復(fù)雜地質(zhì)地鐵施工技術(shù)淺談

李俊鋒

【摘 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通出行需求也在不斷上漲，城市建設(shè)當(dāng)中的地鐵成為有效解決人們出行的重要交通工具。但在地鐵的施工建設(shè)過程中，施工環(huán)境和地質(zhì)條件往往非常復(fù)雜。本文對復(fù)雜地質(zhì)地鐵施工中常用的施工方法和施工技術(shù)要點進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】復(fù)雜地質(zhì)；地鐵施工；特點；方法

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下地鐵的施工技術(shù)

在復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行地鐵施工，大致可分為地鐵隧道的施工技術(shù)、地鐵車站的施工技術(shù)以及地鐵修建過程中的其他輔助施工技術(shù)，其中地鐵隧道的施工和地鐵車站的施工技術(shù)方法相差不多。這幾種施工技術(shù)分別適用于不同的復(fù)雜地質(zhì)條件下，都各有其獨特的地方，在適宜的地質(zhì)條件下都能取得施工的順利進(jìn)行及施工質(zhì)量的保證。

1.1 礦山法施工技術(shù)

礦山法是一種傳統(tǒng)的施工力法，是人們在長期的施工實踐中發(fā)展起來的。它是以木或鋼構(gòu)件作為臨時文撐，待隧道開挖成型后.逐步將臨時文撐撤換下來，而代之以整體式厚襯砌作為永久性支護(hù)的施工方法。 木構(gòu)件支撐：其耐久性差利對坑道形狀的適應(yīng)性差，支撐撤換：既麻煩又不安全，且對圍巖行所擾動，因此，目前已很少使用。鋼構(gòu)件支撐具有較好的耐久性和對坑道形狀的適應(yīng)性等優(yōu)點，施工中可以不撤換，也更安全?？谀舅淼澜鐚⒁遭c構(gòu)件作為臨時支撐的礦山法稱為“背板法”。鋼木構(gòu)件支撐類似于地上的“荷載一結(jié)構(gòu)”人學(xué)體系。它作為一種維持坑道穩(wěn)定的措施.是很直觀和奏效的，也容易被施工人員理解和掌握。因此這種方法常被應(yīng)用于不便采用噴錨支護(hù)的隧道。由于襯砌的設(shè)計工作狀態(tài)與實際工作狀態(tài)不一致，以及臨時支撐存在的—些缺陷等，在 定程度上限制丁它的發(fā)展和應(yīng)用。 礦山法的基本理論依據(jù)是，隧道開挖后受爆破影響，造成陰巖體破裂形成松弛狀態(tài)，隨時都有可能坍落，敢于這種松弛荷載理論依據(jù)，其施工方法是采取分割式按分部順序一塊一塊的開挖，并妥求邊挖邊撐以策安全，所以女撐復(fù)雜，材料耗聞多。由于這種施工方法，因其工作面小，不能使用大型的鑿巖鉆孔設(shè)備和裝卸運輸工具，故施工進(jìn)度慢，建設(shè)周期長，機(jī)械化程度低，耗用勞力多，難以適應(yīng)現(xiàn)代公路建設(shè)工期的需要。

1.2 淺埋暗挖施工技術(shù)

暗挖施工技術(shù)是相對于明挖施工技術(shù)而言，暗挖主要被廣泛運用于地面鐵路和公路，水工的隧道中，但在我國早期的地鐵建設(shè)中較少，因為需要較高的技術(shù)要求和較大的資金支持。在1984的北京復(fù)興門地鐵折返工程中，就采用了暗挖技術(shù)。一般應(yīng)按照“新奧法”原理設(shè)計和施工，采用較強(qiáng)的初期支護(hù)，先注漿后開挖的方法。施工原則是：“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測”。一般用30～50mm鋼管超前棚頂導(dǎo)管，然后注入水泥或化學(xué)漿，形成“結(jié)石體”，以增強(qiáng)圍巖自穩(wěn)能力。每次開挖進(jìn)尺0.75m左右，先進(jìn)行環(huán)狀開挖，留核心土，預(yù)噴5～8cm混凝土，架拱架和鋼筋網(wǎng)，再噴25～30cm混凝土，形成初期支護(hù)，做防水層后再做二次襯砌。在西單地鐵車站的建設(shè)過程中，鐵道部和鐵三院創(chuàng)造性的提出了“雙眼睛法”，作為我國暗挖技術(shù)的另一偉大突破被廣泛運用在地鐵建設(shè)領(lǐng)域中。由于暗挖法可以保證地面交通的運行，所以對當(dāng)時的交通并未產(chǎn)生較大壓力。加之合理的施工方案，在當(dāng)時大跨度的西單地鐵建設(shè)中取得了地鐵車站修建的新紀(jì)錄。

1.3 盾構(gòu)施工技術(shù)

