對地鐵施工技術(shù)的探討

1、<p>　　對地鐵施工技術(shù)的探討</p><p>　　摘要：隨著地鐵的修建，地鐵網(wǎng)絡(luò)逐步形成，盾構(gòu)技術(shù)在其中扮演著重要角色。對盾構(gòu)地鐵隧道引起地層變形和位移的主要因素、變形狀況進行了分析，并闡述了相應(yīng)采取的施工技術(shù)措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：地鐵 施工技術(shù) 分析 </p><p>　　中圖分類號：TU7文獻標識碼：A </p>&l

2、t;p>　　1 地鐵隧道施工技術(shù) </p><p>　　通常在地面條件允許的情況下，地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法，但對社會環(huán)境影響很大，僅適合在無人、無交通、管線較少之地應(yīng)用?，F(xiàn)在多采用盾構(gòu)法和淺埋暗挖法。淺埋暗挖法是一種適合不同斷面、造價偏低、靈活多變的施工方法；盾構(gòu)法在較軟弱、富含流砂之地、斷面不變的區(qū)間應(yīng)用，設(shè)備一次性投入大，但施工速度快，是今后應(yīng)推廣的施工方法。 </p><p>

3、;<b>　　1.1明挖法 </b></p><p>　　明挖法是從地表面向下開挖，在預定位置修筑結(jié)構(gòu)物方法的總稱。明挖法的結(jié)構(gòu)形式一般是縱向連接的箱形結(jié)構(gòu)，中間構(gòu)件多采用柱結(jié)構(gòu)或者壁結(jié)構(gòu)，斷面形狀多視隧道的使用要求而定。 </p><p>　　明挖法施工場地一般在地下水面以下，所以施工時需要先降低地下水位，這個工作一直要持續(xù)到地下結(jié)構(gòu)完工進行回填土時為之。降低地下水

4、位的方法有兩種，一種是集水坑排水降水法，即沿基礎(chǔ)坑底范圍外開挖排水溝，沿排水溝每隔一段距離挖一個集水坑，地下水通過集水坑、排水溝排到外部區(qū)域；另一種方法是井點降水法，根據(jù)不同的排水原理可以分為輕型井點、深井點、噴射井點、真空井點、電滲法。明挖法最關(guān)鍵環(huán)節(jié)的是邊坡的支護形式，根據(jù)支護形式的不同可以分為敞口放坡、型鋼支護、灌注樁支護、土釘支護和混凝土和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支護等，不同的支護形式的花費不同，工期也有很大差異。完成降水工作和邊坡支護后就開始

5、進行土方開挖，對建筑結(jié)構(gòu)進行安裝，做適當?shù)姆浪こ?，最后是土方回填，恢復上部原貌?</p><p><b>　　1.2盾構(gòu)法 </b></p><p>　　盾構(gòu)法是使用盾構(gòu)機械，在圍巖中推進，一邊防止土砂的崩塌，一邊在內(nèi)部進行開挖、襯砌作業(yè)修建隧道的方法。 </p><p>　　盾構(gòu)法在國內(nèi)外施工中應(yīng)用廣泛，其優(yōu)點主要包括： </p&g

6、t;<p>　?。?）施工費用受埋深影響小，盾構(gòu)推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，機械化和自動化程度高，易于管理，勞動強度低； </p><p>　?。?）除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，不影響地面交通，具有良好的隱蔽性，噪聲、振動引起的公害??； </p><p>　　（3）隧道穿越河底、海底、建筑物地下群時，可以不影響航道通行和地面建筑的正常使用； </p&

7、gt;<p>　　同時，盾構(gòu)法的不足之處在于： </p><p>　?。?）不能完全防止盾構(gòu)區(qū)域內(nèi)的地表變形，特別是在飽和含水松軟的土層中，要采取嚴密的技術(shù)措施才能把下沉控制在很小的限度內(nèi)； </p><p>　?。?）通常每臺盾構(gòu)的經(jīng)濟掘進長度為500到1800m，工程對象規(guī)模較小時，工程造價相對較高； </p><p>　?。?）盾構(gòu)一次掘進總長度

