地铁隧道初支侵限处理及预防措施

孟宪国

摘 要：在现代先进建设理念与技术支撑下，地铁隧道建设也开始面向现代科技，以提升其建设效果与质量。其中，初期支护侵限是地铁隧道安全施工、质量施工、效率施工的关键。由此，文章立足文献资料，以地铁隧道初期支护侵限形变表现及其处理、预防措施价值为基点，以地铁隧道初期支护侵限诱因及其诱因特征分析为着力点，探究其处理其预防措施，以供参考。

关键词：地铁隧道 支护 侵限 处理 预防办法

Abstract：Under the support of modern advanced construction concept and technology， subway tunnel construction also begins to face modern science and technology， to improve its construction effect and quality. Among them， the initial support penetration limit is the key to the safety， quality and efficiency of subway tunnel construction. Therefore， based on the literature， based on the performance and treatment of the initial support intrusion deformation of metro tunnel and the value of preventive measures， and focusing on the analysis of the causes and characteristics of the initial support intrusion of metro tunnel， this paper explores the treatment and preventive measures for reference.

Key words：subway tunnel， support， intrusion limit， treatment， prevention

地铁初期支护可在保障地铁前期质量施工的同时，为后续稳定施工奠定良好基础。但受到外界、人为等因素影响[1]，其会影响初期支护稳定性，继而出现侵限影响施工的安全性。由此，有必要对地铁隧道初期支护侵限情况进行梳理，并提出具有适应措施，以保障施工人员安全、工程施工质量等。

1 地铁隧道初期支护侵限形变表现及其处理、预防措施价值

梳理目前我国地铁初期支护构成可以看出，其常见支护类型包含放坡开挖+喷锚（短钉）支护、土钉墙支护、钢筋混凝土板桩、槽钢钢板桩、SMIC法桩、深层搅拌水泥土围护墙、地下连续墙等[2]。而在外界因素、施工工艺、施工人员技术、材料等影响因素下，其可能在存在以下侵限情况：①支护混凝土开裂;②支护混泥土脱落;③支护钢筋构架形变。而若不及时对支护侵限进行处理必然会影响工程持续进行。由此，其处理、预防措施具有一定价值：第一，可提升地铁施工周边安全性。通过及时处理初期支护形变情况，可及时避免应其崩塌而威胁施工周围居民安全情况;第二，提升施工安全性。依据检测技术和科学应对措施处理地铁初期支护侵限，可降低地铁施工安全隐患，保障施工人员施工安全。

2 地铁隧道初期支护侵限诱因及其诱因特征分析

首先，侵限诱因。一是地质环境因素影响，即由于地下土层、岩体等在水、压力等因素稳定性、强度、应力等[3]在施工情况下会较大的变化，会给初期支护施加超限压力，继而扭曲钢拱架，或导致相关混泥土面开裂等。二是支护结构缺乏相应钢度。由于在设计之初，施工单位未充分依据现场实际情况，设计支护构架刚度情况，在持续形变因素影响下，导致拱架在整体上无法均匀受力，如拱脚下陷等。三是缺乏规范初期支护施工，如过高的上台阶导致拱脚缺乏支撑点，或未依据端头情况完全锁上连接螺栓，或缺乏合理工序衔接等。四是缺乏到位的围岩质量监控。施工单位并未依据标准收集、分析围岩情况等，或其未及时收集收敛、沉降数据，加剧了围岩形变情况;其次，诱因特征。一是易发性。由于隧道施工特殊性，如施工环境、施工技术、底层条件等情况，导致其拥有较大的施工风险。二是突发性。由于隧道施工会影响地层应力结构，而突变的应力会给支护施加超限压力，继而突发各种施工灾害。三是破坏力大。因为隧道空间限制，灾害会直接作用到施工人员身上，继而威胁作业人员生命安全，损害现场施工设备等。四是较大的影响，发生地铁支护形变后，会影响工期，增加施工成本，影响最终施质量等[4]。

3 地铁隧道初期支护变形侵限处理和预防办法

3.1 处理措施

依据地铁隧道初期支护变形侵限诱因及其表现，文章利用注浆加固措施，一方面固定围岩状态，一方面强化支护支撑，以应对初支形变。

3.1.1 相关方案

第一，围绕初期支护变形情况，对其进行加固处理，如增加斜撑钢筋等，并在此基础上做好拱顶下沉、围岩变形数据记录、分析、监测[5]等;第二，以初期支护形变区域为基础，将钢化（φ42，长5.0m）作用于侵限部位，并径向注浆。其中，交错布置钢花，且其交错间距控制为0.8m，同时注浆控制注浆，即压力1.0～1.2Mpa、1：1水灰比;第三，逐榀拆换初期支護损坏部分，并在完成后立即仰拱等。

