藍及釗

摘 要：地鐵施工相對于其他地面施工而言，由于地下的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，地層中會滲出大量的水，現(xiàn)場施工操作稍不注意，就會造成地層沉降等嚴重后果，因此地鐵施工有著不同于其他建筑施工的特殊技術(shù)要求。在地鐵的施工建設(shè)過程中，需要抓住重點技術(shù)項目，嚴格把控每個施工環(huán)節(jié)，降低風(fēng)險概率，運用先進的技術(shù)措施解決復(fù)雜環(huán)境下的各項施工難題。著重分析了地鐵隧道建設(shè)、地鐵車站建設(shè)和地鐵防水的技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；施工技術(shù)；防水技術(shù)；排水措施

中圖分類號：U231.3 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.130

與其他的城市軌道交通相比，地鐵具有高效、節(jié)能、運量大、速度快等優(yōu)點，而且不占用城市地面道路面積，對于改善城市格局具有重要的作用。進入21世紀，我國的地鐵建設(shè)進入了新的發(fā)展階段，各大城市的地鐵施工項目相繼開工。由于地鐵施工項目的工程成本巨大，施工技術(shù)復(fù)雜，因此，在一定程度上也阻礙了地鐵建設(shè)的快速發(fā)展。

1 我國地鐵施工技術(shù)的發(fā)展概述

我國的地鐵施工技術(shù)研究是從1956年才開始的，當時只是進行了暗挖工程的試驗，直至1964年才著重開始地鐵整體施工技術(shù)的研究。1965年，我國第一條地鐵在北京正式開工，預(yù)示著我國地鐵時代的到來，自此之后，其他大中城市也逐漸開始地鐵項目的建設(shè)。我國的地鐵施工技術(shù)先后經(jīng)過了明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法的發(fā)展，有些施工技術(shù)已經(jīng)達到了世界先進水平。

明挖法施工技術(shù)簡單、便捷，因此，北京地鐵的前兩期就采用了這種施工技術(shù)，受當時經(jīng)濟條件落后的限制，采用明挖法這種經(jīng)濟的施工技術(shù)也成為我國地鐵建設(shè)初期的首選技術(shù)類型。暗挖法在我國早期的地鐵建設(shè)項目中使用得比較少，首次獲得成功則是在復(fù)興門地鐵建設(shè)工程中。盾構(gòu)法在我國的應(yīng)用始于20世紀60年代，最早是在上海的一家隧道公司進行盾構(gòu)修建隧道的試驗，上海地鐵在已有經(jīng)驗的基礎(chǔ)上成功采用了盾構(gòu)法施工技術(shù)修建了上海地鐵一號線的區(qū)間隧道。

2 地鐵隧道施工技術(shù)分析

在地鐵建設(shè)初期，地鐵隧道大部分采用得是明挖法，但是明挖法對人們的日常生活和城市道路容易產(chǎn)生較大的影響，所以僅適合在沒有路面交通和行人的條件下才能使用。因此，我國目前地鐵隧道施工普遍采用淺埋暗挖法和盾構(gòu)法這兩種施工技術(shù)。

2.1 淺埋暗挖法

淺埋暗挖法即礦山法，是我國在新奧法的理論基礎(chǔ)上獨創(chuàng)的一種適合我國國情的一種隧道開鑿技術(shù)。淺埋暗挖法最早是在北京地鐵復(fù)興門線工程中得到初次應(yīng)用。淺埋暗挖法施工技術(shù)的核心特點是可以進行動態(tài)化的設(shè)計和施工。其技術(shù)原理是利用土層短期內(nèi)的穩(wěn)定性，采取特殊的支護措施，在土層表面形成一層緊密的薄壁結(jié)構(gòu)，而不需要開槽施工。它適合在松散土介質(zhì)圍巖、隧道深度較小的情況下使用，不會造成太大的地表沉降，最明顯的技術(shù)優(yōu)勢就是施工過程無污染、噪聲小。

由于淺埋暗挖法可以適應(yīng)含水地層的隧道開挖，因此在我國的地鐵隧道的挖掘修建中得到普遍的推廣使用，并已在許多地鐵區(qū)間隧道中成功試用，尤其是在大型的、跨度較大的隧道修筑過程中更是具有明顯的施工優(yōu)勢。淺埋暗挖法技術(shù)除了可在地鐵建設(shè)過程中應(yīng)用，還可用于地下車庫、城市路面隧道等工程的修筑。

