1、对地铁施工技术的探讨摘要：随着地铁的修建，地铁网络逐步形成，盾构技术在其中扮演着重要角色。对盾构地铁隧道引起地层变形和位移的主要因素、变形状况进行了分析，并阐述了相应采取的施工技术措施。 关键词：地铁 施工技术 分析 中图分类号：TU7 文献标识码：A 1 地铁隧道施工技术 通常在地面条件允许的情况下，地铁区间隧道宜采用明挖法，但对社会环境影响很大，仅适合在无人、无交通、管线较少之地应用。现在多采用盾构法和浅埋暗挖法。浅埋暗挖法是一种适合不同断面、造价偏低、灵活多变的施工方法；盾构法在较软弱、富含流砂之地、断面不变的区间应用，设备一次性投入大，但施工速度快，是今后应推广的施工方法。 1.1 明
2、挖法 明挖法是从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。明挖法的结构形式一般是纵向连接的箱形结构，中间构件多采用柱结构或者壁结构，断面形状多视隧道的使用要求而定。 明挖法施工场地一般在地下水面以下，所以施工时需要先降低地下水位，这个工作一直要持续到地下结构完工进行回填土时为之。降低地下水位的方法有两种，一种是集水坑排水降水法，即沿基础坑底范围外开挖排水沟，沿排水沟每隔一段距离挖一个集水坑，地下水通过集水坑、排水沟排到外部区域；另一种方法是井点降水法，根据不同的排水原理可以分为轻型井点、深井点、喷射井点、真空井点、电渗法。明挖法最关键环节的是边坡的支护形式，根据支护形式的不同可以分为敞口
3、放坡、型钢支护、灌注桩支护、土钉支护和混凝土和钢结构内支护等，不同的支护形式的花费不同，工期也有很大差异。完成降水工作和边坡支护后就开始进行土方开挖，对建筑结构进行安装，做适当的防水工程，最后是土方回填，恢复上部原貌。 1.2 盾构法 盾构法是使用盾构机械，在围岩中推进，一边防止土砂的崩塌，一边在内部进行开挖、衬砌作业修建隧道的方法。 盾构法在国内外施工中应用广泛，其优点主要包括： （1）施工费用受埋深影响小，盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，机械化和自动化程度高，易于管理，劳动强度低； （2）除竖井施工外，施工作业均在地下进行，不影响地面交通，具有良好的隐蔽性，噪声、振动引起的公害
4、小； （3）隧道穿越河底、海底、建筑物地下群时，可以不影响航道通行和地面建筑的正常使用； 同时，盾构法的不足之处在于： （1）不能完全防止盾构区域内的地表变形，特别是在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把下沉控制在很小的限度内； （2）通常每台盾构的经济掘进长度为 500 到 1800m，工程对象规模较小时，工程造价相对较高； （3）盾构一次掘进总长度 L2000m 时，盾构各部位将会产生严重的机械磨损； （4）盾构施工中采用全气压方式以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差，目前多用局部气压代替； 进行盾构施工时，先在施工段的起始端和终止端各建一个工作井，作为盾构的安装
5、和拆卸工作。将盾构部件吊装进起始工作井，盾构在工作井中安装就位，依靠盾构千斤顶推力将盾构从起始工作井的墙壁处推出，此时千斤顶的反力通过临时组装的管片或者钢制后背传给后面的竖井壁或围岩，盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土或出泥，同时安装衬砌管片，及时向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置。当盾构沿所定的线路推进到工作井的到达面时，要降低推进速度采用微速前进，结合盾构的推力对到达面的影响，以及从盾构机和到达壁面的空隙中流失土、砂和涌水的可能性，要制定合适的到达方法，最后盾构进入接收工作井并被拆除卸装。需要注意的是，在盾构的过程中，当盾构需要调转方向或者遇到曲率较大的线路
6、，需要设置中间竖井和方向变换井，同时要注意盾构行进过程中反力作用于衬砌上，要根据衬砌构件的强度，尽力发挥千斤顶的推力作用，当采用的推力可能损害衬砌等后方结构物时，应对衬砌进行加固，或者采取一定的措施。 1.3 浅埋暗挖法 浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。浅埋暗挖法沿用新奥法基本原理，初次支护按承担全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备；初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。浅埋暗挖法强调预支护、及时支护，控制地面沉降，保证施工和周边建（构）筑物的安全。浅埋暗挖法主要靠人工施工，机动灵活，对工程的适应性强，可作成各种结构型式，但其施工速度较慢，在地质情况
