有关地铁施工中隧道施工技术分析

吕 飞

中铁一局集团第二工程有限公司，辽宁沈阳 063004

1 双连拱方案的分析

连拱隧道段通常具有比较复杂的结构，由于地铁隧道断面会根据情况出现变化，会提高地铁隧道的工作难度，并延长工作周期。因此选择科学、合理的施工方案可以有效的提高施工效率，并且保证施工质量。在制定施工方案时，需要考虑一下几点：

1）地铁隧道的施工安全；

2）地铁隧道的结构安全;

3）在保证质量的前提下降低施工难度;

4）在保证质量的前提下缩短施工周期;

5）提高经济效益。

本文主要介绍单一式中墙施工方案和分离式中墙施工方案。

1.1 单一式中墙施工方案

单一式中墙施工方案的具体施工方法如下：

1）首先从右线双连拱小洞隧道开始施工，并且向折返线侧搭建临时施工通道、双连拱和三连拱中墙，然后及时支撑中墙，并且在执行操作时避免偏压；

2）完成中墙衬砌的相关工程后，根据“先小后大、封闭成环”的施工顺序和原则，采用台阶法对右线进行施工时，采用CRD工法对大跨度的折返线隧道进行施工；

3）当工程进行到折返线侧时，首先完成三连拱和双连拱中墙的施工，然后再进行右线掘进；

这种方法在地铁隧道施工中应用比较普遍，但是该方法在应用中存在工作复杂、工期较长、施工成本高等缺点。

1.2 分离式中墙施工方案

分离式中墙施工方案的具体施工方法如下：

1）该方案使用两个单洞，并且采用分离式中墙，在施工时首先修建右线单线隧道；

2）在进行三连拱隧道施工时，首先进行单线施工，然后进行中墙衬砌；

3）按照CRD工法对大断面的右线双连拱隧道进行修建；

4）进行折返线的施工时，工序与右线相反。

分离式中墙施工方案与单一式中墙施工方案相比，工序简单、施工难度低、工期较短、有利于防水、建造正本低等优点，并且对核心岩体进行了保留。

2 三连拱段施工方案

进行右线施工时，首先根据工程要求修建三连拱隧道，全环设置格栅，格栅间距为0.6m/榀。使用混凝土进行全环喷射，对中墙拱顶进行加强，进行中墙施工时，在格栅接头的位置需要破除一个纵向加强梁。使用静态爆破或微差弱爆破的方法进行中墙开挖，完成中墙开挖施工后立即对中墙进行二次衬砌。在完成中墙施工后，需要采取支护措施，并且回填中墙空隙。在完成一侧的施工后，再开始修建对另一侧中墙，完成了两侧中墙的修建后，对两侧单洞隧道进行二次衬砌。最后修建三连拱隧道。

3 地铁隧道施工关键技术

在对连拱隧道段进行施工时，需要保证施工人员严格遵守工作纪律和施工要求，提供良好的施工条件，而且在施工中需要提供强大的技术支持。

3.1 对拉锚杆和加强锚杆

由于施工方案中没有使用单一式中墙，中墙开挖后厚度为0.8m，因此需要设置加强锚杆以及对拉锚杆。其中对拉锚杆要求的规格为采直径22的钢筋药卷锚杆，长度变化范围在0.8m～2.0m之间，采用0.6m×0.5m的间距进行施工。加强锚杆的规格要求为直径25，长度3.0m的中空注浆锚杆，使用0.6m×0.8m的间距设置在中墙的边墙处和两侧仰拱处。

3.2 中墙夹岩柱体注浆加固

中墙岩体最薄的地方，厚度可能仅有0.15m。而且施工过程中的开挖、爆破等操作会导致围岩松动，将对其承载能力产生不良的影响。所以，需要在中墙的仰拱出、墙以及拱顶处分别注浆，以提高承载能力。注浆时，预先埋设直径42的钢管，使用1:1的水泥和参数为30Be～45Be的水玻璃组成双液浆进行注浆，注浆的压力范围为0.2MPa～1.0MPa。在工程的两次的开挖施工时，都需要对中墙注浆，并且在完成最后开挖施工后，需要对中墙夹层注浆，并达到饱和。

3.3 微差微震爆破技术

地铁隧道使用钻爆法进行“0”间距开挖施工。由于地铁隧道很可能穿过建筑物密集的地区，因此在进行预留光面层爆破时，需要保证产生的振动在规定的范围之内，所以需要使用微差微震爆破技术。如果地层的围岩等级为Ⅲ级或Ⅳ级时，在爆破时需要注意以下几点：

1）使用速乳化低震炸药进行爆破；

2）每循环进尺控制在0.6m～0.8m范围内，炮眼之间保证0.4m的间距，合理规定药量，并且保证光面层爆破的质量；

3）起爆网络采用不对称系统，使用非电毫秒雷管进行多段位起爆；

4）中墙处的开挖施工使用两次施工的方法，首先在光面层预留1m，在距离中墙较远侧布置掏槽眼，在预留光面层上布置适量的空眼，合理控制药量，然后在该光面层进行二次爆破。施工时避免超挖，使用人工风镐对欠挖处进行处理。

这样，可以在二次爆破时，有效的减小了爆破产生的振动，达到保护中墙的目的，有利于使用“0”距离的方法开挖连拱隧道。

3.4 辅助剪刀撑加强支护

使用ANSYS有限元软件进行模拟分析，在修建小断面隧道时，为了是施工安全得到保障，需要使用辅助支撑的方法加固小断面隧道，避免爆破时的振动和冲击导致偏压，或者在开挖岩层时，避免释放负荷造成的偏压。

选择I20型钢作为支撑材料。在两端格栅处放置预埋钢板，在施工时，将I20型钢焊接在预留钢板上。然后选择高强螺栓进行进一步加固。在布置支撑时，支撑的间距规定为0.6m，这样可以保证所有格栅都有支撑，支撑需要布置到双连拱隧道两端各1.2m处，而且支撑的布置工作需要在大断面隧道开发前完成。在布置支撑时，需要根据施工条件和工程设备大小选择最好的布置方法。大量的地铁隧道施工经验证明，在进行隧道施工时，布置支撑可以有效的保证施工安全和工程质量。

3.5 信息化施工

为了使隧道的施工安全和结构安全得到保证，需要实时掌握隧道的施工情况，对施工地层的地质特征和具体情况进行分析，制定科学合理的施工方式。通过实际测量显示，该方法在进行小断面隧道施工时，最大沉降的测量结果是14.6mm；进行大断面隧道施工时，最大沉降的测量结果是17.2mm，结构收敛最大值的测量结果是7.6mm，施工时地面最大沉降的测量结果为10mm，开挖三连拱中洞的拱顶时，最大沉降的测量结果为22.8mm。

4 结论

本文通过对地铁隧道施工技术进行分析，详细说明了各种施工方案的优点和缺点、施工工序，本文使用两次爆破的方式，有效的缩短了施工工期，降低了施工成本，提高了工程质量和施工安全，并且对中墙的保护和加固方案和爆破技术进行了阐述，希望对地铁建设的隧道施工提供参考。

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[2]汪俊明.软弱围岩地段双连拱隧道施工技术[J].西部探矿工程，2003，6.

[3]GB50299-1999 地下铁道工程施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社，1999.