复杂地质条件下地铁施工技术探讨

张步钰

摘要：随着社会的不断发展，我国在地铁工程的建设规模上逐渐增加。地铁是在地下进行施工作业，相较于其他建筑工程项目在地面以上施工作业而言，受到地质条件的影响更大，在施工作业当中，对于不同的地质条件，要有对应的不同的施工技术的支持，因此，保障地铁工程项目的施工进度以及施工安全，提高工程质量，就必须加大对于地铁施工技术的研究力度，开发出更先进的、更适合我国复杂地质条件的施工技术，从而有效促进我国地铁工程的建设和发展。本文主要分析探讨了复杂地质条件下地铁施工技术，以供参阅。

关键词：复杂地质;地铁施工;技术

1复杂地质条件下地铁施工技术研究的意义

随着我国城市化进程的不断推进，城市交通的压力也越来越大，交通拥堵的形势日益严峻，为了有效改善城市交通拥堵问题，就必须要加快发展地铁项目的建设。地铁这种交通工具相较于其他交通工具而言具有方便、安全、快捷以及环保等诸多优势，对于改善交通拥堵问题有着非常重要的意义。由于地铁工程项目的施工建设是在地下完成的，所以为了应对复杂的地质条件对于地铁工程项目建设的影响，这就要求相关研究人员加强对于地铁施工技术的研究，以便在施工过程当中面对不同的地质条件可以有更多的技术选择。我国现阶段的地铁施工技术当中，主要有明挖、暗挖、TBM盾构掘进三大类的施工技术，在面对复杂的地质条件时，需要结合实际情况选择合适的施工技术。

2复杂地质条件下的地铁施工技术

2.1浅埋暗挖的施工技術

浅埋暗挖施工技术主要被应用在我国地面铁路与公路的建设过程中，主要施工于城市干道及地下管线、地下构造物较多且无法避让的复杂区域，技术要求非常高，施工风险校大。我国多处浅埋暗挖隧道主要是根据“新奥法”的原理设计施工，初期支护技术及注浆后开挖的措施。所遵循的施工原则是管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭和勤量测。如河南省郑州市地铁5号线下穿京广快速通道CRD法暗挖工程，采用Ф108超前管棚，用1：1水泥浆液注浆，使距隧道顶3米的范围内的土层形成整体，双排超前小导管及时跟进，架设钢拱架，挂设钢筋网片喷砼，促进围岩的自稳能力不断提高，分部进行（a、b、c、d、e、f）6个导洞逐层开挖。待隧道初期支护施工完毕后拆除中间隔撑再进行二衬砼施工。因此暗挖法能够确保地面交通运行及地面构造物不被破坏，在施工方案上非常合理，确保了地铁工程的科学化开展。

2.2咬合桩施工技术

在复杂地质条件下，会出现地下水系丰富、地层岩质变化不规则且硬度不均匀现象，咬合桩施工技术能有效的防止地下水渗漏到基坑内，避免结构围护桩基外侧土体失稳，咬合桩设计原理为荤桩（钢筋混凝土桩）与素桩相互咬合，先施工素桩A1、A2…等，待素桩达到设计强度80%后，再施工荤桩B1、B2、…等，实现桩与桩之间无缝结合。施工步骤为提高咬合桩孔口的定位精度，在桩顶上部施作砼或钢筋砼导墙，使用套管钻机抱管器中心定位与导墙中心重合，调整桩机钻杆重直度，将钻管重直度偏差控制在0.3%以下，钻孔过程中根据不同的地质条件、岩层硬度系数调整钻机的回旋动力;成孔后及时下放钢筋笼及浇筑混凝土，导管埋入混凝土的深度宜保持在1.5～3米之间，最小埋入深度不得小于1米，提前做好导管配技术工作，在浇筑混凝土过程中边浇边拔导管，最终混凝土浇筑高于设计标高0.3～0.5米。施工要点：1、孔口定位误差控制，2、钻孔过程中垂直度控制，3、垂直度监测和检查，4、纠编与处理。咬合桩施工对基坑有效防水且适多种复杂地层，施工方便占用场地小，工艺优点突出，将会成为地铁及地下构建物基坑围护的一个主要发展方向。

2.3TBM盾构土压动态控制施工技术

为保证地面沉降，保持开挖面稳定是前提条件，而开挖面的稳定又是靠土仓内泥土压力与掌子面土压力平衡来实现的。因此，开挖面土压动态控制管理是盾构施工技术的核心之一，在施工过程中要通过保持开挖土量与排土量的平衡来维持开挖面的土压稳定。

2.3.1开挖面土压值采集与控制

通过土室内压力传感器显示出土压力的变化，然后控制推进千斤顶的压力和螺旋输送机的排土量，并调节向开挖面的注泥量和注泡沫量以及注入压力，从而使得开挖面土压力的波动控制在允许的范围内，保持土压力的动态平衡。

合理设定土压力是目标土压力管理的重要内容。工程目标土压力设定的基本原则是;保证开挖面的土体稳定，尽量减少掘进对周围土体的干扰。土仓内土压力的确定方法，一般按“静止土压+水压+预留压力”来计算。

2.3.2开挖面土压平衡的保持

如前所述，利用开挖面土压平衡保持工作面稳定至关重要。推进过程中必须管理好设置在密封舱隔板上的土压力计，以作为协调盾构机推进速度和螺旋输送机排土量保持平衡的桥梁。当在盾构机操作台上输入目标土压力值后，若加快盾构机的掘进速度，密封舱内的土量随之增加。若排土速度不变，则土压力上升。这时，通过土压计与螺旋输送机的联动，会自动加快螺旋输送机的排土速度，使土压力值保持不变，从而保证设定的目标土压力值与开挖面水土压力处于动态平衡状态，可有效避免上部土体隆起，反之亦然。

所以，为控制开控面的稳定，必须做好目标土压力值的动态管理，使地层水土压力p和密封舱内泥土压力PO保持动态平衡。这种平衡，通过调节与控制螺旋输送机的排土量来实现。

2.4盾构防水施工技术管理

同步注浆：注浆操作是盾构施工中的一个关键工序，直接关系工程安全和经济效益。因此在施工中加强注浆管理，严格按照“确保注浆压力，兼顾注浆量”的双重保障原则，注浆操作必需有专人完成，在每环掘进完成后必须对注浆量进行记录，当发现注浆量变化较大时，应认真分析其原因，通过加大注浆压力等方法补注，当同步注浆无法满足沉降要求时，必需及时进行二次（多次）补浆。

结束语

综上所述，在地铁项目实际施工时，相关部门应深入分析相关因素，合理且科学地制定施工方案，深入研究并且分析地铁施工当地的地质环境与条件，还应编制切实可行的规划，有效管理施工工艺的实施。如果在实际施工中暴露出一些问题与不足，就应密切联系项目状况，综合考虑与分析后，运用切实有效的方式，及时解决问题，合理分析地铁项目的施工方案与工艺，使地铁项目的顺利推进与完工得到保障。