刘畅
中铁十二局集团第二工程有限公司 山东省 青岛市266000
摘要：地铁车站的施工方法的选择不仅要满足地铁工程本身的使用功能，同时也要满足合理开发利用地上、地下有效空间的要求，并考虑由于施工给周围环境带来的不良影响。其施工方法的选择是否合理，对线路埋深、车站结构型式、工期及土建工程造价等具有极大的影响，直接影响到全线的社会效益、经济效益和环保效益。
关键词：地铁车站；矿山法施工
1、矿山法施工原理
矿山法是一种传统的施工方法，是人们在长期的施工实践中发展起来的。它是以木或钢构件作为临时支撑，待隧道开挖成型后.逐步将临时支撑撤换下来，而代之以整体式厚衬砌作为永久性支护的施工方法。矿山法的基本理论依据是，隧道开挖后受爆破影响，造成围岩体破裂形成松弛状态，随时都有可能坍落。鉴于这种松弛荷载理论依据，其施工方法是采取分割式按分部顺序一块一块的开挖，并妥求边挖边撑以策安全，所以支撑复杂，材料消耗多。由于这种施工方法，因其工作面小，不能使用大型的凿岩钻孔设备和装卸运输工具，故施工进度慢，建设周期长，机械化程度低，耗用劳力多。
2、矿山法施工的地铁车站的适用情形
（1）矿山法车站主要适用于施工时不允许干扰地面交通，或因埋深过大，或拆迁过多，采用明、盖挖施工非常不经济时。
（2）在埋深较大、硬质围岩时，矿山法车站有较好的适应性。
（3）在第四系的松散地层中用矿山法修建地铁车站时，必须与明、盖挖方案进行全面比较，经过充分论证后采用。
（4）对饱和软土地层无法疏干地下水，或者即便进行预加固和预处理，开挖后的自稳性仍很差时，可视为不适合采用矿山法施工。
3、矿山法施工的车站主要优缺点
（1）除竖井外，地面作业很少，对地面交通、地下管线、地表建筑物等周围环境影响较小，下穿河底时，不影响通航，也不受气候的影响。随着地铁车站埋深增大，其优点更加突出。
（2）矿山法车站施工难度大、安全性差、造价高、工期长，而且从使用功能和运营质量分析，也远不如明、盖挖车站。
暗挖法的最大优点就是施工时对路面交通没有干扰，对地下管线的改迁少，而且地面拆迁量也少。围岩是否有足够的自稳能力，是能否采用暗挖法施工的关键。如果围岩级别在IV 级或IV 级以下时，施工不必采用特别的措施，否则由于围岩的自稳能力较差，应采用特别的施工辅助措施，如采用超前注浆法对隧道周围及掌子面前方的土层进行预加固，代价通常是很高的，且质量又较难保证。一般说来，在地下水位较高的软弱土层中不考虑采用暗挖法施工，如上海等地。
4、地铁车站及区间矿山法施工
4.1矿山法施工控制要点
（1）矿山法施工应遵循新奥法原理，即在监控信息的指导下，根据地层的自稳能力适量开挖，及时施加喷射混凝土衬砌，根据需要增加锚杆、钢筋网、钢架、二次衬砌等支护衬砌措施，使衬砌与围岩共同作用，形成支护体系，使洞室保持稳定。为提高开挖地层的自稳能力，或加大一次开挖尺度，且使工作面土体的有一定的自稳时间，足以进行必要的初期支护作业，常常采用辅助工程措施对地层实施预加固，如冻结法、注浆法、深层水泥搅拌桩（或旋喷桩）法、水平水泥搅拌桩（或旋喷桩）法、管棚法等。
（2）矿山法一般应遵循的施工原则是：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、早成环、勤量测、二次衬砌紧跟等。该原则基本概括了矿山法施工工艺要求和施工经验，针对车站隧道施工条件和工程措施，合理选择施工原则。当大跨开挖或浅埋暗挖时，为保证施工安全、减少施工对周边环境的影响，更应严密斟酌。
（3）矿山法施工方案应根据结构型式、围岩条件、辅助工程措施、环境保护要求、施工工艺等分析一次开挖的尺度及支护结构受力状态，综合评定开挖支护的经济合理性。根据地层的稳定条件和车站隧道断面的大小可以选用全断面法、短台阶法、带临时仰拱的上下台阶法。