8、L>2000m時，盾構(gòu)各部位將會產(chǎn)生嚴重的機械磨損； </p><p>　?。?）盾構(gòu)施工中采用全氣壓方式以疏干和穩(wěn)定地層時，對勞動保護要求較高，施工條件差，目前多用局部氣壓代替； </p><p>　　進行盾構(gòu)施工時，先在施工段的起始端和終止端各建一個工作井，作為盾構(gòu)的安裝和拆卸工作。將盾構(gòu)部件吊裝進起始工作井，盾構(gòu)在工作井中安裝就位，依靠盾構(gòu)千斤頂推力將盾構(gòu)從起始工作井的墻壁處推

9、出，此時千斤頂?shù)姆戳νㄟ^臨時組裝的管片或者鋼制后背傳給后面的豎井壁或圍巖，盾構(gòu)在地層中沿著設(shè)計軸線推進，在推進的同時不斷出土或出泥，同時安裝襯砌管片，及時向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動和固定襯砌環(huán)位置。當盾構(gòu)沿所定的線路推進到工作井的到達面時，要降低推進速度采用微速前進，結(jié)合盾構(gòu)的推力對到達面的影響，以及從盾構(gòu)機和到達壁面的空隙中流失土、砂和涌水的可能性，要制定合適的到達方法，最后盾構(gòu)進入接收工作井并被拆除卸裝。需要注意的是，在盾構(gòu)

10、的過程中，當盾構(gòu)需要調(diào)轉(zhuǎn)方向或者遇到曲率較大的線路，需要設(shè)置中間豎井和方向變換井，同時要注意盾構(gòu)行進過程中反力作用于襯砌上，要根據(jù)襯砌構(gòu)件的強度，盡力發(fā)揮千斤頂?shù)耐屏ψ饔?，當采用的推力可能損害襯砌等后方結(jié)構(gòu)物時，應(yīng)對襯砌進行加固，或者采取一定的措施。 </p><p><b>　　1.3淺埋暗挖法 </b></p><p>　　淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種

11、類型地下洞室暗挖施工的一種方法。淺埋暗挖法沿用新奧法基本原理，初次支護按承擔全部基本荷載設(shè)計，二次模筑襯砌作為安全儲備；初次支護和二次襯砌共同承擔特殊荷載。淺埋暗挖法強調(diào)預支護、及時支護，控制地面沉降，保證施工和周邊建（構(gòu)）筑物的安全。淺埋暗挖法主要靠人工施工，機動靈活，對工程的適應(yīng)性強，可作成各種結(jié)構(gòu)型式，但其施工速度較慢，在地質(zhì)情況較差的情況下要采取輔助施工措施。 </p><p>　　淺埋暗挖法主要適用于土

12、質(zhì)軟弱或者無膠結(jié)的砂、卵石等第四紀地層中。對于高水位的類似地層，采取堵水或降水、排水等措施后仍能適用。尤其對都市城區(qū)在地面建筑物密集、交通運輸繁忙、地下管道密布且對地表沉陷要求嚴格的情況下，修建地下鐵道、地下過街道等更為適用。 </p><p><b>　　1.4新奧法 </b></p><p>　　新奧法（NATM）是新奧地利隧道施工方法的簡稱，在我國常把新奧法稱為

13、“錨噴構(gòu)筑法”。采用該方法修建地下隧道時，對地面干擾小，工程投資也相對較小，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗，工程質(zhì)量也得到了較好的保證。使用此方法進行施工時，對于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開挖，錨噴支護和錨噴支護復合襯砌，必要時可做二次襯砌；對于土質(zhì)地層，一般需對地層進行加固后再開挖支護、襯砌，在有地下水的條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應(yīng)用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。 </p>

