城市地铁区间隧道施工方法探讨

李海军

【摘 要】 近年来，随着我国城市化建设进程的不断加快，城市中的各项基础设施建设都在如火如荼的进行。城市地铁作为城市中较为重要的基础设施之一，它最主要的作用是能够有效缓解地面的交通压力，特别是在一些大中型城市当中，地铁已经成为非常重要的基础设施。在城市地铁的修建过程中，区间隧道施工是较为重要的环节之一，但是由于区间隧道施工会受到地上建筑、交通、环境等诸多方面因素的影响，从而对区间隧道的施工技术提出了较高的要求。为了确保区间隧道施工能够顺利进行，必须采取合理有效的施工方法。基于此点，本文就城市地铁区间隧道施工方法进行浅谈。

【关键词】 城市地铁 区间隧道 施工方法

1 城市地铁区间隧道的常用施工方法介绍

我国在城市地铁区间隧道开挖时，比较常用的施工方法有以下几种。

1.1 明挖施工法

明挖施工法是隧道施工中应用最为广泛的一种施工技术，具体是指在施工的过程中采取相应的技术措施，由上向下对基坑岩土进行逐步开挖，再由下向上依次对结构进行施工，最后对基坑进行回填。明挖施工法具有以下优点：工艺合理、操作简单、技术相对比较成熟、可有效确保施工质量、进度快、施工风险较小、防水效果极佳等等。同时明挖施工法能够适应各种不同的地质条件，并且工程造价相对较低，在采用明挖法进行隧道施工的过程中，会对周围环境、市政管线以及交通造成一定程度的影响，故此该方法一般都是在地面建筑较少、地表干扰较小的地段使用。根据支护形式的不同，可将明挖施工法分为放坡明挖和围护明挖两大类，其中放坡明挖多采用土钉墙和锚喷护坡的支护方式，而围护明挖则主要以钻孔灌注桩和地下连续墙为主。

1.2 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是近年来随着城市隧道的发展需要而出现的一种施工方法，其现已被广泛应用于城市地铁区间隧道建设施工当中。该方法沿用的是新奥法的原理，并在此基础上创建了信息化测量反馈设计的新理念，其采用的是复合式衬砌支护结构。在采用浅埋暗挖法进行隧道施工的过程中，还采用了诸多辅助方法，如超前支护，可以大幅度提高围岩的稳定性等等。同时监控测量和信息反馈的应用，有效避免了塌方以及不均匀沉降等问题的发生，进一步确保了施工的安全性。浅埋暗挖法具有施工简单、灵活性强、安全可靠的优点，这种方法主要适用于地层含水量较小的地段。

1.3 盾构法

所谓的盾构法实质上就借助盾构机钢壳的保护，并凭借设备前端刀具对地层进行挖掘，然后在设备壳体内部完成排碴和推进等作业。由于盾构法施工主要依靠的是盾构机，所以该施工方法具有非常高的机械化程度，它的特点是隐蔽性较好、施工速度快、无噪声，不会对周边居民的正常生活带来过大的影响，同时施工作业人员的劳动强度也相对较低。该方法在广州、上海等大城市中被广泛应用于地下工程建设当中。近年来，盾构法的技术不断成熟和完善，其现已被广泛应用于城市轨道交通区间隧道的施工中，并且在各大城市地铁建设中的应用比例不断上升。

1.4 盖挖逆作法

这是一种最近几年里新兴的隧道施工技术，它的出现有效缓解了城市地铁隧道施工给交通造成的压力。该方法最为显著的特点是安全性高、工期短、能有效防止工程周边地基下沉等等。上个世纪50年代末期，盖挖逆作法在意大利米兰的地铁工程建设中被应用，自此之后，欧洲、日本等国家的地铁站也都纷纷采用了这种施工方法，德国慕尼黑25年里建成的57座地铁站就有20座采用的是盖挖逆作法。我国上海、广州、天津、深圳、北京等大城市的地铁工程也都采用了盖挖逆作法，这种施工方法在以往一般都是应用于地铁站的修建，在地铁隧道施工中的应用相对较少。

2 城市地铁区间隧道施工方法的具体应用研究

在上文中提到的四种城市地铁施工方法中，前三种方法在很多工程中都有应用，可参考的文献也相对较多，而盖挖逆作法施工目前在城市地铁区间隧道中的应用相对较少，并且相关的参考资料也不是很多。为此，本文依托工程实例，对盖挖逆作法在城市地铁区间隧道建设中的具体应用进行研究。

该地铁工程的区间隧道位于车流量较大且道路两侧建筑密集的繁华路段上，区间线路总长度为730.5m，宽度为19.1-44.0m，最大深度为24m，隧道结构是典型的箱型钢混结构。由于本工程在前期建筑物拆迁、管线改移和交通疏散的过程中耽误了大量的时间，从而使得工程的总体建设工期缩短了将近180天左右，为了确保地铁建设的工期要求，经过多方的共同研究，最后决定采用盖挖逆作法进行施工，以此来减少对地面交通的干扰。下面对具体施工过程进行介绍。

