城市地铁浅埋大跨暗挖车站施工技术

城市地铁浅埋大跨暗挖车站施工技术

郭剑锋

中铁七局二公司 辽宁省大连市 116023

摘要：城市地铁修建主要有明挖法、暗挖法、盾构法等，当受地面交通、地面建（构）筑物等条件限制、或线路埋深较大不宜采用明挖法的情况下较多选择暗挖法施工。遇并行线、停车线、折返线、暗挖车站等异型断面时通常设置单洞双线、单洞三线或单洞四线大断面地铁。目前国内大跨暗挖车站，施工工法较多，采用各种工法修建的地铁车站成功实例较多。主要以CD法、拱盖法、CRD法、双侧壁导坑法为主。国内在硬岩地质中修建地铁车站的城市主要有重庆、深圳、青岛等城市。

关键词：城市地铁；浅埋大跨暗挖车站；施工技术；

引言

随着城市化建设快速发展，交通问题突显，发展城市轨道交通是缓解城市交通拥堵的有效手段之一。而城市轨道交通建设，特别是大中城市的建设项目周边环境条件复杂，环境风险是影响工程建设安全、造价和工期控制的最基础性客观因素之一。城市轨道交通的施工周边环境特指与工程建设安全相互作用和影响的工程环境，包括处于地面或底层状态的现有(或在建)建(构)筑物(含文物保护古建)、管道、桥梁、隧洞、城市轨道交通设备、道路、地表水体等。若对周围环境条件不熟悉、采取的防护手段和工程管理措施等不到位，易造成建(构)筑物变形过大、倾斜、倒塌，或者地下管道泄漏、破裂、地层隆沉、坍塌等环境危险性事故。

1地铁施工的特点

地铁也称地下铁路，是在地下运行的城市轨道交通系统，但随着城市发展速度的加快、对城市轨道交通系统要求的提高，部分地铁工程因为环境、地理位置等因素的影响，出现地上铺设的情况。现阶段，地铁已经发展为一种用电力牵引的、大运量的城市轨道交通模式，但也正是受到这一模式的影响，地铁施工规模逐渐加大，建设周期逐渐延长，投入的人力、物力和财力也在逐渐增长，对施工技术的要求也愈加严格。所以，在地铁施工中需要做好前期规划设计、中期改造优化、后期科学管控等作业内容，注重地铁工程质量，避免危险的发生。同时，施工中还要做好各部门协调处理工作，增加沟通交流，为施工作业的落实提供更多帮助和支持，降低地铁施工难度。

2城市浅埋暗挖地铁施工技术的应用原则

城市地铁浅埋暗挖施工技术，要想发挥理想的作业效果，实际施工中还要严格遵循以下几点应用原则：第一，做到管超前。城市地铁工程建设中，浅埋暗挖技术运用过程中要合理运用超前管棚及小导管开展注浆作业，如此一来可以有效加强对于地铁结构的防护，同时也有利于提升掌子面的稳定性和可靠性，防止地铁围岩结构坍塌等事故的发生，为后续施工的顺利进行提供安全保障。第二，规范注浆操作。在运用超前管棚加强支护效果以后，对围岩空隙部位要进行注浆操作，一般以水泥浆为主，通过注浆作业可以让地铁结构更加趋向于整体，使其安全性和可靠性大幅提升。第三，控制开挖长度。城市浅埋暗挖地铁施工要求规范标准，其中对于开挖环节来说，要特别加强对于开挖长度的控制，施工过程中要结合工程实际情况，通过勘察和研究明确工程开挖的限定条件，避免过度开挖而降低地铁结构的稳定性，引发坍塌、沉陷等安全事故，给作业人员人身安全构成威胁的同时，也给施工建设单位造成严重的经济负担。

