地铁施工技术相关问题的研究

摘 要：本文阐述了对地铁施工技术相关问题，并对地铁施工中隧道施工技术和地铁车站施工方法提出了一些见解及解决措施，希冀对类似的工程或同行带来一些参考和解决措施。

关键词：地铁；施工技术

中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0203-02

引 言

在1863年，世界上的最早的地铁——伦敦大都会地铁便正式投入了运营。一个多世纪之后，我国的地铁建设也姗姗来迟的迎来了它的春天，1969年10月，北京地铁的第一期工程投入运营。自此之后，各大城市也竞相展开了地铁项目工程的建设，虽然地铁的造价昂贵、审批手续相当严格，但时至今日，已有四十余个城市相继建设并运营了地铁项目。随着地铁建设的飞速进行，地铁的施工技术的发展也是如影随同。因此如何选择和进一步发展快速有效的地铁施工方法成为了目前备受关注的问题。

1 地铁建设隧道、车站的施工技术

地铁隧道的施工方法主要有沉管法、盖挖法、明挖法和暗挖法。每种方法适用于不同的地理环境，在人烟罕至、没有管道的地方可以采取明挖法，而在城市中的繁忙地带就可以选择盖挖法。想要保证高效、安全的进行地铁建设就必须选择正确的施工方法。以下为几种施工方法的详细介绍。

1.1 沉管法

沉管法是水下构建隧道的一种方法，在隧道口出挖建地槽，再将管道分段建造，管道的端部各设临时止水部，建造完成后沉放入水，去除止水部与管道进行连接（连接方法如图2所示）。最后进行保护完善措施。沉管法适用于较浅较宽阔的江河河床或海岸进行水下隧道构建，在水下建设中最为经济。相比于其他施工方法，其管道断面选择灵活，隧道线路长度较短。其内包含的多项工序可同时进行，例如在挖建地槽的同时可进行管道的预制。因此，大大减少了工程耗时和各项工序彼此之间的干扰。由于管道制作材料的不同，隧道多分为两种：①单层或双层的钢壳隧道；②钢筋混凝土隧道。工程如图1所示。

1.2 盖挖法

盖挖法的施工环境在地下封闭环境中，常用于城市中流量大的人口密集地段，例如交通要道、商业区等等交通和工作不能被影响的地方。由于该法要从地面向下挖掘一定深度后封顶进行施工，其内部构建主体部分的结构顺序有所不同，故此分为盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法。

1.2.1 盖挖逆作法

盖挖逆作法，即为逆建筑方向施工。先在地表下挖掘并构筑维护结构和中间立柱，之后以未曾开挖的土体为模具，浇筑顶板部分。为了防止附近建筑物沉陷，顶板部分可以作为支撑。完成顶板部分的建造后即可填土恢复道路交通。之后进行从上向下的施工工程，先开挖中层土后筑建上层主体结构，后进行下层土的挖掘，构建下层主体结构。选取盖挖逆作法的路段多为结构不稳定或交通繁忙的路段，具体步骤如图3所示。

1.2.2 盖挖顺作法

盖挖顺作法为地表工作结束后现行构建一半的连续墙、纵梁以及顶层覆盖板，再进行中间部分支撑板的筑建，覆盖板，最后完成另一半的连续墙、顶层覆盖板。完成覆盖板已经支撑结构的构建后由定制的覆萧结构维持交通，进行内部结构的建设。其详细步骤为继续向下挖掘，构建横向支撑装置直至底部后，构筑底板、中层侧墙楼板，拆除中层支撑装置，再拆除上层支撑装置构建顶板，完成内部结构。盖挖顺作法相较于盖挖逆作法，对地面交通的影响时间长，适用于可短暂阻碍交通的地段，盖挖顺作法步骤如图4所示。

1.2.3 盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与盖挖逆作法大相径庭，所差之处为顶板完成后，向下挖掘至标高后，由下而上的构筑内部结构，同盖挖顺作法一样，构筑内部结构时需设置横向支撑结构，具体步骤如图5所示。