2.2 盾構(gòu)法

盾構(gòu)法施工技術(shù)在我國的使用始于20世紀60年代的上海，首先是在地下排水隧道中試驗成功，所采用的盾構(gòu)機也比較古老，直至20世紀80年代末，才將泥水式的現(xiàn)代盾構(gòu)設(shè)備用于地鐵隧道的修筑。盾構(gòu)法的主要優(yōu)點是安全、環(huán)保、快速、可靠。我國目前擁有土壓平衡盾構(gòu)機等先進機型已多達60臺，主要分布在北京、上海、廣州等大型城市。

隨著盾構(gòu)法施工技術(shù)的推廣應(yīng)用，與之配套的盾構(gòu)機設(shè)計水平也有了很大的提高。我國目前最大直徑的盾構(gòu)機是用于大連路越江道路隧道修建的直徑為11.2 m的泥水盾構(gòu)機。我國與國外合作研發(fā)的盾構(gòu)機，其配套設(shè)備我國均已能夠自行制造，并且掌握了盾構(gòu)結(jié)構(gòu)的計算方法和隧道防水技術(shù)。除此之外，我國還自主研發(fā)了盾構(gòu)掘進控制技術(shù)，在地表沉降控制、隧道軸線控制等方面都已實現(xiàn)了信息化施工，提高了盾構(gòu)施工可靠性和環(huán)保性。

2.3 地鐵車站的施工技術(shù)選擇

地鐵車站是人們感受地鐵建設(shè)最直觀的地點，因此，車站也成為了地鐵工程的亮點。車站目前的施工技術(shù)主要有明挖法、蓋挖法、淺埋暗挖法等方法，適用的順序原則是明挖法、蓋挖法、淺埋暗挖法。近幾年，我國正在研究在地鐵車站中使用盾構(gòu)法施工技術(shù)，主要通過兩種方法實現(xiàn)，分別是多圓斷面盾構(gòu)方法和區(qū)間盾構(gòu)方法。這兩種方法的優(yōu)勢是可以充分利用盾構(gòu)設(shè)備的施工優(yōu)勢，縮短工程周期，提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量。

2.4 明挖法

明挖法是我國地鐵車站修建中優(yōu)先使用的一種修建方法，明挖法相比于其他技術(shù)，主要的進步表現(xiàn)在基坑的圍護結(jié)構(gòu)和開挖方法上，它可以應(yīng)用于不同的土層結(jié)構(gòu)，在維護結(jié)構(gòu)方面主要包括人工挖孔樁、地下連續(xù)墻、工字鋼樁、鋼板樁圍堰等方法。人工挖孔樁是用樁墻來達到防水和擋土的目的，適用于地下水位較深的地下施工環(huán)境，其斷面形式可以做成方形或圓形，施工強度也要高于其他技術(shù)方法。地下連續(xù)墻這種施工技術(shù)適合在飽水沙層的土質(zhì)環(huán)境下進行，可以有效阻隔地下水的滲出，并能控制土壓力。

2.5 蓋挖法

蓋挖法與明挖法相比，在減少施工對周圍環(huán)境的影響方面具有明顯的優(yōu)勢，兩者最明顯的區(qū)別表現(xiàn)在施工順序和主體結(jié)構(gòu)上。蓋挖法施工過程中所使用的支撐柱一般是鉆孔灌注樁，可以滿足地表沉降的控制要求。在采用逆作法進行支撐開挖過程中，為了對地下連續(xù)墻的變形起到約束作用，一般利用混凝土板進行控制。

3 地鐵防水施工技術(shù)

由于某些地區(qū)地下含水量比較多，因此，在地鐵的建設(shè)過程中經(jīng)常會出現(xiàn)漏水的問題，尤其是像杭州這樣的地下水豐富的城市，經(jīng)常會發(fā)生站點漏水事故和地鐵塌陷事故，造成了嚴重的經(jīng)濟損失。針對地鐵防水問題，就需要有關(guān)部門重新審核地鐵工程的環(huán)境標準，不斷改進地鐵防水施工技術(shù)。

3.1 地鐵防水施工主要原則

地下滲水問題不僅會影響車站結(jié)構(gòu)的安全，而且修繕難度大，因此，最好的方法就是改進地鐵防水施工技術(shù)，防患于未然。在地鐵防水的施工中，要注意施工原則，密切結(jié)合施工環(huán)境的地質(zhì)條件和水文條件，以防為主，防排結(jié)合，因地制宜，選擇最佳的施工方法。在以混凝土為防護結(jié)構(gòu)的條件下，必須要保證結(jié)構(gòu)本身的防水性，做到永久防水，還要具體考慮混凝土的抗壓強度，有針對性地采取有效措施，防止結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，增加結(jié)構(gòu)防水的可靠性。

3.2 混凝土結(jié)構(gòu)自防水技術(shù)

