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摘要：北京地铁十号线二期工程穿越成寿寺路，即成寿寺站~宋家庄站区间结构为马蹄形断面，初期支护和二次衬砌组成复合式衬砌。本文在交代了此工程的施工准备及工序后，对于复杂交通环境下大跨度的地铁的暗挖技术所存在的问题进行了重点的论述，具体包括超前小导管、支护回填注浆、U形减压槽以及锁脚锚管作业、带水作业五大问题。
关键词：大跨度；浅埋暗挖法；常见问题
北京十号线二期工程穿越车流量特别大的成寿寺路时，使用的浅埋暗挖法具有不影响交通、不拆迁、综合造价低、不破坏环境、隧道的支护结构强以及灵活多变的优点，不仅在本工程内变断面暗挖段使用，还广泛的应用于四号线、五号线、六号线及七号线。特别是在时代快速发展的环境下，我国的交通行业也要不断的向着高标准、高技术的发展方向努力。复杂交通环境下大跨度的地铁暗挖技术与传统的施工技术相比，在施工方法、参数设定以及支护结构等方面都有着更为严格的要求，因此对于此问题的论述有着极大的现实意义。
1.大跨度地铁浅埋暗挖法施工简述
1.1大跨度地铁浅埋暗挖施工准备
（1）技术准备：仔细研究施工图纸，精确放样隧道中心线及控制标高，并做好标记，制定详细的浅埋暗挖施工方案，逐级审批论证，并按方案编制各施工工序技术交底和作业指导书；
（2）机具准备：开挖过程中使用的风镐、锹、空压机、挖掘机、搅拌机、喷浆机、通风机、电焊机、运输车等施工机械均已准备到位并经验收合格，特殊设备必须经相关部门验收，并取得许可证，做好台账登记，安排专人维养。
（3）材料准备：原材料进场首先按照批次检测，合格后使用，支护所需要的锚管、小导管、钢筋网片、钢格栅等材料在制定的加工场加工制作完成，通过项目部质检部门组织的验收后方可使用。
（4）现场准备一定数量的应急抢险物资，如沙袋、钢支撑、木料等，现场施工人员已就位，并经过项目部的培训，考试合格具备上岗资格。计划左右线隧道各设2个班组，根据需要可增加班组数。
1.2大跨度地铁浅埋暗挖法施工顺序
隧道初期支护坚持开挖一段封闭一段的支护原则，严格控制步距，各工作面按照图纸和规范要求，有序进行，隧道初支施工工艺流程是：测量放线、注浆加固土体、土方开挖、喷射50mm厚混凝土、铺钢筋网、安设钢格栅、复喷混凝土、复喷混凝土达到设计厚度。
2.影响暗挖隧道工程地面沉降的主要因素
（1）地层土体特征。按照新奥法的理念，隧道开挖后的上覆土能否形成自然拱与土体本身的力学性质有着密切的关系，而又直接的影响到支护结构及地层、地表的变形沉降。并且由于土体的特征会随着自然条件而改变，自然的沉降量也会改变。因此要保证暗挖的施工质量，必须充分的了解各土层的灵敏性、塑性状、流塑性状、厚度、类型等物理性质。
（2）地下水。由于北京和很多城市一样，暗挖地铁多会位于水位线以下，隧道开挖的过程中不可避免的出现渗水情况，由此形成的渗水通道会使得底层持续的失水，造成土层的空隙固结收缩，甚至导致地层不稳以及支护结构的内力加大。
（3）地层应力释放。在暗挖的施工中为了使得地表的变形得到有效的控制，一般采用地层预加固以及及时支护的方式。对于多孔状土质，如果还存在潜在的塌滑面，沉降槽的宽度以及下沉量就会随着地表的下沉以及地层应力的释放而增大，且垂直应力的释放致使拱顶的下沉加剧，因此控制地层的应力释放所影响的范围就可以缓解这一问题。
软弱围岩揭示后变化趋势：掌子面的正对面外鼓，前方岩体下沉，浅埋段地表沉降，土体开裂，形成沉降槽。隧道支护完成后的一段时间内，初期支护收敛变形，应力重分布，使隧道周边产生环状松动体，拱顶沉降，边墙内敛，围岩自稳定有一定的时间性，空间越大，越不利于围岩自稳。软弱围岩变形特征：围岩变形较大，下台阶落底等工序时变形集中发生，一旦形成较大变形，就难以有效控制。
（4）隧道相互作用的叠加。这一问题主要是在两隧道的距离小于三倍的隧道宽度时所考虑的，这是因为两方同时开挖会比单方开挖造成的扰动大，极易造成地层的松弛，以至出现连续的、较大的变形。
