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刍议暗挖地铁施工过程的质量控制对策

【摘要】随着经济社会的迅速发展，城市化进程不断加快，为解决城市日严峻的交通问题，地铁工程运应而生，估计到21世纪中期我国将迎来地铁时代。同时，由于城市地铁工程施工地址条件复杂、环境多变，怎样确保暗挖地铁施工过程的质量已经成为了地铁工程建设中重点思考的问题，本文以乌鲁木齐地铁1号线建设为例，对暗挖地铁施工质量控制对策提出了自己的几点拙见，从而确保地铁施工安全，获得较好的经济效益和社会效益。
【关键词】暗挖地铁；质量控制；对策
暗挖地铁施工进程的迅速推进，能够有效缩短工程建设工期，降低对周围环境的影响，具有显著的经济效益和社会效益；同时，这一施工技术广泛应用于其他隧道工程建设中（例如：水工隧洞中不良地质洞段的施工）[1]。随着我国经济的迅速发展，各大城市纷纷规划建设地铁，地铁建设拥有广阔的市场，施工企业掌握了暗挖技术，并在地铁施工过程中加强质量控制，便能够在地铁市场游刃有余。
一、工程概述
乌鲁木齐地铁1号线自三屯碑至机场，线路长约26.5公里，设站21座，建设工期为5年。乌鲁木齐地铁1号线是南北向骨干线路，沟通老城区、新市区和主要对外交通枢纽，乌鲁木齐市将把乌鲁木齐地铁1号线作为重点建设项目。其中，铁路局站～体育中心站区间采用暗挖法施工，区间左右线线间距15.2m，线路总长约1014.714m，隧道覆土厚度约6.6m～15.3m。区间共设置2座施工竖井及横通道，横通道均与区间联络通道结合设置，竖井采用倒挂井壁法施工。
二、暗挖地铁施工过程的质量控制对策
（一）根据地质情况选择开挖方法
地铁区间暗挖隧道由于断面较窄，普遍使用台阶法进行操作。开挖台阶法上端面使用预留核心土环形开挖方法[2]。对于开挖面而言，预留核心土具有支撑开挖面的作用，提高开挖面的牢固性，避免开挖面暴露过多的面积，从而加大塌陷的风险。在上下台阶留置长度确定时，需要充分考虑机械作业和地质具体情况等方面。围岩比较牢固或采取全断面注浆建及降水对策后改善了围岩的牢固性，这时便需要缩短台阶长度，有助于及时封闭初期支护。如果土质条件差，台阶留置时间短，由于地下水软化的作用，在开挖过程中极易初夏下台阶失稳而造成预留核心土和上开瓦面一起失稳的现象，加大隧道开挖的安全风险。所以，台阶长度尽量保持在1—1.5倍洞泾间。上台阶预留核心土环形开挖。
（二）适时抽排地下水
地下水是地下建设工程常见的危害之一，抽排地下水能够提高开挖面周围土层的强度和稳定性。但是如果地层砂层，过度排除地下水便会导致土层固结在一起，出现大范围地表沉降的现象。所以，根据实际地质条件，在保证开挖面稳固的前提下，必须适度抽排地下水。
（三）采取措施控制地表沉降
软弱地层隧道，围岩受到地下水的影响极易崩解，失去稳定性，无条件使用降水井降水时，能够采用洞内全断面超前注浆加固的方法。采用双液浆进行注浆，先对周边孔进行注浆，再注中间孔，挤密土体，增强土体的稳固性，避免开挖造成的地面沉降。加大对隧道初期支护施工质量的控制，参照新奥法要求进行锚喷支护、光面爆破、监控量测等方面工作。为了降低隧道开挖对围岩的影响，坚持软爆破、短进尺的原则进行施工。针对软硬不均的围岩，特别是下部微风化且岩层较硬，上部全风化或土层地段应该先对上部全风化岩层或土层进行预注浆加固再进行开挖，保证开挖面的稳固性。台阶法施工，在初期支护还没有封闭前，按照监测到的数据，如果拱顶沉降速及初支收敛率波动较大，出现了一种明显发展趋势，则需要在上端面处置架设型钢临时仰拱，增强结构受力来预防沉降。暗挖隧道初期支护施工过程中，需要注意初支与开挖面使用喷射混凝土填充密实，如果存在空洞或空隙，土体发生了变形，将会造成土表沉降。针对初期支护背后出现空洞或空隙，需要在初期支护封闭后，迅速灌浆回填初期支护背后，以避免沉降。
（四）初支侵限换拱施工流程
首先，根据监控量测数据明确初期支护侵限范围。同时结合施工实际情况，制定《换拱施工方案》，通过专业初审修订，根据规定上报建设单位、监理单位审批后才能实施。换拱总体流程为，开挖前注浆加固处理侵限段及周边土体，采用人工方式破除初支及开挖土体，每个循环根据一榀钢架的间距开展施工，只有结束了一循环段初期支护结束后，才能进入下一段钢架拆除、置换、初支，直到换拱完成。具体施工流程如下图所示：
（五）二衬与防水板脱空
二次衬砌混凝土浇筑过程中并未注满拱部，同初期支护间出现脱空便是二衬混凝土脱空的原因；防水板挂设时没有同初期支护紧密贴合，在浇筑混凝土时防水板局部受力形成二衬与防水板及初支之间的脱空是拱腰部分二衬混凝土脱空原因。如二衬脱空面积较大，普遍使用压力注浆处理方法，便是经过隧道拱顶预留注浆孔注浆，注浆使用从下坡方向到上坡法向上坡方向注浆的方法，注浆压力需要控制在0.5MPa左右。严格按照设计规定控制注浆压力，否则将会破坏隧道已经施作的结构。考虑到新旧混凝土集合紧密施工难以施IN位，如果脱空部分处于隧道拱顶，最好不要使用局部凿除二衬混凝土重新浇筑的方法。二衬背后脱空处理需要制定专项处理方案，根据要求上报监理单位审核后才能采纳。
（六）两平行隧道同向开挖增大开挖面的距离
地铁区间隧道左右线净距离小于1倍洞径，如果地表容易沉降需要考虑到两边隧道开挖时互相干扰的影响[3]。两平行隧道同方向开挖增加两开挖面的距离能够有效预防地表沉降。所以，两平行隧道同方向开挖时需要确保开挖面前后距离达到25m上才能降低相互之间的影响。
（七）加快施工速度
加快初期支护的施工进度，便是缩短开挖后围岩暴露的时间，降低软弱土掉块、坍塌的风险。迅速形成支护能够有效控制地层由于开挖引起的应力释放，控制围岩变形，从而实现预防沉降的目的。
为了提高暗挖地铁施工质量，除了以上质量控制对策外，施工组织人员、指挥人员和操作人员的质量意识尤为重要。因此，组织开展职业道德教育、劳动纪律教育、政治思想教育、专业技能培训活动，并进一步完善岗位责任制，同时按照地铁施工工程特征，完善质量管理制度。只有严格控制地铁施工的各个环节，才能确保城市地铁工程建设的质量与安全。
参考文献：
[1]齐震明，李鹏飞.地铁区间浅埋暗挖隧道地表沉降的控制标准[J].北京交通大学学报，2010，06（15）：411—415.
[2]陈明辉，翁敦理.地铁暗挖隧道二次衬砌施工质量控制浅析[J].现代隧道技术，2012，04（15）：1201—1204.
[3]赵志刚，董延昭，高东生，田伟光.地铁暗挖隧道二衬拱墙混凝土施工质量的控制[J].江西建材，2014，06（30）：64—66.

-全文完-