地铁复杂地质条件下的施工技术研究

刘启辉

摘 要：城市化进程的逐渐加快，城市交通系统的压力在不断增大，基于城市发展以及交通运输需求背景下，逐渐涌现出更多地铁工程。地铁工程施工与地上建筑建设具有明显区别，其施工质量受地质环境影响更大，在实际施工过程中必须要结合不同区域地质情况来选择施工技术，尤其是部分复杂地质条件，对地铁施工技术提出了更为严格的要求。本文阐述了复杂地质条件下地铁施工技术，并着重分析了盾构施工与浅埋暗挖技术。

关键词：地铁；复杂地质；施工技术；盾构法

为了更好的缓解城市地面交通压力，逐渐涌现出更多的地铁工程，有效的缓解了城市交通紧张的局面，降低了城市污染，提高了城市交通有效性。但是，地铁工程施工与地面工程相比具有明显的区别，地铁施工质量很大程度上受地质条件环境影响，不同的地质条件必须要选择不同的施工技术，尤其是在复杂地质条件下。因此，为保证地铁工程施工质量必须要加强对施工技术的研究，结合施工地质实际情况来选择最为合适的施工技术。

1 复杂地质条件下加强施工技术研究必要性分析

城市化进程的逐渐加深，使得城市交通日益紧张，为缓解此现象更多的地铁工程建设被提上日程。地铁与普通交通方式相比具有环保、快速、节能以及安全等优点，不但可以有效缓解城市交通压力，同时还可以减少城市污染，对提高城市居民生活质量具有重要意义。地铁工程主要修建于地下，其施工过程与普通地上工程具有明显的区别，受地质条件环境影响更大。在地铁工程修建过程中，因为工程线比较长，会遇到各种不同的地质条件，不同的地质条件对地铁工程施工带来的影响不同，有的可以进行施工但是有的就不利于工程施工[1]。尤其是一些比较复杂的地质条件，在施工时必须要针对实际情况来选择确定施工技术。

随着我国地铁工程的快速发展，地铁施工技术逐渐由明挖法发展成为现在的明挖法、暗挖法、盾构法以及浅埋暗挖法等多种施工技术并存的地铁施工体系。如果在施工过程中遇到地质比较复杂的施工条件，需要具体问题具体分析，根据不同土质特点采取不同施工技术，以此来确保工程能够在满足施工质量要求情况下顺利进行。一般情况复杂地质主要包括较软弱土质、松散土质、断面不变以及富含流沙等地质环境，对于施工技术的选择可以是单一施工法，如盾构法；也可以选择多种方式的综合施工。

2 复杂地质条件施工技术分析

2.1 盾构施工技术

盾构施工技术即具有支撑地面土层压力的作用，同时也够实现在地层中推进的钢筒结构，具有安全、可靠、环保以及快速等优点。盾构施工技术主要应用于富含流砂、断裂以及坚硬岩石与软弱土质并存的地质条件，在此种地质环境下进行地铁工程的施工，首先在正式施工前，要先修建一座竖井，并在竖井内安装盾构机。其次，盾构机在地层中运行阶段，每推进一环距离，就需要在盾尾部位支护下安装一环管片，并且要向一环衬砌外围空隙中压注水泥砂浆。最后，盾构在此推进由一环衬砌来承担土压力，并通过竖井将挖出的土方运出。

2.2 浅埋暗挖施工技术

浅埋暗挖施工技术主要适用于城市地铁隧道修建时，松散土质围岩条件环境下，并且隧道直径与隧道深埋相当或者偏大，保证其在施工过程中能够顺利进行施工[2]。此种施工技术在地铁工程建设中的应用，可以利用短时间内土层具有的自稳能力，并适当增加支护措施，进而形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工技术方法。另外，浅埋暗挖施工技术还具有自身的应力检测系统，有效的将劈裂注浆法应用到地铁工程施工中，逐渐成为地铁建设中广泛使用的一种施工技术。

2.3 钻爆施工技术

钻爆施工技术主要适用于存在坚硬岩石地层的地质条件环境中，在地铁工程施工过程中选用钻爆施工技术来进行隧道的开挖以及喷锚支护施工。在不同的施工环境，钻爆技术的适应可以调节，例如在进行支护施工时，可以选取管棚、钢架等具体施工技术，然后对将要修建的区域进行钻爆，并将钻爆的土石运出，最后进行喷锚支护以及灌注衬砌的施工。