对于断面较大的隧道，考虑分部开挖、分部支护和封闭成环的需要，选择中隔壁法（CD 法）、交叉中隔壁法（CRD法）和侧壁导坑法（眼镜法）。对于多跨大断面隧道，中间立柱必须先行开挖施工，形成支承，相应的施工方案有中洞法、柱洞法等。
4.2矿山法施工技术
（1）地层超前支护及加固
1）管棚超前支护本段通道上部局部存在砂层，地面上车辆密集，因此采用大超前支护施工来加固土体。将Φ108x8管棚在上半断面外轮线30cm沿通道方向打入开挖面前方的地层内，环向间距35cm,外插角0.3°～0.5°注浆采用水泥浆，水灰比1：1，注浆压力0.4～0.8MPa。主要施工工序如下：封闭开挖面→设置钻机平台→测定孔位→钻机就位、钻孔→安装管棚→注浆→封孔开挖
主要控制要点包括：①工作面封闭产密、牢固，清理干净，测放出钻设位置后方可施工；②钻孔的外插角允许偏差为5%‰；③钻孔应由高孔位向低孔位进行；④遇有卡钻、塌孔时必须主浆后重钻；⑤注浆必须充满钢管及周空隙并密实。
2）超前小管注浆
管棚施工完成后，采用φ42×35焊接钢管沿开挖方向拱部布置，间距20cm,仰角控制在10°。小导管的管头为25°的锥体，长3.5m,其中端头花管2m,花管钻有孔眼，每排4个，交叉排列，间距1～2cm,用风镐打入。注浆浆液要根据工程地质条件的实际情况选用单液水泥浆、水泥水玻璃液浆等，浆液配比、压力必须经过现场试验确定。
主要控制要点包括：①严格控制材料质，包括官的规格、材质和注浆材料等，合格后方可使用；②严格检查导管的长度、数里、间距、安置角度等是否符合设计要求；③控制液的配比及参数，要求施工单位在注浆过程中认真做好注浆记录，确保达到设计要求的加固范围和加固效果；④会同主、施工单位检查注浆效果，采用钻芯法；⑤杜绝只设管不注浆的现象。
（2）开挖及初支护
1）隧道开挖根据围岩的地址条件、环境要求及施工单位的技术状况等，本段暗挖通道的开挖方法主要采用交叉中隔壁法(四步CRD法)。自上而下分为4个步骤开挖，设临时仰拱和中隔墙，先开挖上台阶左洞，开挖一榀支护一榀；在开挖上台阶右洞，开挖一榀支护一榀相邻两台阶长度3～5m;再进行下台阶及仰的开挖,下台阶一次开挖长度不超过15m并及时支护,形成左右两侧开挖支护相互交又的情形。土方开挖采用人工手持洋镐、风镐开挖。
主要控制要点包括:①要求开挖前必须降水,确保无水后方可进行施工②在开挖前制定防坍塌、流砂、涌水、下沉过里等方,备好抢险物资,并在现场堆码整齐;③要求施工单位开挖前确定实际开挖断面尺寸,在设计已考虑的施工误差及变形素的基础上,根据通道的功能、自身施工技术能力,适当外放尺寸:④严格控制开挖断面尺寸,不能欠挖,超挖值控制在15cm以内;⑤必坚持先加固后开挖的原则,坚决社绝不主浆加固地层就开挖的蛮干现象;施工过程中必须坚持挖、支、喷三环紧扣的原则,即开挖一步,格栅架支一步,射混凝土一步,严禁开挖多步后再支护的现象;⑥在
开挖全过程中进行地质和水文地质的观剩,做好记录,利用地质推断法预测子面前方一段距离内的地质和水文情况,为下步开挖做好预案,遇有不良地质和水文情况时要及时做好反馈并采取有效的处理措施。
2）初期支护
格栅钢架主筋4Φ28@500；钢筋网为双层Φ8@150×150,纵向连接钢筋为Φ22@1m；拱脚锁架锚管采用Φ42×35、L=2m钢管；喷射混凝土为C25、P6,厚350m；临时中隔墙及临时拱采用22b工字钢,喷射20cm厚C25混凝土。
5、结束语
当地面没条件时，部分地下站采用矿山法修建，虽然车站的结构断面大，施工安全风险多，工期长。但占用施工场地较少，断面的尺寸形状灵活，目前愈多的地下站采用矿山法结合修建。
参考文献：
[1]软土地层浅埋暗挖通道冻结法施工数值模拟[J].李海峰. 现代城市轨道交通.2015(02)
[2]隧道联络通道及泵站冻结法施工数值分析[J].武亚军,杨建波,李大勇.土木工程学报.2011(S2)
[3]冻结法隧道施工数值仿真模拟[J].武亚军,李大勇,杨敏. 岩石力学与工程学报.2005(S2)