地鐵施工常見問題解決策略分析

劉治富

【摘要】地鐵施工有很多種方法，每種方法均有各自的利弊之處，為提高這些方法的實用性水平，文章將以某地鐵工程為例，分析"明挖法"、"蓋挖法"、"暗挖法"在該工程應用時需要注意的問題，并提出問題的解決策略。

【關(guān)鍵詞】地鐵，施工，問題，解決，策略

前言：某地鐵工程修建三條路線，總長度120km，由于三條線路的施工條件不同，經(jīng)現(xiàn)場勘查研究，決定分別應用"明挖法"、"蓋挖法"、"暗挖法"三種施工方法。盡管這些施工方法已有相對成熟的施工經(jīng)驗，但在實際施工過程中，仍然有幾方面的問題亟待解決。下面就"明挖法"、"蓋挖法"、"暗挖法"三種施工方法在本工程中的應用，分析幾方面常見的施工問題，同時針對問題探討解決策略。

一、明挖法施工

工程采用明挖法的路線，主要遇到的問題是基坑失穩(wěn)，施工的重點在于基坑支護，在正式施工之前，計劃聯(lián)合應用土釘墻支護和樁支護兩種基坑支護方式，筆者就現(xiàn)場的支護情況，歸納了兩種基坑支護方式的施工要點：

1）土釘墻支護。這種支護方法相對經(jīng)濟，其基本施工要求是基坑內(nèi)無水，而且對土釘墻埋深也有嚴格要求，原則上不能超過12m，如果大于該深度，可嘗試應用復合支護的方法。本工程采用土釘墻支護方法，開始施工時發(fā)現(xiàn)土釘墻背后存在少量的積水，現(xiàn)場及時設(shè)置了排水管，保證地表沒有明水下滲。與此同時，基坑內(nèi)有軟基，超載時地面開始出現(xiàn)裂縫，但長度在2m以內(nèi)，裂縫寬度亦沒有超過20mm，初步判斷布置于導致基坑整體失穩(wěn)。

2）樁支護。樁支護幾乎在任何地鐵工程施工中都能夠見到，這種基坑支護方法，具有較強的支護能力，能夠?qū)⒒拥乃轿灰?，控制?0mm以內(nèi)。本工程屬于止水帷幕型的基坑，采用雙管鉆孔樁旋噴施工方法，原則上需要將旋噴壓力控制在20MPa以上，但與地面距離5m時，附近管線的安全性受到威脅，現(xiàn)場調(diào)節(jié)了提升和旋轉(zhuǎn)的速度，提升速度約為10-20cm/min，旋轉(zhuǎn)速度約為10-20次/分，盡量避免對周圍管線的負面影響。除此之外，考慮到溫度變化可能影響支撐鋼管的伸縮，有關(guān)工程數(shù)據(jù)顯示，當現(xiàn)場溫度出現(xiàn)大幅度變化，支撐體系鋼管的支撐力，最大降低幅度能達到650KN，因此在溫度冷熱變化幅度太大的情況下，要將該因素考慮進施工不利因素里面，筆者建議選擇同種型材的基坑模式后，采用活動接頭，加強節(jié)點位置的連接和在斜支撐位置設(shè)置預防水平位移的擋板，一旦發(fā)現(xiàn)鎖定值不足，需要即刻鎖定，確?；又ёo方案的經(jīng)濟合理性。

二、蓋挖法施工

為減少施工時對主要交通干道的影響，本地鐵工程的二號線蓋挖法施工，采用了分幅蓋的施工方法，在施工期間，遇到了幾方面的問題：

1）本工程的邊樁，由支護結(jié)構(gòu)和承載結(jié)構(gòu)組成，相比于明挖模式的圍護樁基，存在垂直類型荷載的影響，筆者認為沉渣厚度越厚，垂直荷載力將越大，正面要求我們在施工時，控制好樁基底部沉渣的厚度。由于中樁屬于臨時性的樁基，其承載體系臨時成型，在施工時沒有同步進行樁基檢測，不利于樁基上端摩阻力的控制，安全系數(shù)儲備接近2。針對該問題，委托了專家進行現(xiàn)場論證，驗算了基坑開挖的狀況，分析到在樁落底時，受力處于不利的狀態(tài)，荷載基本全部集中在中柱和基礎(chǔ)加邊樁，于是采用了增設(shè)內(nèi)支撐和錨桿的方式，分散了中樁的集中荷載。