2.4 混合施工技术

在不同地质条件下进行地铁隧道的施工，必须要根据实际需要来选择确定施工技术，很多情况下可以混合施工技术，即在施工过程中选用两种或者两种以上的施工技术方法。混合施工技术与单一施工技术相比，在施工时具有更强的灵活性，如将盾构法与暗挖法结合进行施工，或者是浅埋暗挖法与明挖法结合施工等。

2.5 辅助施工技术

（1）注浆法。注浆法是地铁工程施工中比较常用的一种辅助施工技术，主要适用于软土层施工地质条件。此种施工技术可以加固地层和增强结构防水性能，可以有效防止隧道开挖过程中坍塌、陷落以及沉降等情况的发生。

（2）高压旋喷法。此种施工技术主要适用于辅助浅埋暗挖以及盾构施工，觉有加固地层的作用，一般在软弱地层地质条件下应用。

3 浅埋暗挖施工地表沉降控制技术

3.1 地层预加固控制技术

地层预加固控制技术可以分为地表预加固注浆和超前小导管注浆两种。

（1）地表加固注浆施工技术。此种施工技术主要适用于围岩地质条件差、偏差、洞口以及浅埋层土体的固结、加固洞周围岩的施工，通过施工来提高整个工程的稳定，逐步改善隧道成洞条件[3]。施工原理就是通过加固施工，使施工区域以及周围区域形成一个整体，有效降低或者匀化岩土特性，提高岩土变形模量，逐步改善土层环境的不均匀性，进而可以有效改善地表下沉的现象，减轻地下水以及偏压对隧道开挖的影响，提高地铁隧道工程的安全性和稳定性。

（2）超前小导管注浆技术。通过注浆施工可以将注入的浆液与原有围岩胶结，进而改善掌子面前方围岩力学性能，待注入的浆液硬化后，浆液同时还可以将前方围岩的流水通道堵塞住，可以有效降低地下水对工程施工带来的影响，确保施工能够顺利进行[4]。注浆技术的应用，不但可以起到加固地层的作用，还可以在开挖面前形成混凝土拱，可以提高开挖面以及周边围岩的稳定性。另外，小导管注浆施工完毕后，很容易与支护的钢格栅形成棚架作用，进而提高了支护结构强度。

3.2 注浆控制技术

注浆主要是指以加固地层或者堵水为目的，通过钻孔向存在汗水裂隙、不稳定地层以及空洞等结构中注入谁泥浆或者其他浆液的施工技术，具有堵水、加固、防渗、防滑以及降低地表沉降等作用。注浆控制技术主要分为充填或裂隙注浆、压密注浆、渗透注浆、劈裂注浆等，不同的注浆方式具所适用的地质条件不同，在选择时必须要结合地质条件环境来确定。如充填或裂隙注浆主要适用于大型洞穴、隧道衬砌壁后注浆、构造断裂带、固结注浆等。另外，不同的注浆技术其施工方式也各不相同，如渗透注浆在施工时，要求在不破坏地层颗粒排列条件下，将浆液充填于颗粒间隙之间，使颗粒胶结成整体；压密注浆施工时选用稠度比较高的浆液，将其注入后形成球形或者圆柱体浆泡，压密周围土体，使土体产生塑性变形，并且不会造成土体劈裂破坏。

4 结束语

随着我国交通行业的快速发展，地铁工程的建设越来越多，而传统的施工技术逐渐不能滿足社会发展的需求，尤其是在复杂地质条件下的施工。为保证地铁工程施工质量，必须要加强复杂地质施工技术的研究，针对不同地质进行有效分析，确定最为行之有效的施工技术，进而可以不断提高工程质量。

参考文献

[1]洪三金.复杂地质条件下地铁深基坑优化设计与施工技术[J].广东土木与建筑，2010（08）：45～46.

[2]任翠微，杜保玉.地铁工程混凝土结构裂缝的分析与控制[J].黑龙江科技信息，2011（28）：15～16.

[3]李 誉.浅埋暗挖施工技术在地铁工程中的应用[J].广东科技，2010（06）：12～13.

[4]叶建国.论述铁道施工中几种常见的施工技术[J].民营科技，2010（11）：65～66.