有較廣泛的使用。我國這項方式的使用主要是煤礦豎井，最大深度超過500米。上海地鐵兩個盾構(gòu)隧道間在多處都使用了冷凍法進行聯(lián)絡(luò)通道的修建，除此之外，大連路越江隧道與復(fù)興路越江隧道在江中的聯(lián)絡(luò)道施工也都是使用冷凍法，且效果較好。北京的大北窖地鐵區(qū)的隧道位置，在粉細(xì)砂含水地層，北邊的地面路段因為離北窖橋距離較近，各種注漿技術(shù)都不能夠較好的使用，之后因為使用了冷凍法技術(shù)才獲得較大的成功，同時也證明了此項技術(shù)不會比磨細(xì)水泥注漿加固法的成本高出多少。

2．2 降水施工法

地下鐵道的施工因為是在地下，因此施工多是在地下水位以下開展施工操作，施工過程中如果發(fā)生地下水滲入地下基坑或者工作面，必然會降低基礎(chǔ)與圍巖強度，從而誘發(fā)沉降與塌方情況的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響工程建設(shè)人員的安全與工程的順利進行。所以在條件許可的情況下，基坑與工作面需要使用降水與排水的工作方式，這樣能夠保證工程建設(shè)始終處于干燥狀態(tài)。

使用降水操作時，需要重點考慮的因素包括(1)土體的種類與具體的滲透系數(shù);(2)一般情況下，(3)地下水位降低至基坑與工作面以下0.5至1.0米;(4)工程建設(shè)是使用明挖法還是暗挖法;(5)基坑支護的具體方式等。

3 新時期地下鐵道施工技術(shù)的具體應(yīng)用

城市地下鐵道的隧道方式不斷創(chuàng)新，從最初的淺埋暗挖法，一直到創(chuàng)造性的提出了世界先進水平的盾構(gòu)技術(shù)，將一連串的地下鐵道施工技術(shù)難題解決，并且創(chuàng)造了多項優(yōu)秀的施工記錄。未來城市地下空間的工程施工，研究重點將主要集中在地下鐵道的建設(shè)上。

3．1 城市隧道施工技術(shù)的發(fā)展

在最近20年的時間內(nèi)，隧道施工技術(shù)隨著隧道工程的逐漸增多，以及各種科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，已經(jīng)獲得了長遠(yuǎn)的進步，最主要的表現(xiàn)集中在以下幾個方面:(1)大型全斷面巖石隧道的掘進機的使用:掘進機的直徑超過10米，其破巖硬度甚至超過百兆，同時也實現(xiàn)了整個隧道施工作業(yè)操作的連續(xù)化特征，極大的提升了隧道施工現(xiàn)代化的執(zhí)行程度［4］;(2)盾構(gòu)施工技術(shù)的不斷完善與全方位廣泛使用:過去盾構(gòu)施工只是使用在松軟的土層之中，如今能夠在任何軟土層中得以利用，并且其不但能夠掘進土質(zhì)地層，也能夠開挖巖石地層，我國從上個世紀(jì)中旬就已經(jīng)開始對軟土隧道的盾構(gòu)施工設(shè)備進行初步的研究，而上海黃浦江打埔路隧道的建成通車，更是標(biāo)志著我國隧道盾構(gòu)技術(shù)的成功。

3．2 未來地下鐵道施工技術(shù)的發(fā)展趨勢

未來地下鐵道的建設(shè)發(fā)展，需要依據(jù)具體的地形環(huán)境以及車站特點，選擇合適的施工方式，以減少施工周期，用最少的成本獲得最佳的效果，將目光集中在我國實際國情，選擇適合新世紀(jì)的施工方式，加快我國地下鐵道工程的建設(shè)發(fā)展。

4 結(jié)語

因為城市交通流量的不斷增加，城市道路使用程度十分緊張，另外因為城市環(huán)境有越來越高的要求，因此地下鐵道的建設(shè)速率必然會不斷加快，各種先進的施工技術(shù)，必然會成為日后的主要研究對象。

［1］鐘春玲，葉增．城市地下工程施工新技術(shù)發(fā)展綜述［J］．吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報，2011，06(17):7 －10．

［2］李建偉．大斷面連拱隧道中洞法施工技術(shù)分析［J］．中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，08(12):109 －110．

［3］王炳林．逆作法施工工藝在人防工程中的應(yīng)用［D］．山東大學(xué)，2013．

［4］李洪濤．論鐵道施工中幾種常見的施工技術(shù)［J］．商，2014，05(16):88．