7、较差的情况下要采取辅助施工措施。 浅埋暗挖法主要适用于土质软弱或者无胶结的砂、卵石等第四纪地层中。对于高水位的类似地层，采取堵水或降水、排水等措施后仍能适用。尤其对都市城区在地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管道密布且对地表沉陷要求严格的情况下，修建地下铁道、地下过街道等更为适用。 1.4 新奥法 新奥法（NATM）是新奥地利隧道施工方法的简称，在我国常把新奥法称为“锚喷构筑法” 。采用该方法修建地下隧道时，对地面干扰小，工程投资也相对较小，已经积累了比较成熟的施工经验，工程质量也得到了较好的保证。使用此方法进行施工时，对于岩石地层，可采用分步或全断面一次开挖，锚喷支护和锚喷支护复合衬砌，必要
8、时可做二次衬砌；对于土质地层，一般需对地层进行加固后再开挖支护、衬砌，在有地下水的条件下必须降水后方可施工。新奥法广泛应用于山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程。 1.5 钻爆法 我国地域广大、地质类型多样，重庆、青岛等城市处于坚硬岩石地层中，广州地铁也有部分区段处于坚硬岩石地层中，这种地质条件下修建地铁通常采用钻爆法开挖、喷锚支护。 钻爆法施工的全过程可以概括为：钻爆、装运出碴，喷锚支护，灌注衬砌，再辅以通风、排水、供电等措施。在通过不良地质地段时，常采用注浆、钢架、管棚等一系列初期支护手段。根据隧道工程地质水文条件和断面尺寸，钻爆法隧道开挖可采用各种不同的开挖方法，例
9、如：上导坑先拱后墙法、下导坑先墙后拱法、正台阶法、反台阶法、全断面开挖法、半断面开挖法、侧壁导坑法、CD 法、CRD 法等。对于爆破，有光面爆破、预裂爆破等技术。对于隧道初期支护，有锚杆、喷混凝土、挂网、钢拱架、管棚等支护方法。及时的测量和信息反馈常用来监测施工安全并验证岩石支护措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等几种方法，其中在喷射混凝土内表面张挂聚乙烯或聚氯乙烯板，再灌注二次混凝土衬砌，被认为是一种效果良好的防渗漏措施。 2 地铁施工中的辅助工法 城市地铁施工中，辅助工法是一项必不可少的重要技术，有时甚至涉及工程的成败。采用辅助工法的主要目的是为工程主体顺利施工创造条件，或出于工程安全考
10、虑，或为保护建、构筑物等。目前采用的辅助工法主要有： 2.1 降水（和回灌） 有井管降水、真空降水、电渗降水等，北京及北方地区多采用基坑外地面深井降水和回灌，也有采用洞内轻型井点降水；上海及南方地区则多采用基坑内井管降水，也有采用真空或电渗降水。 2.2 注浆 主要用于止水或加固地层，以防坍陷沉或结构治水。注浆方式主要有软土分层注浆、小导管注浆、TSS 管注浆、帷幕注浆等，注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化学浆等。 2.3 高压旋喷或搅拌加固 主要用于地层加固，如采用浅埋暗挖法或矿山法施工的隧道局部特别软弱的地层或有重要建、构筑物需要特殊保护时采用，盾构法隧道的始发和到达
11、端头常用高压旋喷或搅拌加固，联络通道也常用此法加固地层。近年来也开发了隧道内施作的水平旋喷或搅拌加固技术。 2.4 钢管棚 用于暗挖隧道的超前加固，布置于隧道的拱部周边，常用的规格主要有：42mm 直径、46m 长，108/159mm、2040m，前者采用风镐顶进，后者则用钻机施作。近几年来也有采用 300600mm 直径的钢管棚，采用定向钻或夯锤施作。管棚一般都要进行注浆，以获得更好的地层加固效果。 2.5 锚索或土钉 预应力锚索主要用于基坑维护结构的稳定，以便提供较大的基坑内作业空间。 2.6 冷冻法 主要用于止水和加固地层，多用在盾构隧道出发、到达端头、联络通道和区间隧道局部具流塑或流沙地层的止水与加固。 3 结语 我们在现实所有技术的基础上加以有效的借鉴，对国内外地铁施工新技术进行比较，探讨了新技术在实际应用中的问题阐明了注意事项和未来规划，对以后城市地铁的飞速发展具有很强的现实指导意义。 参考文献： 1夏明耀.地下工程设计施工手册.中国建筑工业出版社，2010. 2 阳军生，刘宝探.城市隧道施工引起的地表移动及变形M.北京：中国铁道出版社，2002
