论文部分内容阅读
【摘 要】 在改革开放不断发展的今天，我国的经济发展形势日趋的变得优越，特别是城市的交通建设，更是在突飞猛进的发展着。社会的发展要求我们要更好的解决城市交通问题，然而我国城市的地势比较复杂，所以很多地铁的建设就需要我们采用浅埋暗挖法的施工技术，这些技术在城市地铁隧道的建设中应用十分广泛。本文结合工程实际对地铁大跨度浅埋暗挖车站的施工技术进行分析阐述。
【关键词】 大跨度;浅埋暗挖;施工技术
一、关于大跨度浅埋暗挖法施工技术的介绍分析
浅埋暗挖法施工技术作为一项铁路建设技术，在城市地铁建设中已经越来越受到城市地铁建设的欢迎，同时该项技术在城市地铁的建设中已经得到了很多好的普及，在各大城市的地铁建设中已经广泛运用，并且取得了很高的成就。浅埋暗挖法施工技术对于大跨度的地铁建设十分重要，它将决定着城市地铁建设的质量和效率，因此我们首先应该对大跨度浅埋暗挖法施工技术做一下具体介绍。
（一）大跨度地铁的浅埋暗挖法的主要内容介绍
大跨度地铁的浅埋暗挖法施工技术作为我国建设部们指定和认可的国家级地铁施工方法，主要是为了适应现代我国城市地铁建设中，在没有明挖条件下的施工而产生的一项全新的技术。该项技术具有其巨大的优越性，浅埋暗挖法施工技术不仅在现代城市地铁建设中具有很大的作用和优越性，同时在现代城市的提下停车场、地下街道、地下商业街以及市政工程方面的地下施工工程建设中够发挥着十分重要的作用，即只要是地下的建设工程，一般都能够运用浅埋暗挖法的施工技术，该项技术的产生和发展，对于现代城市地下空间的开发和建设起到了巨大的推动作用。
因此，浅埋暗挖法的施工技术的运用已经越来越广泛。正是基于浅埋暗挖法的施工技术的巨大优越性，因此我们才应该努力研究浅埋暗挖法施工技术，这不仅对于现代城市地铁建设的发展，而且对于现代城市的地下空间的建设和开发都会具有重要的意义和价值。通过浅埋暗挖法的施工技术，就可以科学的决定每部开挖的暴露时间，每部开挖的尺寸大小，从而解决地下土体的稳定性和变形的问题，从而更好的利用地下土体的潜力。
（二）工程概况
随着我国科学技术的不断进步，地铁车站的施工技术得到了前所未有的发展，某地铁五号线某车站为一座浅埋单拱大跨的暗挖车站，位于交叉路口地下，呈南北向。附近地面重要建筑物密集，地下管线多，道路交通繁忙。车站隧道穿越的地层为第四纪地层，以粘土、粉土、砂及砾石层为主。地下水主要有上层滞水、潜水和承压水。隧道基本在潜水中，部分隧道已经进入承压水。车站有效站台中心里程K3+000，起点里程K2+931.1～K3+099.1，长168m，为双层暗挖岛式车站，在东南、东北各设有一组风亭、风道。车站为暗挖车站，风井、风道作为施工用的竖井和通道。采用复合衬砌结构型式，顶梁、底梁为钢筋混凝土结构，立柱为钢管柱。隧道断面尺寸为24.2m@16m（宽@高）。中洞法施工，其中中洞采用交叉中隔壁法施工。在中洞形成后，由下至上施做底板、底梁，然后施工立柱，后浇筑顶梁、顶板。侧洞采用台阶法由上至下开挖而成。施工过程中在拱部打设钢管棚，管棚间插小导管，并注浆以保证拱部稳定。
二、大跨度暗挖地铁车站施工技术方法的内容
（一）车站施工方案
地铁车站采用暗挖法施工，由于隧道跨度大、结构断面复杂、覆土浅、地层自稳能力差及处于地下水与承压水地层内，因此保证车站开挖支护过程中的结构稳定、控制降水达到污水施工、最大限度控制变形、保护临近建筑的安全等要求。
（二）主要施工工艺及施工方法
