超大断面浅埋暗挖地铁车站施工技术探究

李 丹（中电建武汉建设管理有限公司，湖北省武汉市430206）

超大断面浅埋暗挖地铁车站施工技术探究

李 丹（中电建武汉建设管理有限公司，湖北省武汉市430206）

就超大断面而言，对浅埋暗挖的地铁车站进行施工沉降工作时，需要结合施工沉降的实际情况和特点，进行有针对性的控制和预测，确保这项工作可以顺利进行。本文通过对地铁隧道开挖现状的分析，阐述在超大断面浅埋暗挖的技术难点，并提出相关提高地铁隧道开挖施工质量的有效措施。

超大断面；浅埋暗挖；地铁车站；施工技术

为了有效改善城市化人口和环境污染严重等问题，美国最初建立第一条地铁，从而促进地铁建设的迅速发展。而我国在第一个五年计划中，首次建成北京地铁一号线，直至今天，我国共建设地铁的城市有33个，其中20个城市地铁处于运营状态，在建地铁的城市有30个。在城市发展史上，为了打破道路与地域的限制，人类发明了飞机与地铁，然而飞机是对地面上部空间的扩展；地铁却是对地表下部区域的利用。在地铁的建设过程中，由于各项工程均在地下完成，相对而言，其施工技术和施工过程存在着较大的难点。下文主要对地铁开挖的施工技术进行分析。

1 超大断面地铁开挖施工现状

地铁隧道开挖施工项目的开展，必然会引起地层结构的变化，例如：围岩原始应力的变化引起岩土层底层应力的改变，导致地表出现沉降现象。当隧道围岩发生变形或者地表存在严重沉降现象时，经常会给周边环境造成一定影响，其中表现最为明显的应属于地铁隧道。因为地铁隧道具体位于城市内部，且具有地面交通道路以及邻近建筑物较多的特点，不仅地表中附加荷载比较混乱，而且还有了较高的施工沉降要求。所以，在对地铁隧道进行实际施工过程中，针对施工沉降进行控制和预测工作显得极其重要。而地铁隧道在开展施工沉降预测工作时，应提前设计适合的开挖方案，另外，在开挖施工中，还需要及时将施工阶段进行预测，确保预测工作具备一定信息化，在进行预测工作时经常会使用的预测方法有很多，如：工程经验和模型实验法等［1］。

2 超大断面地铁开挖施工技术

在对地跌车站进行开挖施工时，若是按照车站断面的整体结构，可将车站分为单拱式、双拱式以及三拱式三种，其中单拱式施工方法包括CD工法、CRD工法和眼镜工法；双拱式施工方法包括测洞法以及中洞法；三拱式的施工方法包括桩洞法与PBA法。以下主要对单拱式车站开挖技术进行分析。

（1）台阶法在施工前期，需要通过大管鹏等其它超前支护技术，使隧道围岩更好完成预加固工作，尤其是在出现过高地下水位、地层水量丰富等情况，应保障施工人员和相关机械设备具有一定安全性，使整体施工质量得到有效改善。

（2）结合施工现场实际条件，选择适合台阶长度，并对隧道开挖中循环进尺进行具体控制工作，使其严格依据相关规定来进行。除此之外，装碴机械需要最大程度与台阶的工作面保持靠近状态，减少扒碴产生的距离，加快出碴速度，进而提高装碴机械工作效率。若是围岩周边环境较差，需要及时进行支护工作，合理减少台阶的整体长度。

（3）结合隧道断面的围岩情况、施工设备以及断面尺寸，充分考虑操作空间具体要求，合理选择台阶数量与高度。当隧道断面比较大时，要适当的对台阶数量进行增加，可以采取四台阶左右进行开挖工作；若是隧道断面比较小，就可以选择传统上台阶法、下台阶法。因为伴随台阶数量的增加，随之围岩扰动数量压在不断增加，所以，围岩地质环境若是较差，需要尽最大程度选择台阶数量少的，从而降低围岩扰动所带来的破坏。当施工时间较短时，不仅会要大量施工机械进行施工，而且还应增加台阶高度、降低台阶数量，更好符合其空间具体需要。

