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摘要：地铁在我国诸多大城市获得良好发展的，起到有效缓解交通压力作用的交通运输方式。为了有效的缓解交通环境方面的压力，我国要求各级政府均能够有效领导并且致力于地铁的建造，以此保证城市交通运输环境的宽松和顺畅。在地铁施工当中主要能够涉及到的施工技术包括明挖法、暗挖法、降水法、冷冻法、盾构法、高压旋喷法等多种方法。本文主要针对地复杂环境下城市地铁暗挖施工关键技术进行了分析，以供借鉴。
关键词：复杂环境；城市地铁；暗挖施工；关键技术
1暗挖法施工技术特点
地铁施工当中的暗挖法技术施工当中，围岩变形会引发底表的形变。地铁施工当中会形成浅埋隧道，且由于其埋的深度比较浅，因而表面的覆盖层比较薄，采用暗挖法继续施工时便会较大程度的影响到地表面。面对该种情况必须要充分的抑制住地面下部以及地表面下沉和变态，以此方能够有效的防止地表面建筑物、低下敷设各类线路管网，以及地面的交通设施受到损害。同时，暗挖法施工当中需要注意隧道开挖时出现的围岩下沉变形情况，且要注意围岩作用对施工各个时期对有基础下沉造成的架构总体移位情况。此外，暗挖法施工当中刚性支护结构或者地层性质会得到优化。主要因为暗挖法施工能够将其支护的过程进行最大限度的提前安排，此时支护的刚度能够达到最大值，因而能够有效的一直住地表面或者地下层下沉的情况。暗挖法施工当中亦能够充分的发挥试验段的示范作用。主要原因在于暗挖法所应用的施工区域以及隧道施工地段存在具有不确定性的地质结构，因而有必要在该类区域形成示范段，通过结构编制、建设方案、实验过程与测量等工作的安排，在暗挖法施工的情况下获取比较贴近实际的围岩应力数据，继而做好力学分析与核算，有效保施工的安全性。
2工程概况
该地铁左线全长1241m，右线全长1261m，区间覆土厚度为12.43-16.5m。隧道穿越地段主要为现状道路、及多、高层建筑物。由于该地段原地表起伏较大，管座基础部分为20cm的砂垫层，有的为独立架空的砖砌基础。由于管线修建的时间长，又为承压管，管线接头较脆弱，当洞内施工时因地质围岩情况较差时，将会造成地表沉降值超标，从而导致DN1200高压供水会出现爆裂的严重后果。
3复杂环境下城市地铁暗挖施工关键技术要点分析
3.1暗挖施工方案
地铁车站主体结构、西侧降水导洞下穿既有建筑物时，除地铁车站主体上层导洞和初支扣拱格栅进行深孔注浆加固地层外，还需对西侧降水导洞进行全断面深孔注浆，注浆加固范围为导洞初支外轮廓线外2000mm，同时地铁车站主体下层小导洞边导洞（西侧）采取拱部深孔注浆加固地层，根据地层选择注浆浆液类型，初选水泥-水玻璃双浆液。采用后退式分段注浆：按区段逐步进行深孔注浆，分段注浆、分段开挖。
3.2微振动控制爆破技术
控制爆破振速主要是通过降低掘进进尺、增加钻眼数量，控制爆破规模等措施，控制单孔装药量和最大单段起爆药量，使有限的装药量均匀地分布在被爆岩体中，从而将爆破振动速度控制在要求的指标以内。下穿或侧穿的建筑物有D9-D13、D16-D23，该区段爆区隧道埋深为12-16m，岩石较为松软，属于Ⅳ-Ⅴ围岩。掏槽时掌子面只有一个临空面，切装药量较大，因此在爆破时中一般均是掏槽过程中振速超标。本工程上台阶采用大直径中空孔直眼掏槽，中空孔直径150mm。掏槽眼以中空孔为中心，环形分布（掏槽眼布置示意图如图1）。最内侧掏槽眼距中空孔250mm，掏槽眼间距向外逐步扩大。由于采用大直径中空孔，可以有效降低掏槽眼的最大单孔装药量。根据爆破振动控制要求，取掏槽眼单孔装药量为0.2kg，采取孔内延时的方法起爆，扩槽眼的单孔装药量为0.2kg。
3.3超前探测技术
在施工正线过程中，每隔20m做一次超前地质预报，地质预报采用电磁波反射法探测，以预知掌子面前方20m围岩变化情况和水文情况。在施工过程中，每隔25m做一次超前探孔，分别在上台阶距离拱顶1m处，两拱腰处垂直掌子面向前打设30m探孔，并详细记录围岩变化情况和是否有水，较为直观地观察掌子面前方地质情况，并结合超前地质预报，对前方围岩做出正确判断。为下步施工方案调整提供依据。在开挖过程中，发现围岩情况与设计围岩等级不符时，及时与建设单位、设计、勘察、监理等单位代表到现场进行探讨围岩变更及调整相关支护参数，并按此变更施工，以保证管线安全和洞内施工安全。