3.1.2 具体措施

第一，注浆加固以小导管技术进行。其中导管设计梅花形构架，且小导管每根长5.0m，间距0.8[6]。同时，注浆人员应以先稀后浓、隔空注浆、由下到上等方式进行注浆，同时同步向4个小导管注浆，以避免跑浆、串浆。其中，涉及的设备包含高压注浆泵、分浆器等。需注意：①压力范围应设定为1.0～1.2Mpa;②停止注浆把控，即在达到设计标准后保持5min进浆状态;③为避免无法达到设计效果，或浆液流失，注浆人员需依据压力情况，调整注浆速度与量;④为提升注浆效果及后续维护，需详细记录注浆情况;⑤为防止干扰下次注浆工作，完成注浆后，应及时清洁管路、泵体;⑥若出现掌子漏浆情况，注浆人员需理解对其封堵，如利用麻布堵漏，以避免其注浆效果。

第二，检测注浆效果。为检测是否完全填充支护空洞情况，岩体是否被进行加固，松散围岩是否得到固结等，需以取芯检测技术，对进行取样检测，具体如图1所示。

第三，测量、标记形变情况。一方面以净空量测方式，对发现形变的每榀钢架（前后2.0m）进行测量。一方面标记损坏、侵限部位等。

第四，处理侵限情况。首先，若侵限情况<5cm，那么施工人员应在开挖台架基础上，进行侵限处理，即去掉初支混凝土，其中可使用风镐，且作业时需保障初期支护平面平整;其次，若侵限>5cm，且钢架破坏，那么应执行换拱措施。对于标记好虚更换的钢架，作业人员应保留部分的端部施作φ22锁定锚杆，锚杆长4m（或根据实际情况确定），锁定锚杆与锁脚锚杆施做方法相同。同时，施工人员及时清除钢架之间的喷混凝土，当达到设计厚度后停止，需注意拆除顺序应下到上依序進行，在当开挖到符合标准断面后，便能可对开挖面进行初喷。然后，施工人员利用切割工具割除钢架间连接钢筋和钢架，并以此为依据安装备制好的钢架。需注意，若钢架无法同原接头结合，可以帮焊施工方式，连接钢架主筋。最后，在完成钢架安装后，应后续完善作业，比如喷射混凝土、施做钢筋网等。

第五，二村施工。施工人员在进行下台阶施工前，需针对侵限段、变形段，每处理完成6m时，即施做一模仰拱及二村，衬砌混凝土达到一定强度，再进行下一段落换拱，施工下一段二村。

3.2 预防措施

地铁初期支护侵限会对其施工作业产生直接影响，而为避免由此产生的系列问题，需做好预防措施：第一，施工单位需在施工前深入施工地，调查施工地地下水、围岩土质、岩体压力情况等，同时在收集以上数据基础上，还应深入分析自身施工技术是否达标等，并做好前期初期支护施工内容、技术等方案的编制;其二，需合理选择施工材料。相关单位需依据初期支护调查情况，选择能够适应施工地环境压力的钢材、混泥土标号等，如选择符合国家标准的钢材等;第三，施工单位需强化初期支护施工规范性，一方面施工单位需制定严格的施工管理办法，如严格的追责制度、全面的现场管理制度等，以保障初期支护现场施工规范性。另一方面施工单位需严格培训施工人员技能素养，即除了要在开工前进行技术交底，还应定期组织培训会，强化施工人员技能效果;第四，应用现代技术设备。施工单位需围绕自身实际，引进更加先进的检测、施工设备，以强化数据收集效果，以提升数据收集全面性，以为初期支护设计提供有效的数据保障等。

4 结语

综上，在地铁初期支护在侵限影响下，可能会出现各种施工安全隐患，如坍塌等，严重威胁施工人员的施工安全。由此，相关施工单位需对其予以一定重视，即要深入自身实际情况，充分了解初期支护形成诱因、危害等，并及时完善或重构自身施工方案或措施，以降低初期支护侵限发生概率，提升施工质量。由此，文章对地铁隧道初支侵限处理及预防措施进行了适应性梳理，具有一定参考价值。

参考文献：

[1]梁家启.地铁隧道下穿铁路桥梁施工技术刍议[J].新型工业化，2021，11（01）：159-161.

[2]刘当当，安扬.地铁隧道下穿高速公路沉降原因分析与控制要点[J].建筑技术开发，2021，48（01）：49-50.

[3]周丁恒.暗挖地铁隧道下穿人行通道施工控制与分析[J].低温建筑技术，2020，42（12）：126-130.

[4]李广都.复杂地质条件下地铁隧道矿山法施工技术[J].城市住宅，2020，27（11）：213-214.

[5]侯豪斌.浅埋地铁隧道施工引起围岩变形规律研究[J].山东交通科技，2020（04）：40-43.

[6]刘毅，张勇，彭振，陈佳玮，李元海.大跨地铁隧道斜井进洞垂直挑顶施工关键技术[J].现代隧道技术，2020，57（04）：201-207.