（4）在对石质隧道进行开挖时，可以选择台阶法，通过光面爆破手段进行实际开挖，同时还应严格依据相关要求进行。另外，在爆破过程中，需要对爆破所带来的振动进行及时监测，避免爆破工作给隧道围岩带来更多扰动［2］。

CD工法在应用过程中关键技术措施包括以下几点：

（1）在施工过程中应用CD法，需要严格依据正台阶法施工要求来进行实际施工，同时还需要对时空效应给予充分考虑，确保各部开挖速度较快、及时进行封闭，达到短时间内完成隧道断面的封闭工作。而在施工过程中，要将隧道围岩进行重点保护，主要利用机械开挖技术进行，人工作为辅助，降低运用爆破开挖方法所带来的围岩扰动。

（2）各工作面在进行开挖时，还应该保持适当距离，先安装的掌子面比后安装的掌子面略长，其长度控制在12～15m之间，确保开挖面具有一定稳定性。但是需要注意的是在下部开挖过程中，要保障上部支护具备较强的稳定性，在对边墙进行开挖工作时，应采取两侧同时开挖的技术方法，避免上断面两侧前面拱脚处发生悬空情况。最后，在CD法实际施工中，对中隔墙进行拆除工作是项重点工程，只有合理选择拆除时间，才能保障隧道安全［3］。

3 超大断面地铁开挖过程中地表沉降问题的控制

在进行地铁隧道开挖施工过程中，避免会对地层的结构造成不同程度的干扰，其地层的变化宏观现象为：地层的移动。当移动幅度过大时。则会对地表造成影响，导致地铁站开挖的上部位置出现地表沉降现象，甚至在严重的情况下，会造成地面坍塌和路基下沉、路面断裂以及市政管线破裂等事故的发生，为施工单位带来巨大的经济财产损失。为了加强对地层的抗应变能力，可适当的采取以下几种措施。

3.1 上部地层的加固措施

在地铁站开挖建设的初期，对现场的地质条件进行准确地调研，对于地质情况恶劣以及受力程度不同的地段、或占据重要地段的建筑物，需对该部分的上部地层采取灌浆处理，用以实现对上部地层的加固工作，避免在开挖过程中，地层结构发生变化，降低安全事故发生的几率［4］。

3.2 导管注浆措施

在超大断面浅埋暗挖过程中，常见的隧道支护技术为导管注浆支护。在进行车站开挖过程中，地层上部岩石风化速度较快且岩体易破碎，进而容易发生塌方现象，因此，加强超前锚杆的施工难度，同时隧道的断面相对较大，利用导管注浆能够有效提高岩土层的抗压能力。为了确保开挖施工进度，应确保导管安装位置的准确性和合理性，预防导管长度与实际不符现象的出现，同时，还需对导管的角度进行精准化的控制。其中，关于导管质量、规格以及标号的选择，应与实际的车站开挖现场实际情况为标准，并对导管的注浆量与注浆力进行试验检测，进而达到最佳标准。

4 结束语

综上所述，上文首先对超大断面地铁开挖的施工现状进行分析，其次阐述开挖的施工技术，最后对提高开挖施工质量和人员安全的措施进行明确，由此可以看出，在进行地铁建设过程中，其难度较大，例如：地表沉降和岩土层结构的变化等问题，在某种程度上都会对开挖施工质量和施工人员的安全造成威胁，因此，在实际的超大断面地铁开挖过程中，施工单位应对施工人员进行系统化的培训，避免安全事故发生的同时，减少开挖施工成本的投入。

［1］李 讯，何 川，耿 萍，等.浅埋超大断面暗挖隧道施工方法及支护力学特征［J］.中南大学学报（自然科学版），2015（09）：3385～3395.

［2］黄祚琼.地铁车站暗挖隧道穿越既有线的施工技术研究［J］.现代隧道技术，2014（02）：133～139.

［3］党 炫.复杂环境下地铁车站与周边建筑地下空间一体化施工技术研究［J］.城市建筑，2015（18）：64.

［4］韦礼群.地铁暗挖施工沉降控制措施浅析［J］.企业技术开发，2012（11）：9～11.

U231+.3

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2095-2066（2016）28-0212-02

2016-9-20

李 丹（1984-），男，湖北石首人，工程师，本科，从事项目管理工作。