混凝土防護結(jié)構(gòu)的自防水性能需要從材料的選擇和混凝土自身的密實性兩方面來提高，最大限度地抑制混凝土結(jié)構(gòu)中空隙的產(chǎn)生。在混凝土材料的選擇過程中，要注意其本身的抗?jié)B性和泌水性，優(yōu)先選用那些抗?jié)B性好且具有較強抗腐蝕性的水泥，在水泥攪拌過程中，也可以加入膨脹劑來防止水泥的收縮。

3.3 施工縫防水技術(shù)

在地鐵施工中，結(jié)構(gòu)之間的連接處會產(chǎn)生一定的縫隙，因此需要采取防水措施來避免縫隙滲水現(xiàn)象。施工縫防水所用的材料主要是鍍鋅的鋼板止水帶，采取的技術(shù)措施主要有環(huán)向施工縫防水技術(shù)、變形施工縫防水技術(shù)和后澆帶防水技術(shù)。水平的施工縫不適合設(shè)置在與側(cè)墻的相接處，環(huán)向施工縫的間距最好控制在9～12 m之間，墻體內(nèi)要預(yù)留孔洞，確保環(huán)向施工縫與孔洞邊緣之間的距離大于300 mm。中置式止水帶要保證在變形縫中的密封性，并用硫化機處理橡膠止水帶之間的接縫，轉(zhuǎn)角半徑也要大于20 cm。采用鍍鋅鋼板的止水帶經(jīng)常采用后澆帶的方式來防止縫隙滲水，后澆帶一般位于施工縫的平行位置，靠近背水面一側(cè)，在此范圍內(nèi)可埋置注漿管，確保能夠反復(fù)地注漿處理。

3.4 防水施工技術(shù)中的排水措施

除了采取有針對性的防水技術(shù)外，地鐵建設(shè)中的排水也是一項防止水災(zāi)發(fā)生的有效措施。為了使地鐵具有更好的排水功能，需要確保地鐵工程中所有的建筑項目都具有良好的排水性能，即使遇到暴雨或者洪水災(zāi)害，也能防止水流的大量涌入，保證地鐵工程的安全，達到地下防汛的目的。單一地使用防水措施并不能起到明顯的防水效果，因此需要結(jié)合排水措施。只有兩者結(jié)合使用，才能達到預(yù)期的防水效果，即使面對突發(fā)的水文災(zāi)害也能應(yīng)對自如。

3.5 地鐵施工中的輔助技術(shù)

在地鐵的建設(shè)施工中，除了核心的施工技術(shù)，還需要一些其他的輔助技術(shù)和方法來為工程主體的順利進行創(chuàng)造良好的條件，保障施工進度，保護構(gòu)筑物?；毓嗍堑罔F建設(shè)中的一項重要輔助技術(shù)，基于北方地區(qū)特殊的地質(zhì)條件，一般采用地面深井回灌的方法。注漿技術(shù)主要用于地層的加固和結(jié)構(gòu)止水。注漿方式有三種，分別是小導(dǎo)管注漿、TSS管注漿和帷幕注漿。注漿所用的材料包括普通的水泥和化學(xué)漿等。為了加固隧道地層，常采用高壓旋噴的方法來對特別松軟的地層進行特殊保護。除了上述幾種常見的輔助技術(shù)之外，還會用到冷凍法、錨索等其他輔助地鐵施工的技術(shù)。

4 結(jié)束語

地鐵的建設(shè)不僅拓展了城市的空間范圍，為人們提供了更加便捷的出行方式，而且提高了城市公共交通的運行效率，因此，社會的發(fā)展離不開地鐵設(shè)施的建設(shè)。世界上大部分先進的地鐵施工技術(shù)都已在我國的地鐵建設(shè)中獲得了廣泛的應(yīng)用，未來，我國地鐵施工技術(shù)的發(fā)展將結(jié)合我國的國情和實際發(fā)展需要，形成一套有中國特色的地鐵施工體系。

參考文獻

[1]任曉軍.關(guān)于無軌測量在地鐵施工技術(shù)發(fā)展中的重要性分析[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（20）：116.

[2]朱旬.關(guān)于地鐵施工技術(shù)控制問題與措施的探究[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（22）：70.

[3]陳國聯(lián).地鐵施工技術(shù)要點分析[J].科技與企業(yè)，2014（06）：191.

[4]呂飛.有關(guān)地鐵施工中隧道施工技術(shù)分析[J].科技傳播，2012（06）：112，114.

[5]姜晨光，段永強，劉祥勇，等.空地地一體化的全方位準動態(tài)地鐵施工安全監(jiān)測技術(shù)[J].現(xiàn)代測繪，2012（05）：17-21.

〔編輯：王霞〕