14、<p><b>　　1.5鉆爆法 </b></p><p>　　我國地域廣大、地質(zhì)類型多樣，重慶、青島等城市處于堅硬巖石地層中，廣州地鐵也有部分區(qū)段處于堅硬巖石地層中，這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開挖、噴錨支護。 </p><p>　　鉆爆法施工的全過程可以概括為：鉆爆、裝運出碴，噴錨支護，灌注襯砌，再輔以通風、排水、供電等措施。在通過不良地質(zhì)地段時

15、，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護手段。根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開挖可采用各種不同的開挖方法，例如：上導坑先拱后墻法、下導坑先墻后拱法、正臺階法、反臺階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側(cè)壁導坑法、CD法、CRD法等。對于爆破，有光面爆破、預裂爆破等技術(shù)。對于隧道初期支護，有錨桿、噴混凝土、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等支護方法。及時的測量和信息反饋常用來監(jiān)測施工安全并驗證巖石支護措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等幾

16、種方法，其中在噴射混凝土內(nèi)表面張掛聚乙烯或聚氯乙烯板，再灌注二次混凝土襯砌，被認為是一種效果良好的防滲漏措施。 </p><p>　　2地鐵施工中的輔助工法 </p><p>　　城市地鐵施工中，輔助工法是一項必不可少的重要技術(shù)，有時甚至涉及工程的成敗。采用輔助工法的主要目的是為工程主體順利施工創(chuàng)造條件，或出于工程安全考慮，或為保護建、構(gòu)筑物等。目前采用的輔助工法主要有： </p&g

17、t;<p>　　2.1降水（和回灌） </p><p>　　有井管降水、真空降水、電滲降水等，北京及北方地區(qū)多采用基坑外地面深井降水和回灌，也有采用洞內(nèi)輕型井點降水；上海及南方地區(qū)則多采用基坑內(nèi)井管降水，也有采用真空或電滲降水。 </p><p><b>　　2.2注漿 </b></p><p>　　主要用于止水或加固地層，以防坍

18、陷沉或結(jié)構(gòu)治水。注漿方式主要有軟土分層注漿、小導管注漿、TSS管注漿、帷幕注漿等，注漿材料有普通水泥、超細水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化學漿等。 </p><p>　　2.3高壓旋噴或攪拌加固 </p><p>　　主要用于地層加固，如采用淺埋暗挖法或礦山法施工的隧道局部特別軟弱的地層或有重要建、構(gòu)筑物需要特殊保護時采用，盾構(gòu)法隧道的始發(fā)和到達端頭常用高壓旋噴或攪拌加固，聯(lián)絡(luò)通道也常用此

19、法加固地層。近年來也開發(fā)了隧道內(nèi)施作的水平旋噴或攪拌加固技術(shù)。 </p><p><b>　　2.4鋼管棚 </b></p><p>　　用于暗挖隧道的超前加固，布置于隧道的拱部周邊，常用的規(guī)格主要有：42mm直徑、4―6m長，108/159mm、20―40m，前者采用風鎬頂進，后者則用鉆機施作。近幾年來也有采用300―600mm直徑的鋼管棚，采用定向鉆或夯錘施作。管

20、棚一般都要進行注漿，以獲得更好的地層加固效果。 </p><p><b>　　2.5錨索或土釘 </b></p><p>　　預應(yīng)力錨索主要用于基坑維護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，以便提供較大的基坑內(nèi)作業(yè)空間。 </p><p><b>　　2.6冷凍法 </b></p><p>　　主要用于止水和加固地層，多用在

21、盾構(gòu)隧道出發(fā)、到達端頭、聯(lián)絡(luò)通道和區(qū)間隧道局部具流塑或流沙地層的止水與加固。 </p><p><b>　　3結(jié)語 </b></p><p>　　我們在現(xiàn)實所有技術(shù)的基礎(chǔ)上加以有效的借鑒，對國內(nèi)外地鐵施工新技術(shù)進行比較，探討了新技術(shù)在實際應(yīng)用中的問題闡明了注意事項和未來規(guī)劃，對以后城市地鐵的飛速發(fā)展具有很強的現(xiàn)實指導意義。 </p><p>&