超大断面浅埋暗挖地铁车站施工技术

超大断面浅埋暗挖地铁车站施工技术

邹越

中铁隧道局集团建设有限公司  广东省佛山市  528200

摘要：近年来我国的地铁项目日渐增多，工程企业在长期的地铁车站施工建设中积累了丰富的施工经验，逐步构建了相对完善的施工技术体系。地铁项目中经常面临超大断面浅埋暗挖车站建设情况，这一情况下的施工风险较大，如技术应用不当可能造成重大安全事故。各工程企业在面临超大断面浅埋暗挖地铁车站建设中应强化技术管理与控制。基于此，本文重点分析了超大断面浅埋暗挖地铁车站的施工技术要点，对同类型项目具有指导与借鉴意义。

关键词：超大断面；浅埋暗挖；施工技术

在城市化稳步发展的今天，城市的发展和服务水平显著提高，吸引了越来越多的人才，给城市交通带来了较大压力。地铁项目能缓解城市的交通压力，当前大中型城市加大了在地铁工程建设中的投入，各种规模及类型的地铁车站项目中，超大断面浅埋暗挖施工具有更高的专业性、复杂性，单纯采用原有的施工工艺与技术难以取得良好的效果。面对超大断面浅埋暗挖地铁车站项目，工程企业需综合实际情况优选技术，创新技术形式，保障施工的安全性。

1.超大断面浅埋暗挖地铁车站的施工难点

超大断面浅埋暗挖地铁车站项目中，因为存在开挖施工作业，随着开挖作业的持续进行，地层结构无法维持原状，易引起地层移动，一旦移动幅度超出了正常标准，必将影响地表，使地铁车站上部位置的地表沉降严重，存在地面坍塌与路基下沉、路面断裂等风险。如大断面浅埋暗挖隧道作业中，开挖导致围岩原始应力发生了或大或小的波动，岩土层地层应力也将随之有所变化，加剧地表沉降[1]。隧道围岩变形或地表沉降的情况下，施工风险较大，为此，面临超大断面浅埋暗挖地铁车站施工项目时，有关人员需综合实际情况选择恰当的开挖与加固方式。

2.超大断面浅埋暗挖地铁车站施工的技术要点

2.1管棚施工

大断面浅埋隧道施工中，如从安全性角度分析，现场可选用中壁法，提高施工操作的便捷性，保障施工效率。具体的施工作业中有关人员需根据现场情况，将大断面隧道划分为多个小断面洞室，针对河道段的施工作业需应用上下台阶法，同样将隧道划分为小断面洞室施工，两侧小洞室开挖时按照从上到下的顺序开展。由于可能存在施工安全风险，开挖作业中施工人员还需考虑现场情况布设临时支撑结构，如在中隔壁与边墙之间利用工字钢支撑。

施工人员按照有关规定完成单侧仰拱施工任务后，需进入另一侧施工环节，二次衬砌作业后及时将中隔壁墙体拆除。因为施工作业中隧道仰坡的稳定性不足，为符合施工安全性标准，在隧道洞口位置必须布设防拱结构。比如某地铁车站项目中，考虑现场的地质地形、水文土质等基本情况，选用热轧无缝钢管作为大管棚钢管，为发挥管棚支护的作用，施工人员需合理控制钢管长度、间距[2]。钢管施工中需合理钻孔，确保钢管布设效果。大管棚施工作业中，管棚仰角是需要关注的一个重点指标，该仰角过大或者过小都不利于提高施工质量。结合大量的施工经验，大管棚作业中的管棚仰角一般不超3°，配备特定型号的潜孔钻机完成钻孔任务。有关人员在现场安装管棚时必须严格执行安装标准，利用潜孔机顶进钢管，与此同时采用测斜仪将上仰角度控制在正常标准内。对于长管棚的连接处理，施工人员需选择恰当的连接工艺与技术，接头部位应利用厚壁套箍、上满丝扣的处理方法，增强结构整体性。管棚施工流程如图1所示。