本站设计为单拱单柱，开挖跨度22.6m，高度16.3m，首先利用车站两端结合部作为工作室，采用水平定向钻机施作长146m、114mm的超长管棚作为超前支护，然后采用中洞法施工，即：先将大断面纵向分成左、中、右3个洞室，每个洞室的跨度均为7.5m，再将3个洞室横向从上至下分成4个小洞，每个小洞的高度约4m，共12块（12个小洞）进行施工;开挖在拱部114@5@30cm长146m的管棚支护下进行;先从上至下开挖中洞内4个小洞至作业口划分里程，然后在中洞内分段分层拆除临时横隔壁，施作底梁、中梁、顶梁及钢管砼中柱;再对称开挖左、右两个侧洞至设计标高和作业口划分里程，在侧洞内分段分层拆除临时钢支撑，施作仰供及侧边墙、中板、两侧拱部二衬;最后施作站台层及附属结构。施工步序如图1所示。
（三）施工方法及技术措施
（1）Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ区小洞施工。在拱部超前长管棚的支护下，按0.5m步长环形开挖Ⅰ区土体，安设拱顶格栅钢架，安装纵向连接筋和钢筋网，喷射C20砼，安装I25a钢架隔壁，喷砼封闭开挖面，安装临时仰拱钢架（连接筋、钢筋网），喷C20砼，确保Ⅰ区开挖后形成封闭成环结构。再往下施做Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区小导洞。如图1（a）所示。
（2）中洞内部分主体结构施工。当Ⅰ～Ⅳ区土体开挖至南北划分长度84.0m后，作底梁及部分仰拱，然后分段拆除Ⅱ、Ⅲ区影响钢管柱安设的部分临时支撑，作下层砼钢管柱;最后分段拆除Ⅰ区影响钢管柱安设的部分临时支撑，作上层砼钢管中柱和顶梁及部分拱顶。如图1（b）所示。
（3）对称施工两侧Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区小洞。在拱部超前长管棚的支护下，先恢复中洞内水平钢支撑，对称开挖Ⅴ区土体;及时施作拱部初期支护并与Ⅰ区初期支护连接，安设I25a型钢钢架，使之与Ⅰ区中隔壁牢固连接，喷射C20砼，形成临时仰拱，确保Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区小洞形成环向封闭结构。并逐步拆除临时支撑做二衬。如图1（c）所示。
（4）站台层及附属结构施工。在成形的主洞内施作站台层及附属结构。如图1（d）所示。
（四）顶梁及部分拱顶钢筋砼施工方法及技术措施
车站主体结构由于采用了中洞法施工，顶梁及部分拱顶在中洞开挖结束、作了底梁和钢管柱砼后，即进行施作。因顶梁和拱顶是一个整体，不能分割，因此，必须横向整体、纵向分段浇筑，分段浇筑的长度为第一环8m，以后每环6.8m;其横断面和纵断面的形状和尺寸如图2所示（长度为第一环长度）;浇筑的结构为C30抗渗钢筋砼。 三、导致大跨度浅埋暗挖地铁隧道工程地面下降的影响因素
（一）地层土体特征
隧道开挖后土体本身力学特征与上覆土层形成自然拱的最小土层厚度密切相关。隧道在开挖后对支护结构影响很大，同时对地表和地层的变形也产生很大的影响。同样，土体特征改变后也会对地表的沉降量产生影响，其特征也随之产生变化。因为地铁浅埋的隧道多处于第四纪松软地层中（本次工程的地铁隧道就处于第四纪松软地层中），因此对各种土质的土层物理力学的性质必须了解。
（二）地下水
一般来说，进行的许多地下工程大多在很深的地下水下进行，随着隧道等饿开挖，地下水会越来越多，形成很多渗水的通道，这样就会使地表持续的饿失水，造成地表形成超大范围的沉降，从而造成地面的不稳定。因此就需要加大围岩的压力，保持围岩的结构，这是比较容易实现的。
