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大断面复杂地质地铁暗挖车站建造施工技术研究

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：冯依依

[导读] 摘要：针对大断面复杂地质地铁暗挖车站建造施工技术研究展开讨论，阐述特大断面地铁车站暗挖施工的基本现状，分析暗挖车站施工工艺的优势，分析如何通过合理有效的方法，在大断面复杂地质情况下，完成地铁暗挖车站建造施工。

        重庆航天职业技术学院重庆市 400021
        摘要：针对大断面复杂地质地铁暗挖车站建造施工技术研究展开讨论，阐述特大断面地铁车站暗挖施工的基本现状，分析暗挖车站施工工艺的优势，分析如何通过合理有效的方法，在大断面复杂地质情况下，完成地铁暗挖车站建造施工。
        关键词：大断面；复杂地质；暗挖施工；研究分析
        轨道交通是我国城市建设的重要组成部分，同时也是我国运输环节的重点体系。在地铁建造中，地铁暗挖车站施工技术是一项全新的技术，具有一定的应用优势。其可以在复杂地质中完成应用。地铁暗挖技术具有效率高、工程快的特征，因此需要对其的特征进行有效分析。目前，在我国地铁建设中，常用明挖法、盖挖法以及暗挖法。但暗挖法操作目前较为复杂，且在施工过程中，有可能会出现一定的问题。因此，如何更好的在地铁建造中使用暗挖法，并在特大断面复杂地质情况下完成建造技术，将是本文探讨的重点。
        1 特大断面的地铁站暗挖施工的现状
        随着我国经济体系的飞速发展，在城市建设中，铁路建设速度与以往相比实现全面提升。因此，就城市交通轨道自身而言，在大部分车站建设中，其均为跨度较大的大断面暗挖隧道工程。且在挖掘过程中，针对于整个隧道体系，分析其跨度较大特征，采用施工方法为双侧壁导坑法。但整个施工工艺流程较多，且在进行到一定工序时（例如进行到导洞上台阶挖掘建造），其两侧壁导坑已然落地，因此造成高差较大。建造过程中的人员、材料、器具等较为困难，出现运作不力。且在上台除渣中，全部需要人工，导致整个施工进度较慢。因此，针对此类情况，必须研究整个大断面地铁站暗挖施工技术的优化方法，分析目前的工程概况，并基于监控技术，包括控制技术以及隧道加固技术等完成断面地铁车站暗挖法。与常规方法相比，此种方法可以全面节省施工投入，且在核心土上台阶两侧，可以临时支护锚杆。降低总造价费用。在管理人员以及时间成本、租赁、爆破管理费中，整个投入较低。因此，随着我国社会经济的飞速发展，地铁暗挖法未来将是主流的应用趋势，可以满足地铁建造要求，并在后续相似工程建设时提供有效的参考（如图1）。

        （图1 大断面地铁暗挖工程）
        2 暗挖法车站施工工艺优势分析
        暗挖法与普通作业方法相比，具有极佳应用优势。首先，暗挖法可以利用无水的地层进行有水部位地层作业，可以充分避免因长期降水所引起的费用增大以及地表沉降问题，全面保护地下水资源。在施工过程中，其仅依靠钻孔桩作业支护，完成稳妥、安全的处理。且整个沉降量可以控制在30mm以内，与其他暗挖工艺相比，此工艺废弃工程量相对较少，且整个结构受力条件极好，符合经济合理特征，适用范围极广[1]。在工程开展中，此体系所引起的地面沉降变形意义相对较小，对于保护暗挖结构附近的地下建筑物，如管线、桥桩等，可以提供全面的保护措施，适合桥梁桩机以及高层建筑物的施工。整个工程自身可以起到隔离桩的作用，以合理保护整个建筑物的安全。在边框桩顶、纵梁组成的承载体系中，其拥有较大的施工空间。在施工进度中，可以进行加快，且利用水位线以上的地层，开设相关导洞。并在导洞内部进行施工钻孔桩，利用排桩效应，对两侧土体进行支挡，最大程度保护施工安全，杜绝安全隐患。
        3 暗挖隧道施工技术分析
        3.1施工支护
        在整个地铁建设中，作为地铁暗挖的施工重点体系，在支护过程中需要设置相关防线。如施工支护防线、防水隔离层防线、主体混凝土防线，三层防线可以达到有效的防水效果。在隧道施工中，整个施工支护的喷射混凝土以及其主体结构可以在防水隔离层的保护下，完成有效建设[2]。在充填注浆隧道开挖后，针对施工之后可以采用喷射混凝土的施工支护措施。混凝土喷射必须紧贴围岩，且喷射混凝土自重以及施工工艺等原因，在施工之后以及围岩间存在一定空隙。可以在此空隙内，填筑水泥砂浆或水泥玻璃胶，保障其成为壳体，起到防水作用，又可以有效的控制地表的沉降，起到一举多得的效果（具体施工支护图见图2）。在喷射混凝土前，在设计位置可以预先埋设空心管，按照整体填筑浆液。在可喷射混凝土强度大致确定后，完成后续的运行，且浆液通常选择为水泥或水玻璃[3]。