图1掏槽眼布置示意图
3.4导洞内钻孔灌注桩施工
洞内钻孔工艺确定。洞内钻孔灌注桩的作业空间狭窄、地质环境复杂，因此施工难度较大，且钻孔、钢筋笼运输及钻井液循环处理等工序不同于地面钻孔灌注桩施工，故必须采用合理可行的施工方法以确保洞内成桩的优质、快速和安全；
视导洞的空间大小和地层条件情况改进或定制钻机，提高成孔效率和质量；钻孔灌注桩的施工顺序为隔三钻一，循环进行；分节吊装钢筋笼，用丝扣套筒现场连接；配置合适比例的泥浆确保护壁效果，采用反循环泵吸清孔方式减少沉碴厚度；因为导洞内空间狭窄，故应合理布置钻机设备、管路、泥浆池及施工通道，钻孔灌注桩施工完成后及时清除积水、浮浆和剩余混凝土，确保高效和文明施工。
3.5地表袖阀管注浆技术
区间D9、D10、D11、D12号楼为预留措施，即隧道开挖前，在建筑物周边预埋袖阀管，当建筑物沉降较明显或即将达到沉降控制值时，立即进行地表注浆加固；若隧道施工时，建筑物无明显沉降或沉降值未达到控制值，则对袖阀管采用普通水泥砂浆封填。地表注浆袖阀管袖阀管为Φ50×3.5，钻孔直径Φ90。内排注浆孔长L2=11m，打设角度为30°，外排注浆孔长L1=15m，打设角度为50°；内排注浆孔距建筑物2m，排距2m，孔距2m，梅花形布置。袖阀管采用Φ50硬质PVC管，能够承受的最大压力不小于1.5MPa；注浆孔开孔间距为330mm，开孔处管外紧箍橡胶套，覆盖注浆孔；袖阀管的底端头用土工布等物包紧扎死，防止套壳料进入袖阀管。注浆管内壁光滑，接头有螺扣，断头有斜口，外壁有加强筋以提高其抗折强度。注浆材料采用普通水泥浆，水灰比0.4-1，注浆前应先进行注浆试验，浆液配比最终现场试验确定，不易过大；根据现场实际地质情况，若地下水较丰富，或水泥浆注浆效果不理想，浆液可以采用水泥-水玻璃双液浆或硫铝酸盐水泥浆。套壳料采用低强度水泥粘土浆，浆液配方为水泥：粘土＝1.2-1.3，干料：水＝1：1-1：1.5（重量比），塑性指数15-30。浆液扩散半径为1.5m，注浆压力0.3-0.5MPa，注浆压力由现场实验确定。注浆压力以水泥浆液能顺利注入为原则，在注入率大于10L/min的情况下，尽可能采用较小的注浆压力，减小地面冒浆的可能性。
3.6初支渗漏水注浆技术
对于单个出水点，在出水点周边1m左右均匀布置5个注浆孔，同时出水点处布置一个注浆孔；对于大面积渗水区域，则在渗水区域周边1m均匀布置一周注浆孔，孔间距1.5m，渗水区域内按照横纵间距1.5m、梅花形分布布置注浆孔。径向补充注浆孔采用Φ56钻孔，长度4m；径向补充注浆采用全孔一次压注方式进行施工，注浆扩散半径1.0m；孔内安装Φ32钢花管进行注浆；注浆压力0.5-1.0MPa。浆液采用超细水泥浆，W/c=0.8-1.0，采用由四周向中间，由下向上的原则进行注浆。注浆压力达到设计终压并继续注浆10min以上，可结束注浆；或单孔注浆量超过设计注浆量50%，可结束该孔注浆。
4结论
综上所述，为了有效缓解城市交通运输压力，我国现正在积极开展城市地铁的施工建设。地铁工程建设施工当中既有可能存在管理技术以及地质勘探技术方面的挑战，为此更需要科学的施工方法对施工安全和质量予以保障。暗挖法施工技术无论在地铁车站施工当中或者在地铁隧道施工当中均能够根据具体的情况严格施工技术要求，且更加适合保证施工的安全，有利于地铁工程顺利建设施工，更有利于提高地铁工程整体建设质量。上文中我们结合实例分析，首先制定了暗挖施工方案，并采取微振动控制爆破技术、超前探测技术、导洞内钻孔灌注桩施工地表袖阀管注浆技术和初支渗漏水注浆技术几方面技术措施，确保地铁建筑物的稳定。
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论文作者:黄小平
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/5
标签：注浆论文; 围岩论文; 地铁论文; 钻孔论文; 浆液论文; 药量论文; 情况论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;