（三）地层应力释放
通过对底层的收敛约束的特点我们可以知道，在地层发生位移的变动，其隧道结构上的荷载被上覆地层施加的荷载变小。因此，最好的在地层被允许产生位移比较稳定的条件下，结构在支护的作用下所受的力最大。相对于地下工程来说，特别是地铁大跨度暗挖工程中，为了确保地表不产生变形，因此就要运用及时支护和地层地层预加固技术以及快速封闭成环等技术措施。
四、施工期间的工程监测
通常，在施工期间为了保证结构自身及周围环境的施工安全，日常数据处理和量测以及信息反馈工作都是由监控量测组负责，通过监控量测进行信息化施工达到以下目的：
（1）验证支护结构的设计效果，监视变形情况和围岩应力，确保地表建筑、支护结构稳定以及地下管线的安全。
（2）提供判断初期支护基本稳定和围岩的依据。
（3）通过监控量测，了解施工手段和施工方法的合理性和科学性，对施工方法以便能及时调整，确保施工的安全。
（4）通过分析量测的数据，围岩稳定性的变化规律进行掌握，支护结构设计参数确认或修改。
量测信息处理与反馈：对监测数据及时整理，绘制位移根据沉降曲线的分布状况以及空间或时间的变化曲线图，最终位移值就可以预测可能出，进行结构安全性的判断，从而指导施工决策。
五、结语
近年来，随着我国经济的发展，特别是随着改革开放的不断深入，我国的基础设施建设特别是地铁交通线的建设取得了巨大的进步和发展，由于我国很多城市地势比较复杂，因此就需要采用浅埋暗挖法的施工技术进行，只有这样才能保证大跨度的地铁建设的质量。
参考文献：
[1]曾宗强.地铁大跨度浅埋暗挖隧道施工力学及安全性分析[D].西南交通大学，2009.
[2]姚明会.浅埋暗挖大跨度地铁隧道地表沉降分析[D].同济大学，2007.
[3]贺长俊，蒋中庸，刘昌用，邹彪.浅埋暗挖法隧道施工技术的发展[J].市政技术，2009，03：274-279.
【关键词】 大跨度;浅埋暗挖;施工技术
一、关于大跨度浅埋暗挖法施工技术的介绍分析
浅埋暗挖法施工技术作为一项铁路建设技术，在城市地铁建设中已经越来越受到城市地铁建设的欢迎，同时该项技术在城市地铁的建设中已经得到了很多好的普及，在各大城市的地铁建设中已经广泛运用，并且取得了很高的成就。浅埋暗挖法施工技术对于大跨度的地铁建设十分重要，它将决定着城市地铁建设的质量和效率，因此我们首先应该对大跨度浅埋暗挖法施工技术做一下具体介绍。
（一）大跨度地铁的浅埋暗挖法的主要内容介绍
大跨度地铁的浅埋暗挖法施工技术作为我国建设部们指定和认可的国家级地铁施工方法，主要是为了适应现代我国城市地铁建设中，在没有明挖条件下的施工而产生的一项全新的技术。该项技术具有其巨大的优越性，浅埋暗挖法施工技术不仅在现代城市地铁建设中具有很大的作用和优越性，同时在现代城市的提下停车场、地下街道、地下商业街以及市政工程方面的地下施工工程建设中够发挥着十分重要的作用，即只要是地下的建设工程，一般都能够运用浅埋暗挖法的施工技术，该项技术的产生和发展，对于现代城市地下空间的开发和建设起到了巨大的推动作用。
因此，浅埋暗挖法的施工技术的运用已经越来越广泛。正是基于浅埋暗挖法的施工技术的巨大优越性，因此我们才应该努力研究浅埋暗挖法施工技术，这不仅对于现代城市地铁建设的发展，而且对于现代城市的地下空间的建设和开发都会具有重要的意义和价值。通过浅埋暗挖法的施工技术，就可以科学的决定每部开挖的暴露时间，每部开挖的尺寸大小，从而解决地下土体的稳定性和变形的问题，从而更好的利用地下土体的潜力。