        （图2 施工支护图）
        3.2喷射混凝土
        喷射混凝土通常包含以下三种处理方案，且喷射混凝土质量与防渗防漏具有密切关联。
        其一，为喷面处理。对于整个待喷的喷面可以进行预先处理，如施工过程中，若其表面有水时，可以进行水分清理（如图3）。例如，根据现场的实际情况，采用堵或排的方法，对施工面上的水进行清理，以保证施工时处于无水环境，避免因水影响混凝土的整体配比；
        其二，喷射方法。在喷射方法中，通常采用湿喷法以及潮喷法。湿喷法喷射混凝土具有明显的均匀特性，其抗压、抗震强度较高，且粉尘、回弹较少。因此，在喷射时最好采用湿喷法或潮喷法。在我国地铁隧道暗挖工程中，现阶段目前采用潮喷法的工程数量较多；
        其三，网喷支护。在开挖完成后，喷射3~5厘米厚的混凝土。在混凝土上，架设钢架以及钢筋网，再次喷射混凝土。二次喷射混凝土亦充分保证混凝土的密实性，且根据现场施工的实际情况，在渗水多发处，可额外补喷混凝土[4]。

        （图3 水分清除施工示意图）
        3.3 防水隔离处理
        在整个防水隔离处理中，通常采用两种方法：
        其一，应于无水地段。施工工艺可以根据喷射混凝土的支护上段，铺设单层防水板；
        其二，对防水要求较高的有水地段，可以采用双层结构。例如，针对整个工程，可以铺设具有一定强度的板材，将其作为缓冲层。通过板材自身的特性，可以防止防水板以及混凝土表面出现误伤以及凹凸不平的问题。
        随后，铺设两层防水板，完成双层结构。在暗挖试验中，可以采取1.5mm厚，ECB+无纺布350g/m2复合防水板进行实验分析。通过实验可以得知，在铺设完成后，其表面凹凸不平以及防水板损伤现象可有效避免。且整个施工地段积水、明水等现象得以有效处理，便于整个工程的后续开展。
        3.4特殊结构部位防水处理
        在整个特殊结构部位防水处理中，可以采取以下措施对特殊部位进行处理。
        其一，衔接部位防水处理。在工程施工中，由于其施工方法等原因，因此其主体结构的防水施工在各洞室以及明挖、暗挖衔接处进行预留，并完成特殊处理；
        其二，在施工缝防水处理中，施工缝是整个防水的薄弱环节。因此，在混凝土施工设计时，应尽量减少设置或不设置施工缝。如必须设置施工缝时，则需要认真做好施工缝的防水处理机制。混凝土在浇筑过程中，为了保证施工缝的防水质量，必须着重混凝土震捣，并在施工缝处，添加止水带，以防止发生振捣漏水现象；
        其三，变形缝防水处理。变形缝防水处理可以根据不同高度结构设置结构缝隙，允许其在不同力的作用下，产生不均匀沉降。根据设计要求，可以在车站的整个明挖、暗挖工程中，完成衔接。在变形缝的止水材料中，可以采用埋式橡胶进行密封，并在密封完毕后，使用密封胶涂刷在缝隙表层，做到良好的处理（见图4）。

        （图4 防水处理）
        4 结束语
        综上所述，在地铁隧道施工过程中，针对于特大断面技术，结合复杂地质条件等因素，通过做好施工支护，喷射混凝土，及防水隔离等特殊部位处理的有效方法，可高效完成地铁暗挖车站建造施工。确保了施工质量及安全，可为类似工程积累经验。
        参考文献：
        [1]国义庆.大断面复杂地质地铁暗挖车站建造施工技术研究[J].中华建设, 2020,230(11):148-149.
        [2]潘伟强,朱雁飞,刘孟波,等.软土大断面组合顶管法暗挖地铁车站施工技术探讨[J].上海建设科技,2019,(03):11-14.
        [3]李铁生.管幕洞桩法地铁车站设计施工关键技术研究[J].隧道建设(中英文), 2020(4):531-537.
        [4]赵迎.超大断面暗挖地铁车站横通道转换主隧道施工技术研究[J].市政技术, 2019,37(02):148-151+206.