2.1 围护结构施工

本工程所在地为饱和软弱土地层，这就要求围护结构必须具备足够大的刚度，并且还要有良好的止水性能，结合这两方面的原因，决定采用地下连续墙作为围护结构。在本工程中共设置地下连续墙445幅，这些连续墙共分为两大类，即L型墙和直型墙。区间基坑较深的地段连续墙的设置厚度为1000mm，其余地段均为800mm。为了赶进度，连续墙采用的是跳槽施工。

2.2 立柱施工

采用盖挖逆作法进行区间隧道施工时，中间立柱是最为重要的工程构件之一，其在施工阶段一般会被作为临时柱，当隧道正式运营后，立柱则会成为永久性支撑结构。在本工程中，中间立柱采用的是挖孔桩的施工方法，当挖孔桩达到设计标高之后，下钢管柱并将之固定在孔底的定位连接装置上，随后向钢管柱内一次性浇筑混凝土。

2.3 主体结构施工

主体结构施工主要包括两个部分，即地模施工和结构施工。

2.3.1 地模施工

地模施工是盖挖逆作法施工中的关键工序，其施工质量与结构的成型及外观质量有着直接关系。在本工程中，地模施工主要采取以下施工措施：①整平基坑底面，利用打夯机夯实地基，并在地基上铺设石粉找平层，找平层的厚度为5cm，而后再用打夯机夯实整平；②在石粉找平层上铺设混凝土，厚度为10cm；③在混凝土模上抹上砂浆找平层，厚度为2cm，并赶光压实；④在砂浆找平层上抹一层水性脱模剂，最后绑扎钢筋。endprint

在铺设混凝土时，应当注意以下几点：为了避免混凝土出现凹凸不平的现象，应当按照横向分条施工的方式，在横条两侧设置10cm槽钢，并使用铝合金水平尺将其刮平；在灌注混凝土时，要夯实地膜垫层，检测地膜垫层的密实度，以确保混凝土模的稳定性；为避免梁面下沉，应当在土模制作时延跨度方向设置1cm的上拱度；在混凝土面凝固后，在其表面涂刷非亲水性脱模剂，为地模顺利脱落打好基础。

2.3.2 结构施工

结构施工采用自上而下分段分层施工的方式，将基坑结构板分成90段、6个工作面同时施工，在结构板施工完成后，再进行每层立柱结构、内隔墙、侧墙的施工，以及下一层的土方开挖施工。

2.4 防水施工

城市地铁区间隧道的防水施工仅需要在顶板铺设中设置防水层，而车站及区间结构采用叠合墙结构，围护与顶板结构采用结构自防水即可达到防水效果。顶板的防水层要一直铺设到墙外表面距顶板与墙顶接缝以下的30cm处；在施工条件的限制下，一部分顶板难以一次成型，所以应当采取分幅成型的施工方式；在结构顶板施工缝、内衬墙与顶板交界处、墙顶与顶板连接处应采用遇水膨止水条或橡胶止水带，以防止车站结构顶板渗水。

2.5 监控量测

在城市地铁区间隧道施工中，对基坑实施全程监控量测是确保基坑稳定、保证周围建筑及地下管线安全的重要措施。现场监控量测的目的在于为判断基坑支护设计的合理性，以及施工工艺和方法的可行性提供可靠依据，通过监视基坑稳定性，确保施工安全。同时，在应用监测信息指导施工的基础上，全面了解支护系统的状况，进而做出应对策略，保障支护系统和周围环境的安全。监控量测的主要项目包括以下方面：地表沉降、地下水位观测、围护结构水平位移、支撑轴力及桩墙内力监测、周边建筑物和管线的沉降监测等。

3 结语

总而言之，城市地铁区间隧道施工是一项较为复杂且系统的工作。由于隧道施工是在地下进行，整个施工过程除了要保证质量以外，安全也是非常重要的环节之一。为了实现质量与安全的双重目标，必须选用最为合理可行的施工方法。目前应用于城市隧道建设的施工方法中，明挖、暗挖、盾构等方法均有大量的研究，只有盖挖逆作法的研究相对较少。本文通过工程实例，对盖挖逆作法在城市地铁区间隧道施工中的应用进行了研究，结果表明该方法适用于区间隧道施工。在未来一段时期应当不断加大对盖挖逆作法的研究力度，使其在现有的基础上更加完善，这有利于该技术的推广应用。

参考文献：

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[2]王霆.地铁浅理暗挖法施工对邻近管线的影响与控制[D].北京交通大学，2008（7）.

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