2）基坑的防水，也是基坑支護的重要步驟。防水的連續(xù)性，關(guān)系到支護結(jié)構(gòu)和基坑主體的共同作業(yè)，經(jīng)現(xiàn)場驗證，確認僅設(shè)置連結(jié)筋，無法提高防水板的連續(xù)性，重點在于混凝土模澆筑時，檢驗斜口和飛檐等接縫位置的密實性。筆者認為，中柱以鋼管為主材，如果將梁板鋼筋焊接在鋼管上面，所形成的連結(jié)筋，對于防水板連續(xù)性保證，并沒有多大成效，如果以法蘭盤的方法，將梁板的鋼筋繞過中柱，就能夠在不用配筋的情況下，保持防水板的連續(xù)。當然，我們必須要保證預埋墻筋的準確率，以及保護好防水卷材。

三、暗挖法施工

三號線地面交通情況相對復雜，適合采用暗挖施工的方法。本工程的暗挖區(qū)域，隧道斷面平均尺寸6m，符合暗挖隧道的施工條件。在進行暗挖施工期間，發(fā)現(xiàn)在開挖下部時，地質(zhì)條件不佳，于是同步設(shè)置了側(cè)墻，然后將以仰拱封閉，留出規(guī)格3-5m左右的短臺階，目的是維持掌子面的穩(wěn)定性。

1）有水問題解決。暗挖隧道的最起碼條件是無水，本工程的地質(zhì)屬于第四紀沖洪積地層，結(jié)合現(xiàn)場的施工條件，決定采用管井降水的方法?，F(xiàn)場布置的管井間距，均保持在8m，由于三號線部分途徑區(qū)域上方，集中了民房建筑，無法施打管井，改用了長度50m-70m的輻射井，并根據(jù)透水層的具體情況，控制好輻射井的長度。另外，由于沖洪積地層不具備良好的連續(xù)條件，開挖時發(fā)現(xiàn)有在粘土層里面，夾雜了砂層，影響管井和輻射井降水的效果，有必要采取以下措施處理殘留水：首先是在水平井施打后，檢查地層后的含水層分布規(guī)律，沿著含水層的滲透方向，布置PVC排水管，排水管內(nèi)用棉紗截砂，將含水層中的殘留水引出，在工作面推進后，確保地層中殘留水排除干凈，方可封閉排水管；其次是針對難以布置排水管的區(qū)域，采用注漿止水的施工方法，漿液的類型根據(jù)地層情況而定，同時需要借助長導管進行注漿，導管與導管之間的搭接長度，至少為2m；再次是在采用不同排水方式的地層區(qū)域，布置了隔柵，隔柵節(jié)點調(diào)整的合理與否，與排水管的排水成效有關(guān)，據(jù)現(xiàn)場觀測，筆者建議將節(jié)點調(diào)整至下部為好；最后是其他輔助施工方法的彈性選擇，譬如在注漿加固的地層中，每米的單位距離內(nèi)，埋設(shè)了3根小導管，與漿液起到棚護的作用，能夠防止開挖時出現(xiàn)拱頂塌方問題，以本工程的卵石地層為例，由于砂率比較低，小導管施打時容易出現(xiàn)劈裂問題，經(jīng)研究，筆者建議采用"兩步一打"的方法，即一步一打1.75m的鋼管，再搭接另外一段同樣長度的鋼管，搭接長度1m，有效解決了小導管劈裂的問題。

2）過渡段施工問題解決。在過渡段的暗挖施工，常見的有中洞法、側(cè)洞法和洞樁法，但對于大斷面而言，以上方法尚不能夠滿足"獨當一面"的需求。筆者在本工程中，推薦了中隔壁法，將大斷面劃分層若干小斷面，然后進行分部開挖，每個開挖分部，均設(shè)置了臨時性的中隔壁，在完成全部分部的開挖工作后，再將中隔壁拆除和施做二襯，但拆除中隔壁時，必須不間斷監(jiān)測拆除的長度，籍此進行施工參數(shù)的調(diào)整，以免影響開挖面的穩(wěn)定性。值得一提的是，進行大斷面的劃分，并非越小越好，而需要根據(jù)地層的情況，做到靈活調(diào)節(jié)，尤其是多次力轉(zhuǎn)換，一定要將沉降量降至最低狀態(tài)，否則很有可能造成累計沉降，只有保證整體結(jié)構(gòu)受力的合理性，才能夠確保建筑的效果。

四、結(jié)束語

文章通過研究，基本明確了案例地鐵在"明挖施工"、"蓋挖法施工"、"暗挖法施工"的方法，不同的施工方法適用于不同的施工條件，其他工程作為參考借鑒。但考慮到不同地鐵工程施工要求的差異性，以上方法在其他地鐵工程中應用時，務(wù)必密切結(jié)合工程的施工環(huán)境，進行靈活地參考借鑒，才能夠保證這些施工方法的適用，并提高工程的施工成效水平。

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