試論地鐵暗挖車站施工保護技術(shù)

陳文博

摘 要：隨著城市的高速發(fā)展，交通擁堵情況越來越嚴(yán)重，因此，很多城市都開始建設(shè)地鐵緩解交通壓力。以某市地鐵工程施工為例，探討了如何運用地鐵暗挖車站施工保護技術(shù)保護地鐵暗挖施工，以期為城市地鐵施工建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵；暗挖車站；施工保護技術(shù)；既有線

中圖分類號：U231.3 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.141

當(dāng)前，不少大城市客流量較大，人口超過了千萬，所以，需要大量的現(xiàn)代化交通工具。而地鐵作為緩解城市交通出行壓力的有效途徑之一，被應(yīng)用到了很多城市。地鐵的規(guī)模和數(shù)量在不斷增長，對地下空間的利用也更加多元化、立體化。城市地面建筑眾多，無法大規(guī)模搬遷，因此，出現(xiàn)了地鐵暗挖技術(shù)。在暗挖地鐵隧道時，地鐵網(wǎng)絡(luò)交叉穿越的情況時有發(fā)生，所以，地鐵隧道結(jié)構(gòu)變形需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求進行——一般位移都要小于20 mm，而且暗挖地下隧道應(yīng)該有較大半徑的變形曲率，半徑值應(yīng)大于1 500 m，對應(yīng)的彎曲變形值則不應(yīng)超過1/2 500.只有這樣，才能夠讓地鐵更加安全地運行。

1 地鐵項目情況

該線路主要是東西走向，車站是以雙向挖掘作為主要的挖掘方式，中心區(qū)則采用的是單層挖掘方法。在暗挖區(qū)，有1條已存在的線路，它們只間隔0.7 m。在施工過程中，采用的是“中柱法”。在該項目中，雙線單向隧道采用的是既有線，線之間的間距為15.7 m，屬于復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，斷面為5.6 m×6.2 m，屬于馬蹄式的斷面型。此外，新路線中還有2個聯(lián)通風(fēng)道。

2 隆起突變問題和干擾因素

2.1 從三維有限元角度分析變形

在三維有限元計算模型中，利用三維結(jié)構(gòu)或者三維地質(zhì)來建模，用真實的洞室群造型和地質(zhì)空間分布形狀。其中的巖體物理力學(xué)參數(shù)則是以地質(zhì)建議為基礎(chǔ)。在開挖和支護技術(shù)流程中，可以運用三維彈塑性數(shù)字模擬分析洞石群。由此可知，如果不運用相關(guān)保護措施，構(gòu)造的最高點隆起約為27 mm。從現(xiàn)階段的規(guī)定看，該地鐵項目的結(jié)構(gòu)隆起數(shù)超過了規(guī)定數(shù)值，需要有關(guān)機構(gòu)提供科學(xué)的保護。

2.2 隧道的豎向形變干擾因素

目前，項目周圍的受力編號會引發(fā)豎向變形問題。但是，其內(nèi)力分布和變形特點等比較復(fù)雜，應(yīng)該根據(jù)彈性地基梁來明確基礎(chǔ)解析措施。因為其與土體共同反應(yīng)的情況比較相符，所以，可以以此為依據(jù)分析相關(guān)干擾因素。從Winkler彈性地基模型理論來看，如果隧道是彈性地基上的無限長梁，那么，隧道變形則是縱向分布的。隧道縱向變形主要與隧道四周土體抗剪強度指標(biāo)值有關(guān)系，如果加固處理新車站下方及其周圍的土，就能夠有效提升土的強度，降低發(fā)生變形的概率。它的豎向變形的變動也會受卸載變動的影響，如果在不同時段進行補償，也能夠降低發(fā)生變形的概率。另外，水位的變化既會改變其豎向，還會變動它的康健力。因此，做好干擾壓縮是處理豎向變形問題的核心。由于規(guī)模和高度等數(shù)值是已知的，所以，改變其底下和當(dāng)前項目周圍的土質(zhì)，可以較好地解決隆起問題。