1.3 明挖法

明挖法是铁路施工方式中最简单、最经济、最快速的方法。其方式为直接从地表开始挖掘至标高后，从下至上的由基底开始构建内部结构，全部完工后回填并恢复地面。由于该方式需挖建深基坑，故此对周围十分容易发生地表塌陷，且会对周围交通造成长期影响。故此前提条件是地表环境状况需符合可长期动工的条件。明挖法的具体工序为，筑造地下连续墙，后进行n层挖掘（每层挖掘过程中都应当筑建横向支撑装置以防止工程坍塌），挖掘完工后浇灌底土层、中层和顶板混凝土层完成其主体结构，如图6所示。

1.4 暗挖法

暗挖法，顾名思义是在特定条件下可以不将地面大范围挖开，进入地下进行挖掘修筑地铁隧道。其通过不同的地质地形与环境要求可将暗挖法分为四种主要的方式——浅埋暗挖法、掘进机发、钻爆法、盾构法。

1.4.1 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法由于是我国修建工程北京地铁复兴门折返线中针对具体工程自己创造的一整套完善的地铁隧道修建理论和操作方法，因此在众多隧道修建方法中最适合于我国城市地区多松散土质围岩情况的国情。该工程因其沉降地表幅度很小，隧道埋深大多小于等于其直径故最大程度的降低了对周边环境的影响，在各种尺寸与断面形式的洞室内或有水条件的底层中都可应用。其施工过程为，第一步对周围地质和环境进行调查，第二步设计工程支护、地层预加固预支护等保护措施，第三步进行隧道的挖掘，第四步开始初期支护钢供锚喷混凝土，第五步需要监控测量、稳定安全判别，第六步对防水层进行施工，最后二次衬砌灌注混凝土。

1.4.2 掘进机法

掘进机法（TMB法），主要使用臂式掘进机进行挖掘，用特制的大型切削设备，姜堰市剪切挤压破碎，再使用运输设备将碎石运出。其优点为可以在埋深较浅、环境狭窄、不允许被爆破震动的地方进行挖掘。缺点是机器直径不能调整，对地质条件及岩性变化的适应性差，使用有局限性。

1.4.3 钻爆法

大多山岭隧道的挖建中，通常会使用到钻爆法，主要用于挖掘坚硬的岩石地层。面对不同的岩石地形，鉆爆法的方式众多，有挖掘硬岩的全断面挖掘法、挖掘软弱岩的正台阶法，挖掘断层软弱带大断面可以用中隔壁法或中隔壁交叉临时仰拱法，面对稳定工作面时可用小导管超前注浆法。使用钻爆法施工时必须要遵守的有几项原则，光面爆破、信息化施工监控量测与信息反馈、喷锚支护。施工过程中要做到及时支护、及时量测、及时反馈、及时修正。其施工流程为钻爆→装运出碴→喷锚支护→灌注衬砌。

1.4.4 盾构法

盾构作为一个可移动可支撑地层压力的钢筒结构在工程条件差，有着流溯状松散多水的围岩的地段较为适用。整个钢筒分为前中尾三段，每段作用各不相同，由于需要推进，所以前段装有推进挖掘的设施，中段需要有千斤顶来起到支撑作用，尾端负责筑造隧道，装有拼接已制造好的衬砌环或现浇隧道衬砌环的装置，进行施工时要预先挖掘竖井方便运输挖掘出的土体，还需测量子盾构箱托板前后高度差、墩柱滑板前后高度差、墩柱轴线、框架桥轴线、框架桥高程、线路沉降监测点等数据保护工程安全，其施工设计如图6所示。

2 总 结

我国的地铁修建至今已有半个世纪的历史，在这半个世纪中，随着科技、经济的飞速发展地铁施工技术也已经有了质的飞跃，许多技术已然领先世界。但是在城市环境的要求越来越高，我国复杂多样地质地形等苛刻要求下，仍需对地铁施工技术做进一步的研究发展。从对设备进行开发研制、加强地下工程施工辅助功法的研究创新等方面入手，使地铁的运营范围覆盖全国。

参考文献

[1]赵 京.地铁区间施工方法及造价分析[J].铁路工程造价管理，2004.

[2]谈一平.深圳华强路地铁战盖挖顺作法施工[J].地下工程，2002.

[3]于书翰，杜漠远.隧道施工[M].北京：人民交通出版社，2001.

[4]朱小龙，张庆贺，朱 斌.南京地下铁道施工方法的选择[J].施工技术，2002.

收稿日期：2018-9-13

作者简介：朱知文（1982-），男，工程师，本科，主要从事武汉地铁项目管理工作。