复杂地质地铁施工技术浅谈

李俊锋

【摘 要】随着我国经济的快速发展，交通出行需求也在不断上涨，城市建设当中的地铁成为有效解决人们出行的重要交通工具。但在地铁的施工建设过程中，施工环境和地质条件往往非常复杂。本文对复杂地质地铁施工中常用的施工方法和施工技术要点进行了分析和探讨。

【关键词】复杂地质；地铁施工；特点；方法

1 复杂地质条件下地铁的施工技术

在复杂地质条件下进行地铁施工，大致可分为地铁隧道的施工技术、地铁车站的施工技术以及地铁修建过程中的其他辅助施工技术，其中地铁隧道的施工和地铁车站的施工技术方法相差不多。这几种施工技术分别适用于不同的复杂地质条件下，都各有其独特的地方，在适宜的地质条件下都能取得施工的顺利进行及施工质量的保证。

1.1 矿山法施工技术

矿山法是一种传统的施工力法，是人们在长期的施工实践中发展起来的。它是以木或钢构件作为临时文撑，待隧道开挖成型后.逐步将临时文撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。 木构件支撑：其耐久性差利对坑道形状的适应性差，支撑撤换：既麻烦又不安全，且对围岩行所扰动，因此，目前已很少使用。钢构件支撑具有较好的耐久性和对坑道形状的适应性等优点，施工中可以不撤换，也更安全。口木隧道界将以钠构件作为临时支撑的矿山法称为“背板法”。钢木构件支撑类似于地上的“荷载一结构”人学体系。它作为一种维持坑道稳定的措施.是很直观和奏效的，也容易被施工人员理解和掌握。因此这种方法常被应用于不便采用喷锚支护的隧道。由于衬砌的设计工作状态与实际工作状态不一致，以及临时支撑存在的—些缺陷等，在 定程度上限制丁它的发展和应用。 矿山法的基本理论依据是，隧道开挖后受爆破影响，造成阴岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落，敢于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是采取分割式按分部顺序一块一块的开挖，并妥求边挖边撑以策安全，所以女撑复杂，材料耗闻多。由于这种施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多，难以适应现代公路建设工期的需要。

1.2 浅埋暗挖施工技术

暗挖施工技术是相对于明挖施工技术而言，暗挖主要被广泛运用于地面铁路和公路，水工的隧道中，但在我国早期的地铁建设中较少，因为需要较高的技术要求和较大的资金支持。在1984的北京复兴门地铁折返工程中，就采用了暗挖技术。一般应按照“新奥法”原理设计和施工，采用较强的初期支护，先注浆后开挖的方法。施工原则是：“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。一般用30～50mm钢管超前棚顶导管，然后注入水泥或化学浆，形成“结石体”，以增强围岩自稳能力。每次开挖进尺0.75m左右，先进行环状开挖，留核心土，预喷5～8cm混凝土，架拱架和钢筋网，再喷25～30cm混凝土，形成初期支护，做防水层后再做二次衬砌。在西单地铁车站的建设过程中，铁道部和铁三院创造性的提出了“双眼睛法”，作为我国暗挖技术的另一伟大突破被广泛运用在地铁建设领域中。由于暗挖法可以保证地面交通的运行，所以对当时的交通并未产生较大压力。加之合理的施工方案，在当时大跨度的西单地铁建设中取得了地铁车站修建的新纪录。

1.3 盾构施工技术

假如地铁施工环境具有多种复杂的工程地质条件和水文地质条件，可以考虑使用盾构法。目前使用的盾构法可以适应很多种地质条件。不但可以修建断面较小的区间隧道，也可以修建大断面的车站隧道。并且这种方法施工速度快，对地面沉降也能做到有效控制。盾构法施工要求施工时间较长，运用这种方法的投资也很大。投资主要体现在盾构和辅助设备的制造与设计当中。在使用盾构法进行施工时，首先应认真勘察沿线的工程和水文地质条件，做到详细无误。这种方法比其他施工技术具有很多优势。假如地面交通拥挤，地面建筑物较多且高大，地下管线分布密集等，就要在施工中首先解决地面沉降问题，由于施工环境复杂，不宜运用明挖法。并且因為地下水分布的影响，四周岩层的稳定性差，遇到工期紧张的情况，运用矿山法显然不合适，使用盾构法应该是最好的选择，可以体现盾构法的经济合理性。

