地铁暗挖隧道施工安全措施

浅谈地铁暗挖隧道施工控制要点　

◆付夏英杰　

（中铁三局集团第四有限公司北京１００１２３）　

【摘要】本文就城市暗挖隧道施工为例，分析了地铁暗挖隧道特点，　

质量和安全风险的来源，同时针对这些风险提出了施工控制措施，　

从源头上保证地铁暗挖隧道工程的质量和安全性。　【关键词】地铁暗挖隧道质量安全　

一、引言　

２０１３年末，中国累计有１９个城市建成投运城轨线路８７条，　

运营里程２５３９公里。２０１３年实际新增２个运营城市、１６条运营线　

路、３９５公里运营里程。预计２０１４年一２Ｏ１５年将有４Ｏ个城市新开　

工轨道交通线路，规模达６０余条段、１３００公里。城市轨道交通的　

快速发展，城市土地承载力不断增加，地铁暗挖隧道的工程质量严　

重关系到了城市轨道交通的运行效率和安全。归纳总结地铁暗挖　

隧道的施工控制要点，为我国未来城市轨道交通发展提供理论支　

撑。　

二、地铁暗挖隧道施工难点　

（一）施工进度与工期　

暗挖隧道工程属于轨道交通主体工程，暗挖隧道由于底线情　

况多变，可变因素较多，施工进度与工期是需要首要控制的。同时，　

由于地下空间狭小，开展多平面同时作业难度大。隧道布置结构复　

杂，各断面见的距离较近，交叉作业频率大，存在的安全风险也大。　

因此，要充分关注关键施工过程中的施工手法，保障工程的质量和　安全性。　

（二）对地铁暗挖附近结构物的保护　

不同城市的地下情况不同，例如，重庆与杭州的城市地下情况　

差别较大，重庆地下岩层强度高，而杭州多为滩涂地下结构，岩层　

承载能力有限，一旦挖空深度不合理，会导致地质沉降。因此，在施　

工过程中，对于地下情况的预判，特别是岩层承载能力的评估十分　

重要。另外，在隧道挖掘过程中通常会碰到城市地下管网等，对周　

外建构筑物和地下管线的保护等，需要制定详细的规程，防止暴力　

施工，导致漏水、漏气等危机情况发生。　

（三）无水作业　

为了保证地铁暗挖隧道施工质量，无水作业处理十分关键。由　

于不同城市地下的地质状况和水文特性车别很大，甚至同一城市　

01浅埋暗挖简介及质量控制要点

浅埋地下工程基本概念

(1) 浅埋隧道定义

铁路隧道定义：对于单线或双线隧道洞顶埋深小于：VI级围岩35-40m、V级围岩18-25m、IV级围岩10-14m、III级围岩5-7m，为浅埋隧道。

城市地铁：覆跨比H/D在0.6-1.5时为浅埋，H/D小于0.6时为超浅埋。

(2) 浅埋隧道特点

最大的特点是埋深浅，施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显，对周边环境的影响较大。因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求，施工难度增加。

暗挖法：不挖开地面，采用从施工通道在地下开挖、支护、衬砌的方式修筑车站等地下的施工方法，包括台阶法，双侧壁导坑法、中洞法、侧洞法、CD法、CRD法、PBA法、一次扣拱暗挖逆作法等。

浅埋暗挖法是指：在城市软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程。

浅埋暗挖法以无水作业、改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅或其他钢结构和锚喷作为初期支护手段，按照“十八字 原则(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道的设计和施工，谓之城市地下工程浅埋暗挖技术。

无水作业是浅埋暗挖的前提条件，十次坍塌九次与地下水有关。因此，一般情况必须事前进行降水。同时探明地质构造内有无地下水囊，从而采取相应措施，防止水囊内积水流入洞内，危及施工安全 。

降水施工一要控制降水施工的风险，二是通过保证降水质量来降低地铁结构施工风险。

1)核实管线资料重点对井位和排水管线处进行精确核查，对不明管线找相关产权单位进行核实，做到没遗漏,没偏差。必要时物理探测井位处有无地下管线。

2)根据地层颗粒粗细程度,合理选用过滤网,并保证含水层段井管周围包裹严密；

3） 成井后要用空压机进行洗井，直至水清砂净；

4）正式抽水前，必须取水样送试验室化验含沙量，达到粗砂含量<1/5万；中砂含量<1/2万；细砂含量<1/1万标准后方可正式抽水。

5）在周边重大建筑物上布置沉降监测点，降水期间对其进行沉降观测。

地铁隧道小洞进大洞施工措施

1 工程概况

1.1 工程概述

深圳地铁7号线田太区间均为矿山法施工的暗挖区间隧道，其中左、右线长约645m。共设6种断面形式，3号竖井至田贝站依次是6-6～1-1断面。1-1、6-6断面为单洞单线小断面，2-2～5-5断面为单洞双线大断面。6-6断面两条单线隧道进入5-5断面单洞双线隧道段，即为“小洞进大洞”段。