（二）工程概况
随着我国科学技术的不断进步，地铁车站的施工技术得到了前所未有的发展，某地铁五号线某车站为一座浅埋单拱大跨的暗挖车站，位于交叉路口地下，呈南北向。附近地面重要建筑物密集，地下管线多，道路交通繁忙。车站隧道穿越的地层为第四纪地层，以粘土、粉土、砂及砾石层为主。地下水主要有上层滞水、潜水和承压水。隧道基本在潜水中，部分隧道已经进入承压水。车站有效站台中心里程K3+000，起点里程K2+931.1～K3+099.1，长168m，为双层暗挖岛式车站，在东南、东北各设有一组风亭、风道。车站为暗挖车站，风井、风道作为施工用的竖井和通道。采用复合衬砌结构型式，顶梁、底梁为钢筋混凝土结构，立柱为钢管柱。隧道断面尺寸为24.2m@16m（宽@高）。中洞法施工，其中中洞采用交叉中隔壁法施工。在中洞形成后，由下至上施做底板、底梁，然后施工立柱，后浇筑顶梁、顶板。侧洞采用台阶法由上至下开挖而成。施工过程中在拱部打设钢管棚，管棚间插小导管，并注浆以保证拱部稳定。
二、大跨度暗挖地铁车站施工技术方法的内容
（一）车站施工方案
地铁车站采用暗挖法施工，由于隧道跨度大、结构断面复杂、覆土浅、地层自稳能力差及处于地下水与承压水地层内，因此保证车站开挖支护过程中的结构稳定、控制降水达到污水施工、最大限度控制变形、保护临近建筑的安全等要求。
（二）主要施工工艺及施工方法
本站设计为单拱单柱，开挖跨度22.6m，高度16.3m，首先利用车站两端结合部作为工作室，采用水平定向钻机施作长146m、114mm的超长管棚作为超前支护，然后采用中洞法施工，即：先将大断面纵向分成左、中、右3个洞室，每个洞室的跨度均为7.5m，再将3个洞室横向从上至下分成4个小洞，每个小洞的高度约4m，共12块（12个小洞）进行施工;开挖在拱部114@5@30cm长146m的管棚支护下进行;先从上至下开挖中洞内4个小洞至作业口划分里程，然后在中洞内分段分层拆除临时横隔壁，施作底梁、中梁、顶梁及钢管砼中柱;再对称开挖左、右两个侧洞至设计标高和作业口划分里程，在侧洞内分段分层拆除临时钢支撑，施作仰供及侧边墙、中板、两侧拱部二衬;最后施作站台层及附属结构。施工步序如图1所示。
（三）施工方法及技术措施
（1）Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ区小洞施工。在拱部超前长管棚的支护下，按0.5m步长环形开挖Ⅰ区土体，安设拱顶格栅钢架，安装纵向连接筋和钢筋网，喷射C20砼，安装I25a钢架隔壁，喷砼封闭开挖面，安装临时仰拱钢架（连接筋、钢筋网），喷C20砼，确保Ⅰ区开挖后形成封闭成环结构。再往下施做Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区小导洞。如图1（a）所示。
（2）中洞内部分主体结构施工。当Ⅰ～Ⅳ区土体开挖至南北划分长度84.0m后，作底梁及部分仰拱，然后分段拆除Ⅱ、Ⅲ区影响钢管柱安设的部分临时支撑，作下层砼钢管柱;最后分段拆除Ⅰ区影响钢管柱安设的部分临时支撑，作上层砼钢管中柱和顶梁及部分拱顶。如图1（b）所示。