2 地铁工程质量控制的重点、关键环节

质量特性决定了在施工过程中要严格加以控制，特别是对关键环节、关键工序的控制。地铁工程由于其施工方法的多样性、结构形式的复杂性，决定了其控制的重点和内容不同。

2.1 暗挖工程

由于各工程的地质和水文地质不同，施工时即使做到了降水施工，但有的仍达不到无水施工的要求，更不要说受地理位置的限制无法降水的情况。所以施工时必须采取各项地层加固措施，如小导管注浆、大管棚、长短导管结合注浆、深孔注浆、地层帷幕加固、临时支撑等措施来保证施工的安全。这些加固措施多种多样，而检测的方法又不完善，有的甚至无法进行加固效果的检测，所以加固作业质量显得尤为重要。

人工开挖，要根据不同地层选用不同的施工工法，加强预探，采用正台阶开挖法，留好核心土，坚决执行浅埋暗挖施工的“十八字方针”是关键。 初支喷射混领土的强度等级一般采用C20，混领土的早强性、厚度、表面平整度是控制的关键。二村混领土一般采用泵送自密混领土，且无法进行振捣，因此，混领土本身的质量、结构模板的设计和浇筑过程的控制是施工控制的关键和重点。

2.2 明挖工程

明挖工程质量控制的重点、关键环节是基坑的支护。地铁工程一般是深基坑，支护方案必须经过论证，施工时必须严格按照设计图纸进行围护结构的施工和施加预应力。

2.3 盾构工程 盾构工程质量控制的重点、关键环节是盾构机的姿态调整、盾构管片的安装、管片本身的质量。盾构机姿态的调整是要控制盾构机按照正确的线位和高程掘进；盾构管片的安装要严格控制管片的环向错台、纵向错台，特别是要合理的使用楔形环；盾构管片虽然是由生产厂家提供，但必须加强进场检验，合格后方可在施工中使用。 2.4 结构工程

结构工程质量控制的重点、关键环节是支撑体系、混领土质量、混领土浇筑质量。

支撑体系，不论是单边支撑还是满堂红支撑，均要进行受力杆件验算，以保证支撑体系具有足够的刚度、强度和安全稳定性；施工过程中要控制其制作质量，做到支撑体系牢固可靠，支撑面严密、平整。

混凝土质量必须满足设计图纸和施工工艺的要求，特别是大体积混领土施工的要求，以减少各类施工裂缝。

浇筑过程是一个严肃认真的过程，它要求我们要有严谨的工作态度、认真的工作作风，做到不过振不漏振。

2.5 防水工程

地铁工程使用的防水材料多种多样，施工方法也是多种多样，但必须按照防水等级的要求严格进行，做到不漏水。施工过程中必须严控制防水材料进场检验和操作质量，做好防水层基面、接缝等特殊部位的处理和防水工程的成品保护是施工质量控制的关键。

3 结语

地铁施工要实事求是，确定合理工期、合理造价。不合理工期、不合理造价是造成质量差、工程寿命短及安全事故发生的主要原因。要建立循环经济的理念，要有系统地下工程的理念，要有方便运营维修的理念，要有保护环境的理念，要有重视方案设计比选的理念，使地铁的建设获得经济效益和社会效益双丰收。

【参考文献】

[1]王梦恕.浅埋暗挖施工工法[M].北京：人民铁道出版社，2003.

[2]张凤祥.盾构隧道施工手册[M].北京：人民交通出版社，2006.

[责任编辑：杨玉洁]