假如地鐵施工環(huán)境具有多種復(fù)雜的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，可以考慮使用盾構(gòu)法。目前使用的盾構(gòu)法可以適應(yīng)很多種地質(zhì)條件。不但可以修建斷面較小的區(qū)間隧道，也可以修建大斷面的車站隧道。并且這種方法施工速度快，對地面沉降也能做到有效控制。盾構(gòu)法施工要求施工時間較長，運用這種方法的投資也很大。投資主要體現(xiàn)在盾構(gòu)和輔助設(shè)備的制造與設(shè)計當(dāng)中。在使用盾構(gòu)法進(jìn)行施工時，首先應(yīng)認(rèn)真勘察沿線的工程和水文地質(zhì)條件，做到詳細(xì)無誤。這種方法比其他施工技術(shù)具有很多優(yōu)勢。假如地面交通擁擠，地面建筑物較多且高大，地下管線分布密集等，就要在施工中首先解決地面沉降問題，由于施工環(huán)境復(fù)雜，不宜運用明挖法。并且因為地下水分布的影響，四周巖層的穩(wěn)定性差，遇到工期緊張的情況，運用礦山法顯然不合適，使用盾構(gòu)法應(yīng)該是最好的選擇，可以體現(xiàn)盾構(gòu)法的經(jīng)濟(jì)合理性。

2 地鐵工程質(zhì)量控制的重點、關(guān)鍵環(huán)節(jié)

質(zhì)量特性決定了在施工過程中要嚴(yán)格加以控制，特別是對關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵工序的控制。地鐵工程由于其施工方法的多樣性、結(jié)構(gòu)形式的復(fù)雜性，決定了其控制的重點和內(nèi)容不同。

2.1 暗挖工程

由于各工程的地質(zhì)和水文地質(zhì)不同，施工時即使做到了降水施工，但有的仍達(dá)不到無水施工的要求，更不要說受地理位置的限制無法降水的情況。所以施工時必須采取各項地層加固措施，如小導(dǎo)管注漿、大管棚、長短導(dǎo)管結(jié)合注漿、深孔注漿、地層帷幕加固、臨時支撐等措施來保證施工的安全。這些加固措施多種多樣，而檢測的方法又不完善，有的甚至無法進(jìn)行加固效果的檢測，所以加固作業(yè)質(zhì)量顯得尤為重要。

人工開挖，要根據(jù)不同地層選用不同的施工工法，加強(qiáng)預(yù)探，采用正臺階開挖法，留好核心土，堅決執(zhí)行淺埋暗挖施工的“十八字方針”是關(guān)鍵。 初支噴射混領(lǐng)土的強(qiáng)度等級一般采用C20，混領(lǐng)土的早強(qiáng)性、厚度、表面平整度是控制的關(guān)鍵。二村混領(lǐng)土一般采用泵送自密混領(lǐng)土，且無法進(jìn)行振搗，因此，混領(lǐng)土本身的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)模板的設(shè)計和澆筑過程的控制是施工控制的關(guān)鍵和重點。

2.2 明挖工程

明挖工程質(zhì)量控制的重點、關(guān)鍵環(huán)節(jié)是基坑的支護(hù)。地鐵工程一般是深基坑，支護(hù)方案必須經(jīng)過論證，施工時必須嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工和施加預(yù)應(yīng)力。

2.3 盾構(gòu)工程 盾構(gòu)工程質(zhì)量控制的重點、關(guān)鍵環(huán)節(jié)是盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整、盾構(gòu)管片的安裝、管片本身的質(zhì)量。盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的調(diào)整是要控制盾構(gòu)機(jī)按照正確的線位和高程掘進(jìn)；盾構(gòu)管片的安裝要嚴(yán)格控制管片的環(huán)向錯臺、縱向錯臺，特別是要合理的使用楔形環(huán)；盾構(gòu)管片雖然是由生產(chǎn)廠家提供，但必須加強(qiáng)進(jìn)場檢驗，合格后方可在施工中使用。 2.4 結(jié)構(gòu)工程

結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量控制的重點、關(guān)鍵環(huán)節(jié)是支撐體系、混領(lǐng)土質(zhì)量、混領(lǐng)土澆筑質(zhì)量。

支撐體系，不論是單邊支撐還是滿堂紅支撐，均要進(jìn)行受力桿件驗算，以保證支撐體系具有足夠的剛度、強(qiáng)度和安全穩(wěn)定性；施工過程中要控制其制作質(zhì)量，做到支撐體系牢固可靠，支撐面嚴(yán)密、平整。

混凝土質(zhì)量必須滿足設(shè)計圖紙和施工工藝的要求，特別是大體積混領(lǐng)土施工的要求，以減少各類施工裂縫。

澆筑過程是一個嚴(yán)肅認(rèn)真的過程，它要求我們要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、認(rèn)真的工作作風(fēng)，做到不過振不漏振。

2.5 防水工程

地鐵工程使用的防水材料多種多樣，施工方法也是多種多樣，但必須按照防水等級的要求嚴(yán)格進(jìn)行，做到不漏水。施工過程中必須嚴(yán)控制防水材料進(jìn)場檢驗和操作質(zhì)量，做好防水層基面、接縫等特殊部位的處理和防水工程的成品保護(hù)是施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

3 結(jié)語

地鐵施工要實事求是，確定合理工期、合理造價。不合理工期、不合理造價是造成質(zhì)量差、工程壽命短及安全事故發(fā)生的主要原因。要建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，要有系統(tǒng)地下工程的理念，要有方便運營維修的理念，要有保護(hù)環(huán)境的理念，要有重視方案設(shè)計比選的理念，使地鐵的建設(shè)獲得經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙豐收。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王夢恕.淺埋暗挖施工工法[M].北京：人民鐵道出版社，2003.

[2]張鳳祥.盾構(gòu)隧道施工手冊[M].北京：人民交通出版社，2006.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]