3 保護技術(shù)措施

3.1 處理好襯砌建設(shè)流程

工程卸載數(shù)的增加會使得項目變形數(shù)增大，如果能夠有效掌握相關(guān)數(shù)值，就能夠取得不俗的成績。所以，調(diào)節(jié)好建設(shè)流程十分重要。

3.2 加固處理當(dāng)前土體

利用灌漿的方式加固新建車站的底部，同時，還要加固隧道四周的土體，以此讓新建車站底部和當(dāng)前隧道四周土地有著較高的抗剪強度指標(biāo)值。具體來說，要從以下2點入手：①設(shè)計好土體的加固參數(shù)。在4號線暗挖段導(dǎo)洞中，灌漿加固2號線上下行隧道之間的土體和側(cè)壁2倍洞徑中的土地。從暗挖車站下面和兩側(cè)的情況來看，2號線隧道的加固長度應(yīng)該各自延長5.0 m、6.38 m，其深度則應(yīng)該在暗挖車站底板及以下8 m，用超細水泥—水玻璃雙液漿作注漿材料，注漿壓力應(yīng)在0.3～0.6 MPa之間。②土體加固施工。開挖時，需要止于與既有線相距5 m的地方，利用超前注漿的方式加固既有線四周的土體，運用二重管無收縮雙液注漿技術(shù)注漿加固既有線。由于二重管鉆機鉆桿有雙液注漿、成孔的作用，并且能夠不停地快速注漿，所以，這樣做能夠保證漿液的質(zhì)量。

3.3 預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)置

在設(shè)計預(yù)應(yīng)力錨桿參數(shù)時，預(yù)應(yīng)力拉錨的設(shè)置應(yīng)該不超出卸載影響范圍。在初期支護底板上固定拉錨的一邊，將錨桿分布成梅花狀，其間距為3 m×3 m，錨桿的長度為14 m和9 m。長錨桿暗挖車站邊緣應(yīng)該靠近既有二號線區(qū)間側(cè)，錨桿的設(shè)置應(yīng)該斜向外側(cè)下方，剩下的則應(yīng)垂直向下。將223鋼筋作為桿體的材料，錨桿整個長度都是固錨段，其直接0.2 m錨桿軸向的拉力值為229 kN，而用水泥漿作為錨桿注漿材料，抗壓強度至少為30 MPa。在施工預(yù)應(yīng)力錨桿時，因為洞較小，錨桿鉆機需要根據(jù)洞的大小來選擇，所以，可以按照現(xiàn)場情況改裝鉆機。暗挖導(dǎo)洞中施工一次錨桿應(yīng)開挖支護4 m，縮短開挖卸載到預(yù)應(yīng)力錨桿補償卸載期間的時間。

3.4 做好遠程監(jiān)測

遠程監(jiān)測工作主要包括2點：①科學(xué)分析當(dāng)下的隧道構(gòu)造變形。利用靜力水準(zhǔn)儀檢測結(jié)構(gòu)沉降情況，認(rèn)真監(jiān)測新車站下34 m的既有隧道，在上下行線布設(shè)23個測點，關(guān)鍵監(jiān)測好每兩個結(jié)構(gòu)縫處，并將1個測點布設(shè)在兩邊。在建設(shè)過程中，可能會對縫隙脹縮有一定的干擾，因此，需要在全部縫隙中設(shè)置測縫設(shè)備。②分析變形軌道，監(jiān)測走行軌結(jié)構(gòu)的縱向變形情況。因為設(shè)備有較好的精確性，所以，可以用來測定排水溝。在此，主要監(jiān)測新車站下34 m長的既有隧道，在沉降測點位移上下行線之間布設(shè)15個測點。

4 結(jié)束語

總之，在地鐵暗挖車站施工中，必須要科學(xué)地認(rèn)識相關(guān)的路線和豎向變形情況。面對隆起和變形因素造成的影響，必須要做好土體加固工作，并布設(shè)好相關(guān)的監(jiān)測點，為地鐵未來的安全、穩(wěn)定運行提供必要的保障。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