軌道交通施工包括土木工程施工、隧道施工、爆破技術(shù)等施工含量高的危險(xiǎn)因素,地下地鐵隧道施工往往是區(qū)域土壤結(jié)構(gòu)不平衡、自然環(huán)境不穩(wěn)定、地下水滲漏、由于這些因素的影響嚴(yán)重,在地鐵隧道工程的后期前期規(guī)劃和評(píng)估中需要引起足夠的重視。目前,地下開(kāi)挖技術(shù)在地鐵隧道施工中得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)的應(yīng)用可以降低地鐵隧道施工的難度,提高施工效率,提高地鐵隧道施工質(zhì)量。
暗挖隧道施工方法分析
01
目前針對(duì)暗挖隧道的施工方法主要有盾構(gòu)法和暗挖法。盾構(gòu)法是一種較先進(jìn)的機(jī)械方法,能夠在盾殼的保護(hù)下逐步前進(jìn)進(jìn)行隧道開(kāi)挖。同時(shí),盾構(gòu)法施工的過(guò)程中需要嚴(yán)格的控制結(jié)構(gòu)的變形,對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)需要實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)其各個(gè)方向的位移,根據(jù)位移的監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷是否需要采取二次注漿或者地面注漿加固等措施對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。
暗挖法對(duì)于地層結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性較大,但是需要前期對(duì)地層結(jié)構(gòu)的地質(zhì)條件、環(huán)境條件等進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)采用暗挖法施工隧道時(shí)需要滿(mǎn)足:施工時(shí)地下無(wú)明顯積水;隧道的支撐面需要具備一定的穩(wěn)定性能。表1為暗挖法開(kāi)挖方式的對(duì)比。
表1淺埋暗挖法開(kāi)挖方法對(duì)比

淺埋暗挖地鐵隧道施工技術(shù)方法
02
(1)臺(tái)階法
臺(tái)階法是一種比較典型的隧道開(kāi)挖方法,在當(dāng)下城市地鐵隧道開(kāi)挖中有著較為廣泛的應(yīng)用。這種施工方法非常靈活,有著比較強(qiáng)的適用性,一般在采用其他開(kāi)挖方法前,都會(huì)采用這種開(kāi)挖方法作為“打底”。但在實(shí)際采用這種施工方法時(shí),如果實(shí)際制作的臺(tái)階比較多,會(huì)對(duì)巖層帶來(lái)較大的擾動(dòng),因此要結(jié)合實(shí)際,做好臺(tái)階數(shù)量的控制。一般在上下臺(tái)階之間需要以掌子面穩(wěn)定情況為依據(jù),其間要做好核心土的預(yù)留工作,土壤高度需要控制在140~160cm,長(zhǎng)度應(yīng)控制在100~150cm,同時(shí)土的兩側(cè)到邊墻的距離應(yīng)保持在80cm左右。在實(shí)際作業(yè)時(shí),應(yīng)遵循以下施工工序:首先是要設(shè)置超前支護(hù),并先對(duì)上斷面進(jìn)行開(kāi)挖,在此基礎(chǔ)上,還需要做好支撐安裝和混凝土噴射處理。其次是進(jìn)行下臺(tái)階開(kāi)挖,做好初步支護(hù),最終封閉形成環(huán)狀。然后是在隧道中做好防水施工,整個(gè)施工過(guò)程應(yīng)分段進(jìn)行,最后還需要進(jìn)行二次襯砌混凝土的澆筑。
(2)中隔壁CD法
中隔壁CD法是一種淺埋暗挖地鐵隧道施工方法,將隧道分為兩個(gè)斷面,一般左右兩邊各一個(gè),每側(cè)均需要先采用臺(tái)階法,從隧道頂部開(kāi)始進(jìn)行開(kāi)挖,一直開(kāi)挖到底部,后續(xù)再進(jìn)行爆破作業(yè),其間需要注意對(duì)臨時(shí)的中間隔離墻做好必要的保護(hù)。這一施工方法的工序如下:一是要采用超前小導(dǎo)管,向地層中注漿,做好地層加固處理,然后采用臺(tái)階法,做好左側(cè)導(dǎo)洞的開(kāi)挖,在開(kāi)挖完成后,需要進(jìn)行初期支護(hù),比如噴射混凝土,并對(duì)拱腳架設(shè)鎖腳錨管,然后繼續(xù)開(kāi)挖左側(cè)導(dǎo)洞下臺(tái)階,一直挖到仰拱設(shè)計(jì)的標(biāo)高,并做好臨時(shí)支護(hù);二是進(jìn)行右側(cè)導(dǎo)洞開(kāi)挖,同樣采用臺(tái)階施工方法,后續(xù)也需要開(kāi)挖到下臺(tái)階至設(shè)計(jì)標(biāo)高,做好初次支護(hù);三是在初次支護(hù)的背后進(jìn)行注漿加固,并將之前設(shè)置的臨時(shí)支撐拆除掉,注意要分段拆除并做好防水層鋪設(shè),仰拱需要做好回填施工;四是斷面的頂部與邊墻需要進(jìn)行二次襯砌,并注重做好防水層施工,最后進(jìn)行注漿加固,完成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工。