图1管棚施工流程

2.2小导管施工

超大断面浅埋暗挖地铁车站项目中，小导管施工也非常有效。隧道施工中随着开挖的持续进行，围岩将发生明显变化，为避免围岩过度变化影响施工质量和安全，施工人员必须采取恰当的措施增强围岩结构的稳固性。针对松散围岩的固结处理，关键在于提高围岩强度、降低围岩压力，可通过径向注浆来控制围岩的位移。径向注浆施工中，钢管有着不可替代的作用，钢管壁钻孔作业中特别要保障钢管钻孔布设的科学性，为注浆作业创造良好的条件。但为保障施工效果，钢管尾部0.5m长度范围内不需钻孔，否则，如果在该范围内开展钻孔作业，可能使浆液沿着钻孔外流出去。钻孔操作过程中需配备风枪来完成相应的处理，借助风枪将导管推入钢管，再利用注浆机将水泥与水玻璃双浆液注入钻孔内，注浆操作结束后有关人员需及时封堵钻孔。封堵过程中需配备锚固剂，一旦封堵不及时，漏浆问题将相对严重。当然，注浆期间的开挖工作也十分重要，为保障开挖工作达到相应的标准，可通过挖掘机与人工配合的方式来保障开挖安全与质量，挖掘机开挖环节利用风镐修槽成型[3]。当开挖作业结束后及时采取恰当的支护方式，首先在现场实施初喷操作，此施工环节混凝土的喷射厚度不超4cm，对现场岩面应采取加固处理方式；架设工字钢架，在钢架底部垫方木、槽钢，以增强结构稳固性。

各个钢架上需合理设置锁脚锚杆，此锚杆长度不超3m，锁脚锚杆与钢架之间应选择恰当的焊接工艺，保障连接效果，应对拱脚围岩地基松动、沉陷等问题。中壁与横撑均采用工字钢架结构，而中壁与支护钢架之间应配备连接板，以达到固结处理的目标；钢架之间的纵向连接处理方面需利用钢筋来实现，结合预设间距保障径向锚固效果，降低后续出现中壁滑塌的可能性，如有必要可在现场通过喷射混凝土的方式来覆盖钢筋网、钢架结构，进一步增强结构稳固性

[4]。

右侧上导洞支护作业结束后，施工人员需根据结构施工标准、现场具体情况进入右侧中导洞的处理阶段，开挖操作中同样采取机械与人工相配合的方式，但需接长支护钢架、中壁钢架，将这些作为边墙与中壁锚喷支护中洞的结构，与此同时将下导洞接长到仰拱底脚部位。仰拱施工期间为降低施工风险，其作业进度与开挖作业面施工进度应同步。

小导管施工作业环节如完成了土方开挖任务，有关人员需根据工程设计标准架设钢架，保持此钢架与拱墙初期混凝土支护钢架的可靠连接。锚杆施工作业后，及时喷射混凝土来封闭处理，支护作业结束后绑扎半幅仰拱钢筋；仰拱混凝土浇筑作业施工后，由专业人员根据现场情况和结构特点来预留接茬钢筋；半幅仰拱混凝土浇筑任务完成且通过验收后，拆除横撑，保留中壁支撑部分。半幅仰拱混凝土浇筑作业结束后，施工企业需分配专人负责此区域左段的开挖任务，无需开挖中壁，但此过程中应确保左右两侧开挖的同步性，左侧工序与右侧工序应平行。全幅仰拱成环后，立模浇筑两侧水沟边墙结构，当围岩结构相对稳定后开始二次衬砌处理。

2.3爆破施工

超大断面浅埋暗挖地铁车站施工中，现场局部地段需采取爆破施工工艺，以某地铁工程为例，其埋深浅、周围建筑物和构筑物分布密集、管线交叉严重，暗挖断面大且主要处于中风化板岩中，现场需多次爆破开挖，施工风险较大，如缺乏爆破力度等的控制，将影响围岩、初支的稳固性。因此，现场作业中需严格控制爆破震动和影响范围，以避免爆破引发的超挖或者欠挖问题。为将爆破震动作用控制在合理范围内，可采取微差减震法，两侧大冠梁下侧墙2m范围内采用预裂爆破，利用以下公式计算各个部分所需的炸药量，得到与实际情况相符的爆破片参数（v取2cm/s作为控制标准）。

上式中，、、分别为炸药量（kg）、爆源与保护对象之间的距离（m）、保护对象所在地质点振动安全允许速度（cm/s），K和a是与地形、地质条件有关的系数、衰减指数，直接从相应的规范中确定，或者可经由现场试验得到。

结束语：

大断面浅埋暗挖地铁车站施工中面临围岩变形大、开挖风险高、地表沉降严重的问题，为最大程度上解决这些问题，促进施工作业的高效、安全开展，施工人员需充分分析现场情况，采取一系列技术优化措施，提高整体的施工质量。

参考文献：

[1]康立鹏.地铁大断面浅埋暗挖偏压隧道设计与施工方案比选[J].广东土木与建筑,2021,28(6):4.

[2]李赞.紧邻建筑物大断面浅埋暗挖地铁隧道施工技术研究[J].智能城市,2021,7(7):2.

[3]崔广振.浅埋暗挖大断面隧道下穿高速公路的施工技术[J].建筑施工,2022,44(1):3.

[4]张子龙,姜谙男,于海,等.大跨度暗挖地铁车站拱盖法施工力学响应分析[J].现代隧道技术,2021,58(3):8.