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3.施工常见问题分析
3.1超前小导管
（1）打设角度。北京在建的地下工程的隔栅间距一般设定为50cm，最大也就75cm，与之相应的小导管的外插角度为10-15度。但是施工中会出现隔栅与角度不符合设计要求的情况，更不满足环向外插角5-15度、超前导管3-5米的规定。究其原因就是技术的发展与规范的更新不相协调。
解决这一问题的措施为：首先要求设计人员要具有探索、实事求是的精神，按照CAD的放样标准进行设计标准的设定，以增加可操作性；其次要监理、施工单位将这一精神准确的传达给设计人员，必要的时候可以请求业主协调会解决；再次要个别有争议的问题可以召开专家评审会，积极的向设计理念靠近，保证施工安全高效。
（2）小导管加工制作。
首先是管子的选材问题：施工中使用25mm钢管作为超前支护50-75的开挖步距效果理想。但是设计之初选用的是42mm的钢管，这是受到相关直径约束的影响。这里的意见是将小导管的直径选为25mm，不仅可以达到减小对土体的扰动目的，还可以降低工程的造价。施工中如有不同意见可以结合各方的意见，召开专家评审会。
其次是小导管的加工制作问题。实际中使用一锤砸成鸭舌尖形状，并且尾部没有钢筋箍。这种方式不符合规定的要求，打入的深度较浅，因此要严格的控制小导管的加工制作，执行好设计要求。
3.2初支后回填注浆
大跨度地铁暗挖技术的具体实施中，现场的工作人员经常为了减少对于初衬施工的干扰，往往不能及时进行回填注浆作业，隧道成环30-50米后才进行。但是这样不能避免自然降水、漏水等通过初期支护进入隧道，并且随着时间的延长，细小的土粒会随着水流不断的流失，致使沉降形变增加，管线的沉降及变形更大，在复杂交通环境下具有许多不确定的荷载，这就显得异常危险。
因此为了避免暗挖开挖面与回填注浆之间的影响，可以专门的为注浆作业设定一个操作台，上面可以正常的进行注浆作业，而下面也不影响车辆的通行。既可以控制地面沉降变形，又可以减少初期及最终对于结构的影响。同时为了改进注浆作业，应该把注浆后对设备的及时清理作为制度定下来，减少因清理设备浪费的时间。
此外，注浆的饱满性与及时性同样重要。一般的要求注浆的压力在0.3-0.5MPa，控制好水灰比，并通过二次补浆等措施，以确保背后回填注浆的密实性。
3.3 U形减压槽
由于施工的现场考虑到拱部开挖的安全，将上台阶的高度设为全断面高度三分之一。但是这一高度在进行诸如开挖仰拱、架设格栅以及铺设网片等工序时就很不方便，危险性很大。
解决的方法是开挖U形减压槽，通过此方式将台阶的高度降至1.8米，减少土体的坍塌掩埋工人的可能性，提高了工作效率，保证了施工安全。
3.4带水作业
尽管施工中的开挖作业面要求无水施工，但是实际中却很难避免。当强度较高的粘土遇到水时，就会将起到固化作用的胶结物迅速的溶解，从而使得黏土的强度瞬间下降，致使开挖面的坍塌。
采取的措施通常有两种：一种是真空抽水。但是由于界面不平，很难将水抽净，但是其优点是造价低。另一种是实施全断面的注浆止水。这一方法止水效果好，但是需要搭设脚手架、拆除开挖面等复杂的工序，成本较高，影响施工进度。实践中最为有效的方式为设置疏水用的管子，将渗水引出，最大限度降低水对施工的影响。
结束语
结合北京地铁浅埋暗挖法技术的重点，分析了所存在的问题及解决方案，总结了施工过程中的一些施工技巧。但是对于一些问题仍没有很好的举措，例如砂卵石中超前小导管的打设、隧道内的水平运输等问题有待进一步的解决。
参考文献：
[1] 邱念领.基于弹塑性理论的隧道压力拱数值模拟研究[J].铁道建筑技术，2015（1）：64-66.
[2] 温淑荔.天津滨海地区地铁工程耐久性影响因素分析 [J].铁道建筑技术，2015（1）：84-86.
论文作者:海涛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/20
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