?。?)拱蓋法
拱蓋法經(jīng)常應(yīng)用于車(chē)站隧道暗挖工程中,在實(shí)際施工時(shí),采用的導(dǎo)洞數(shù)量一般比較少,因此不會(huì)對(duì)圍巖帶來(lái)較大的擾動(dòng)。這種施工方法易于進(jìn)行初期支護(hù),采用的臨時(shí)支護(hù)較少,降低了后續(xù)支護(hù)拆除量,更為重要的是,這種施工方法適合應(yīng)用于大面積施工的場(chǎng)景,實(shí)際工作效率較高,但也有一定缺點(diǎn)。比如,如果兩側(cè)墻部位圍巖強(qiáng)度較大,實(shí)際進(jìn)行爆破作業(yè)時(shí),爆破控制有著非常大的難度。單拱蓋法是人們最常用的拱蓋法,下面著重介紹其操作步驟。
一是采用超前小導(dǎo)管,做好注漿加固處理,做好主導(dǎo)洞兩側(cè)小導(dǎo)洞的開(kāi)挖并進(jìn)行初期支護(hù),兩側(cè)小導(dǎo)洞之間的前后錯(cuò)位應(yīng)控制在5m以?xún)?nèi)。在主導(dǎo)洞的外側(cè),做好砂漿錨桿支護(hù),使得拱腳處圍巖得到有效加固,在后續(xù)兩側(cè)小導(dǎo)洞貫通后,可以將其視作冠梁。
二是將主導(dǎo)洞分為兩個(gè)導(dǎo)洞,分左右兩側(cè),采用臺(tái)階法完成開(kāi)挖施工,做好第一層初期支護(hù)。在支護(hù)過(guò)程中,針對(duì)前面兩個(gè)小導(dǎo)洞空余部分,應(yīng)采用素混凝土進(jìn)行回填。然后進(jìn)行第二層初期支護(hù),分段拆除兩側(cè)小導(dǎo)洞的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與中隔壁。
三是在完成車(chē)站雙層支護(hù)后,應(yīng)沿著地鐵站縱向,做好施工段劃分并進(jìn)行巖體分層開(kāi)發(fā),側(cè)墻應(yīng)打入砂漿錨桿進(jìn)行加固,為保證加固效果,需要加設(shè)第一道應(yīng)力錨索。與此同時(shí),做好側(cè)墻初期支護(hù)施工,其間可以采用非鉆爆法進(jìn)行開(kāi)挖,確保冠梁下部的巖體有著良好的完整性。在開(kāi)挖至洞底標(biāo)高后,可以進(jìn)行底板墊層的施工。
四是鎖定最下方位置,將該位置的預(yù)應(yīng)力錨索的鎖頭切掉,并進(jìn)行底板防水施工,然后鎖定隧道中間位置,采用同樣方法將該位置的預(yù)應(yīng)力錨索的鎖頭切掉,然后進(jìn)行側(cè)墻二次襯砌施工,其間應(yīng)完成站臺(tái)層立柱、梁板的施工,并做好防水施工。
五是采用同樣方式,將最后一道預(yù)應(yīng)力錨索頭切除,做好頂拱防水劑二次襯砌施工,完成車(chē)站內(nèi)部其他結(jié)構(gòu)的施工。
暗挖技術(shù)施工風(fēng)險(xiǎn)分析
03
?。?)橫截面過(guò)大
某些地鐵隧道選址區(qū)間上方覆蓋的土層厚度可達(dá)到6~8m,地質(zhì)土層類(lèi)型也可能有3~4種,地鐵隧道暗挖的橫截面尺寸較大,因此大大提升了施工難度,而應(yīng)用雙側(cè)壁導(dǎo)坑工藝技術(shù)可以降低其潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
?。?)交叉管道過(guò)多
許多地鐵路線區(qū)間會(huì)與城市地下管道相互交叉,例如燃?xì)夤艿?、下水管道等。?dāng)?shù)罔F隧道平行于其他管道時(shí),應(yīng)在施工開(kāi)始前進(jìn)行相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估,并做好安全生產(chǎn)指導(dǎo)意見(jiàn)與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)案。特別是當(dāng)暗挖隧道經(jīng)過(guò)高壓燃?xì)夤堋⒂晁欧殴?、污水處理管等重要管道的區(qū)域范圍時(shí),需及時(shí)加強(qiáng)安全管控,降低風(fēng)險(xiǎn)。
地鐵隧道大斷面地下開(kāi)挖由于受各種因素的制約,處置不當(dāng),會(huì)對(duì)其施工產(chǎn)生影響。采用先進(jìn)的管棚支護(hù)保護(hù)技術(shù)、雙側(cè)壁引坑及地下開(kāi)挖技術(shù)、拱內(nèi)深孔及注漿回填技術(shù),可有效完成地鐵隧道施工,保證施工質(zhì)量。
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