3施工方案

3.1合理的暗挖专项设计

（1）选线设计。在了解地铁洞区的宏观地理背景、结构特点、地质地貌特征及较详尽地质资料的情况下，分析地铁区内的活断层、富水带、超高应力分布状况，做出科学合理的地铁线体设计。在设计选线时，应尽量躲避大断层、富水和高应力集中区域，这样既能保证施工时的安全性，又可防止因地质条件恶劣、支护过多造成施工投入的加大，从而在设计选线阶段为预防塌方创造条件。（2）支护参数设计。在隧洞支护设置过程中应做好支护基本参数的设计，选择既安全高效又节约费用的支护基本参数。如果支撑参数选取范围较为保守，将增加施工投资，反之支护参数选取范围过小，则支撑围岩结构自稳能力将不够，甚至可能由于支护强度的不足导致须通过改变支护措施而造成地应力的又一次重新分配，增大塌方的风险。

3.2风道入主洞施工

风道与车站接口处施工安全风险高，结构复杂，工序转换多，受力转换多，施工组织、工序安排及结构转换尤其重要。打开主体地铁开挖洞门后，施工难度、施工进度、安全等各方面将变得相对较好控制。风道进入主洞亦采用分台阶分部进入的方法，开挖至相应台阶标高时，即破壁进入主洞施工，需严格按设计支设钢筋、支撑，严格焊接质量、钢架连接等关键工序过程控制。

3.3初次衬砌的回填注浆

工作人员在开展作业时，需要结合工程设计方案以及实际情况，对初衬与围岩之间的空隙采用回填注浆技术进行处理，目的是提升二者之间的紧密度，防止出现地面沉陷的问题。在此基础上，作业人员也可以结合灌浆钢管预埋的手段，进一步提升防护效果。在实际当中，可以将拱形两端位置设计成梅花形，同时规范调节其间距参数，提升整体结构的可靠性。当结构形成闭合环之后，接着便可以实施回填注浆施工作业。一般而言，回填注浆技术运用中对于材料的要求比较高，使用最多的是水泥、水玻璃等材料，可以确保回填整体的牢固性。除了材料性能的影响外，回填方式的选择也会影响到施工效果，所以实际中要尽可能采用间歇式的回填注浆方式，通过交替注浆和静压的作业流程，达到提升回填注浆质量效果的实质性目的。

3.4信息化施工

（1）监控量测。施工监测能够及时了解岩层的变动状况，通过对各种监测数据的收集，可以发现并分析岩层的变动数值和变化趋势，并作为施工是否安全的判断依据。为了控制风险，通过监测数据，在速率变化和累积沉降等方面进行监控，若出现沉降苗头适时发出预警提示；当风险事件出现后，也能够利用监测数据确定或判断事件性质和责任。（2）超前地质预报。超前地质预报在暗挖地铁施工中是一项行之有效的措施。从前述案例中可以发现，城市轨道交通的塌方，部分是由于遇到了不明地下涌水所导致。这种地下涌水大多是现况管线的渗漏水，特别是年代久远的废旧管线，在施工开挖时易出现突然涌流进而引发塌方事故。因此，通过超前地质预报，可以通过岩层的含水量变动及时发现问题，并提前根据开挖的实际情况采取加密注浆等措施，降低地下水影响的风险。

结束语

城市地铁暗挖可以有效减少因管迁、调流、拆迁问题而产生的高额成本、环境影响、停窝工现象，利于施工开展，但是因城市地铁暗挖的特殊性，尤其是在城市主要十字路口部位管线密集、交通繁忙的条件下，安全需求更加突出。城市地铁施工建设中浅埋暗挖施工技术的运用比较常见，凭借其诸多的性能优势，受到了业内人士的高度认可。在该技术运用过程中，除了要严格按照规范标准执行操作以外，还需要结合工程实际进行浅埋暗挖方式的合理化选择。与此同时，对于技术运用中存在的一系列的风险隐患，要有针对性地进行防护和控制，防止隐患的进一步扩大，最终提升技术运行效果，为城市地铁施工建设的安全性和可靠性提供根本保障。

参考文献

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