关于地铁施工技术的探讨

卢婷

【摘 要】地铁施工相对于其他地面施工而言，由于地下的地质条件非常复杂，地层中会渗出大量的水，现场施工操作稍不注意，就会造成地层沉降等严重后果，因此地铁施工有着不同于其他建筑施工的特殊技术要求。在地铁的施工建设过程中，需要抓住重点技术项目，严格把控每个施工环节，降低风险概率，运用先进的技术措施解决复杂环境下的各项施工难题。着重分析了地铁隧道建设、地铁车站建设和地铁防水的技术措施。

【关键词】地铁施工；施工要点；施工技术

引言

复杂地质条件包括：地铁车站的地层中含有大量的水分。假如人流密集，周围有较多高大建筑物，不但可能形成地层沉降，而且会给人们带来安全风险。这种地质条件易改变，稳定性差，不能有效控制地表沉降，所以给地铁施工带来很大的难度和风险。

一、地铁隧道施工技术分析

通常在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道宜采用明挖法，但对社会环境影响很大，仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用。现在多采用盾构法和浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是一种适合不同断面、造价偏低、灵活多变的施工方法；盾构法在较软弱、富含流砂之地、断面不变的区间应用，设备一次性投入大，但施工速度快，是今后应推广的施工方法。

1.1浅埋暗挖法

浅埋暗挖法又称矿山法， 起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程， 是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。该法是在借鉴新奥法的某些理论基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法。

与新奥法的不同之处在于，它是适合于城市地区松散土介质围岩条件下，隧道埋深小于或等于隧道直径，以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法。它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。顾名思义，浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施， 使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。

浅埋暗挖法的核心技术被概括为18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点为：动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；强调小导管超前支护在稳定工作面中的作用；研究、创新了劈裂注浆方法加固地层；发展了复合式衬砌技术，并开创性地设计应用了钢筋网构拱架支护。

由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用， 加之国内丰富的劳动力资源，在北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广， 已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站的修筑中有相当广泛的应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。

1.2盾构法

我国应用盾构法修建隧道始于二十世纪五六十年代的上海。最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比较老式的盾构机（如网格式、压气式、插板式等），八十年代末、九十年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构修筑地铁区间隧道。盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点，目前，该方法已经在我国的地铁建设中得到了迅速的发展。据不完全统计，我国各城市地铁采用的盾构机已有60多台，其中上海30台，广州20台，北京、南京、天津、深圳各4台，大多是土压平衡盾构机型。

随着盾构法研究的深入、工程应用的增多，盾构法施工技术及盾构机修造配套技术也得到了发展提高：上海地铁隧道基本全部采用盾构法修建，除区间单圆盾构外，目前正在使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道， 此外还试验采用了方形断面盾构修建地下通道；采用直径11.2m的泥水盾构建成了大连路越江道路隧道，这也是目前我国最大直径的盾构机。广州地铁采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构机成功应用于既有软土又有坚硬岩石， 以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道修筑，大大拓展了盾构法的应用范围。深圳、南京、北京、天津、安徽、广州等城市虽然地质、水文条件各不相同，但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。除了上述几点外， 我国盾构技术的进步还表现在以下四个方面。

①掌握了盾构机的选型和配套技术， 与外国合作设计生产盾构机， 配套施工设备包括管片模具完全能够自行设计制造；

②掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术， 以及防水技术；

③掌握了盾構掘进控制技术，如盾构掘进参数选择控制、碴土和压力管理、地表沉降控制、盾构机姿态和隧道轴线控制、管片防裂、同步注浆等，实现了信息化施工，可以确保盾构施工的安全、优质、高效和环保；

④掌握了不同地质条件和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术。我国盾构掘进速度最高已达到月进400m以上，平均进度一般为月进160—200m，最高平均进度可达月进240m。地表沉降可控制在+10—-30mm以内，可以在距既有建、构筑物不足

1.3新奥法

新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方法的简称，在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法”。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也得到了较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌， 必要时可做二次衬砌； 对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。

二、地铁施工技术发展趋势与方向研究

我国已有近40年的地铁修建史，尤其是近十多年来的快速发展，丰富和创新了我国地铁规划、设计、施工、管理运用、防灾救灾设备维修的技术方法。由于我国地域广大、地质情况多样，地铁修建技术必然极具复杂性和高难度。

2.1尽快统一地铁和轻轨修建的标准

统一设计、技术标准、施工技术规范和工程验收技术标准，以便使我国地铁和轻轨工程设施和设备产品规范化、系列化，对国产化也十分有利。

2.2组织力量对地铁施工设备进行系统研制开发

国家应对研制企业单位给予政策扶持， 这对地铁的施工速度、安全、质量和成本影响重大，而我国在这方面显得很落后。如盾构主机我们还不能自主生产，基本上依赖进口技术或产品，消耗大量外汇，成本昂贵，设备适应性差；再如浅埋暗挖法虽为地铁施工的主要手段之一， 但机械化程度太低，基本上靠手工操作，速度慢、工效差，最终核算成本也很高。

2.3加强地下工程施工辅助工法的研究开发和创新

在地铁施工中，安全、质量事故往往是由于辅助工法不善而引起的。近些年，我国的地铁施工工艺工法方面，虽然维护结构工程有了较大的进步，但是，改良地层实施疏水、止水的工法起色不大，有些工法由于使用条件难以掌握，风险很大，稍有不慎易酿成大祸。目前，地铁施工队伍普遍存在着专业不专、技术不精的问题，应该在施工资质上严格限制和要求，以利于专业队伍的组建和成长。

三、结束语

在地铁隧道的施工过程中，要科学规划工程项目。要依据施工范围的地质条件，制定科学的施工方案，进行合理施工技术的选择，针对具体施工中出现的实际问题，要制定妥善的处理办法，根据工程实际情况，制定的措施要保证在较长时期内均可使用，从而有效避免以后施工中的问题出现。

参考文献：

[1]陈国联.地铁施工技术要点分析[J].科技与企业.2014（06）

[2]朱旬.关于地铁施工技术控制问题与措施的探究[J].中国建筑金属结构.2013（22）