（3）对称施工两侧Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区小洞。在拱部超前长管棚的支护下，先恢复中洞内水平钢支撑，对称开挖Ⅴ区土体;及时施作拱部初期支护并与Ⅰ区初期支护连接，安设I25a型钢钢架，使之与Ⅰ区中隔壁牢固连接，喷射C20砼，形成临时仰拱，确保Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ区小洞形成环向封闭结构。并逐步拆除临时支撑做二衬。如图1（c）所示。
（4）站台层及附属结构施工。在成形的主洞内施作站台层及附属结构。如图1（d）所示。
（四）顶梁及部分拱顶钢筋砼施工方法及技术措施
车站主体结构由于采用了中洞法施工，顶梁及部分拱顶在中洞开挖结束、作了底梁和钢管柱砼后，即进行施作。因顶梁和拱顶是一个整体，不能分割，因此，必须横向整体、纵向分段浇筑，分段浇筑的长度为第一环8m，以后每环6.8m;其横断面和纵断面的形状和尺寸如图2所示（长度为第一环长度）;浇筑的结构为C30抗渗钢筋砼。 三、导致大跨度浅埋暗挖地铁隧道工程地面下降的影响因素
（一）地层土体特征
隧道开挖后土体本身力学特征与上覆土层形成自然拱的最小土层厚度密切相关。隧道在开挖后对支护结构影响很大，同时对地表和地层的变形也产生很大的影响。同样，土体特征改变后也会对地表的沉降量产生影响，其特征也随之产生变化。因为地铁浅埋的隧道多处于第四纪松软地层中（本次工程的地铁隧道就处于第四纪松软地层中），因此对各种土质的土层物理力学的性质必须了解。
（二）地下水
一般来说，进行的许多地下工程大多在很深的地下水下进行，随着隧道等饿开挖，地下水会越来越多，形成很多渗水的通道，这样就会使地表持续的饿失水，造成地表形成超大范围的沉降，从而造成地面的不稳定。因此就需要加大围岩的压力，保持围岩的结构，这是比较容易实现的。
（三）地层应力释放
通过对底层的收敛约束的特点我们可以知道，在地层发生位移的变动，其隧道结构上的荷载被上覆地层施加的荷载变小。因此，最好的在地层被允许产生位移比较稳定的条件下，结构在支护的作用下所受的力最大。相对于地下工程来说，特别是地铁大跨度暗挖工程中，为了确保地表不产生变形，因此就要运用及时支护和地层地层预加固技术以及快速封闭成环等技术措施。
四、施工期间的工程监测
通常，在施工期间为了保证结构自身及周围环境的施工安全，日常数据处理和量测以及信息反馈工作都是由监控量测组负责，通过监控量测进行信息化施工达到以下目的：
（1）验证支护结构的设计效果，监视变形情况和围岩应力，确保地表建筑、支护结构稳定以及地下管线的安全。
（2）提供判断初期支护基本稳定和围岩的依据。
（3）通过监控量测，了解施工手段和施工方法的合理性和科学性，对施工方法以便能及时调整，确保施工的安全。
（4）通过分析量测的数据，围岩稳定性的变化规律进行掌握，支护结构设计参数确认或修改。
量测信息处理与反馈：对监测数据及时整理，绘制位移根据沉降曲线的分布状况以及空间或时间的变化曲线图，最终位移值就可以预测可能出，进行结构安全性的判断，从而指导施工决策。
五、结语
近年来，随着我国经济的发展，特别是随着改革开放的不断深入，我国的基础设施建设特别是地铁交通线的建设取得了巨大的进步和发展，由于我国很多城市地势比较复杂，因此就需要采用浅埋暗挖法的施工技术进行，只有这样才能保证大跨度的地铁建设的质量。
参考文献：
[1]曾宗强.地铁大跨度浅埋暗挖隧道施工力学及安全性分析[D].西南交通大学，2009.
[2]姚明会.浅埋暗挖大跨度地铁隧道地表沉降分析[D].同济大学，2007.
[3]贺长俊，蒋中庸，刘昌用，邹彪.浅埋暗挖法隧道施工技术的发展[J].市政技术，2009，03：274-279.