1.2 施工环境

小洞进大洞段隧道上方主要有太宁路，主要建筑物为百仕达集团及明秀阁，百仕达集团为2层办公楼混凝土建筑，明秀阁为9层商品居住楼混凝土建筑。隧道结构范围内围岩主要为微风化混合岩，岩质较新鲜坚硬，较破碎，开挖后侧壁基本稳定，属于Ⅳ级围岩，采用爆破开挖，地下水类型主要为孔隙水和基岩裂隙水。

2 设计结构型式及支护参数

2.1小洞进大洞位置关系

2.2 主要设计参数

3 施工方案及施工顺序

3.1 总体施工方法

田太区间小洞进大洞主要施工方法为先行洞（右线）到达6-6和5-5断面分界点后继续向前、向上、向左线方向扩挖，左线到达分界点后也采用相同的扩挖方法施工，在5-5断面会合并完成上台阶初支；然后上台阶继续向前开挖，同时反向处理扩挖段并封闭上台阶。下台阶采用扩挖后反向处理欠挖，完成扩挖段。在小洞进大洞扩挖施工过程中，无法架立5-5断面格栅钢架的部位均采用锚喷临时支护。

3.2 各施工步序说明

1、小洞进大洞上台阶施工 （3）上台阶继续向前开挖，同时反向处理扩挖段的欠挖部分，并施作端头墙。

2、小洞进大洞下台阶施工方法

4 辅助措施及要求

4.1 扩挖段锚喷支护施工

在小洞进大洞的扩挖渐变过程中，无法架立6-6断面或5-5断面的格栅钢架，因而采用系统锚杆+钢筋网+喷射砼的支护形式作为临时支护，围岩较差或扩挖断面较大时，须先行进行初喷，再行施工喷锚临时支护。所有扩挖过程中需二次处理的部位都采用此临时支护方式。

4.2格栅钢架施工

小洞进大洞上台阶扩挖过程中，前5m范围只能架设起拱线以上一节拱架（编号P2-1），然后向前开挖的3m范围可架设P2-1和P1两节拱架。因此，扩挖时上台阶的格栅拱架都无法及时成环，只能通过系统锚杆和锁脚将拱架与围岩连接牢固。

浅埋暗挖隧道管幕施工控制措施

摘要：近年来，我国城市建设迅速，但在城市道路施工过程中，不可避免会遇到一些不利的工况，使得施工难度和风险加大，因此有必要对城市下穿隧道施工过程进行严格控制。目前在浅埋暗挖隧道中，常用到管幕施工技术进行超前支护，因此研究管幕施工工艺流程及控制措施，对保证施工安全有重要的意义。基于此，本文结合宣化滨河新城开发建设PPP项目(项目包二)皇城桥北路下穿隧道工程，重点对管幕施工工艺及施工控制措施进行探析，以期能为类似工程施工提供参考借鉴。

关键词：浅埋暗挖隧道；管幕施工；超前支护；施工控制

引言

管幕施工是一种独特的地下空间施工方法，其不属于开挖技术范畴，主要是预先将大直径的钢管在地下布设，以形成钢管幕，之后在这一钢管幕下进行隧道开挖，修建地下结构。管幕施工技术也是目前应用较为广泛的一种地下暗挖技术，适用于地质情况复杂、地面沉降要求高、超浅覆盖的地下结构建设中。2004年北京地铁5号线崇文门车站隧道是首个使用管幕暗挖法成功的地铁项目，自此之后也出现了大量管幕暗挖隧道成功的实例，这些成功的实例，极大地促进了隧道管幕暗挖法的应用和发展。但由于学术界中关于管幕暗挖隧道受力体系、支护系统等方面的研究未成体系，导致这一工程的实际应用中仍然是依靠工程经验，缺少明确的概念和思路。因此，对隧道管幕暗挖法进行深入研究非常有必要，且对工程实践具有重要意义。文章中依托既有的隧道管幕暗挖案例，并结合浅埋隧道的特点，对管幕暗挖法的原理进行总结，并对这一工法的施工要点进行讨论分析，希望能为浅埋暗挖隧道管幕施工提供参考借鉴。

1、管幕工法概述

1.1 工法原理 管幕暗挖法属于刚性支护体系，主要作用是最大限度地控制围岩变形，以保证地表构筑物的安全。不同于常规的管幕工法，其能有效利用钢管间的土体微拱效应，这也是这一工法的基本原理所在。在地摊隧道施工过程中，在穿过重要构筑物时，关键在于施工安全和沉降控制。而采用管幕暗挖法，可实现施工安全与沉降控制。具体体现在这两方面：一是能对掌子面围岩进行注浆加固，可减小隧道开挖前的变形；二是可及时形成刚性支护体系，该体系具有超强环、纵向刚度与强度，能够有效控制地表沉降，从而保证施工安全。