劉建樓　魏代偉

摘 要：地鐵區(qū)間隧道施工工法主要有盾構(gòu)法、礦山法及明挖法等，根據(jù)地鐵區(qū)間所處地層條件選擇合適的施工工法對節(jié)省造價、縮短工期具有顯著影響。廈門地鐵3號線華榮路站～火炬園站區(qū)間所處地層涵蓋有全斷面軟土地層、上軟下硬地層以及全斷面硬巖地層，地層條件非常復(fù)雜，且由于外部條件的變化，導(dǎo)致區(qū)間施工工法幾經(jīng)變更，使用的工法包括盾構(gòu)法、礦山法、盾構(gòu)空推法。該工程對以后類似工程的設(shè)計具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：地鐵區(qū)間 施工工法 礦山法 盾構(gòu)法 盾構(gòu)空推

中圖分類號：U455.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（c）-0085-05

隨著城市規(guī)模的不斷擴大與城市人口密度的增大，人們對便捷交通出行的需求日益強烈，作為大運力、不堵車的城市軌道交通扮演著越來越重的角色。目前國內(nèi)已有40多個城市獲批建設(shè)地鐵，一條地鐵主要組成部分有車站、行車區(qū)間、附屬風(fēng)亭、車站出入口、車輛段等，作為地鐵重要組成部分的地鐵區(qū)間，其修建的主要施工方法有盾構(gòu)法、礦山法以及明挖法，其中盾構(gòu)法和礦山法統(tǒng)稱為暗挖法。暗挖法施工以占用地面施工場地小，對周邊建筑及交通影響小等特點被城市地鐵修建廣泛采用。

盾構(gòu)法施工作業(yè)安全，環(huán)境條件好，機械化程度高，進度快；其次，盾構(gòu)隧道襯砌采用預(yù)制管片，現(xiàn)場拼裝，防水效果好、質(zhì)量可靠；另外，盾構(gòu)施工無需采用其他輔助措施，能適應(yīng)松散軟弱地層或其它含水土層，地面沉降小，可以有效地保護周圍建筑物和地下管線，隨著地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展和普及，其工程造價也逐步降低，具有較大的優(yōu)勢。但盾構(gòu)法對線路適應(yīng)性差，一般只能用于標(biāo)準(zhǔn)斷面，施工工期與車站相互影響，需要較大的場地用于盾構(gòu)機的始發(fā)和接收[1，2]。

礦山法施工工藝簡單、靈活。它是采用信息化設(shè)計和施工，可以根據(jù)施工監(jiān)測的信息反饋來驗證或修改設(shè)計和施工工藝，以達到安全與經(jīng)濟的目的；施工場地靈活，需要的施工場地較小，與兩端車站基本沒有施工工期干擾；對地面交通、管線等干擾較少，對周邊環(huán)境影響較?。粡U棄土石方量少；線路適應(yīng)性強，對不同的地質(zhì)情況及周邊環(huán)境采用不同的工程措施及施工方法，針對性強；對軟硬不均地層，可以采用不同的開挖方式進行處理，處理方便容易。礦山法施工具有地面沉降較大，施工風(fēng)險大，施工環(huán)境差，工程造價高等缺點[4]。

明挖法施工工藝成熟，方法技術(shù)簡單、可靠，施工風(fēng)險小，容易控制；工程進度快，根據(jù)需要可以分段同時作業(yè)；淺埋時造價及運營費用低；對地質(zhì)條件要求不高；防水處理容易。但施工對城市地面交通和居民的正常生活有一定影響，在施工期間對周邊環(huán)境有一定的破壞；在明挖影響范圍的地下管線需拆遷；需較大的施工場地。一般適用于場地較開闊或空曠地帶，地面建筑物及地下管線較少，地面交通量小，有條件進行交通疏解，或結(jié)合市政工程的建設(shè)需進行明挖施工的地帶。

地鐵區(qū)間施工工法的選擇對于縮短工期，降低造價具有顯著影響，本文以廈門軌道交通3號線為例，對地鐵區(qū)間施工工法的選擇進行介紹。

1 工程概況

廈門地鐵3號線華榮路站～火炬園站區(qū)間位于廈門島內(nèi)，區(qū)間大部分沿湖里大道敷設(shè)，下穿馬垅社自建民房后接入火炬園站，區(qū)間長度約760m，區(qū)間周邊現(xiàn)狀主要為大型企業(yè)、密集民宅、工業(yè)廠房、商務(wù)大廈以及辦公樓等。湖里大道現(xiàn)狀為雙向六車道，交通量較大，地下管線密集，主要有雨水管道、污水管道、給水管道、電力管道等，見圖1。

華榮路站～火炬園園站區(qū)間穿越主要地層為微風(fēng)化花崗巖、散體狀強風(fēng)化花崗巖、碎裂狀強風(fēng)化花崗巖、殘積砂質(zhì)粘性土。該區(qū)間存在全斷面土層、基巖突起段、上軟下硬段、全段面硬巖段，地質(zhì)條件非常復(fù)雜，見圖2。

2 華榮路站～火炬園站區(qū)間初步設(shè)計方案

地鐵的施工場地往往位于城市繁忙區(qū)域，地鐵區(qū)間施工工法的選擇不僅要考慮地鐵區(qū)間施工安全、施工質(zhì)量，同時也要考慮地鐵施工對周邊交通、管線、建構(gòu)筑等環(huán)境的影響，如果不能滿足對周邊交通疏解、管線遷改等的需求，地鐵施工將難以實施且對周邊市民的日常出行帶來嚴重影響。

華榮路站～火炬園站區(qū)間線路沿湖里大道敷設(shè)，地下管線密集，湖里大道交通流量大，對交通疏解有較高要求，不宜采用明挖法施工；區(qū)間大里程端穿越微風(fēng)化花崗巖地層，長度約320m，且地面不具備做盾構(gòu)井的條件，區(qū)間小里程端越地層主要為全風(fēng)化、強風(fēng)化、中風(fēng)化花崗巖，經(jīng)綜合比選，本區(qū)間采用礦山法施工。

由于小里程端存在全斷面土層段、上軟下硬段，該段進行礦山法施工時需要采取全面斷面帷幕注漿、半斷面帷幕注漿等施工輔助措施，該帷幕注漿施工周期較長，為滿足該區(qū)間洞通時間節(jié)點要求，在區(qū)間中部設(shè)置施工豎井及橫通道一處，該橫通道后期可做永久聯(lián)絡(luò)通道。該區(qū)間設(shè)計施工開始時間為2016年9月，洞通時間節(jié)點為2019年6月，按照礦山法施工進度指標(biāo)1.0m/工作面·天（土層）、2.0m/工作面.天（巖層），施工豎井和通道施工工期按10個月考慮，該區(qū)間施工工期完全滿足洞通時間節(jié)點要求，見圖3。

因此在滿足施工工期以及地面交通要求的前提下，該區(qū)間擬采用礦山法施工。

3 華榮路站～火炬園站區(qū)間施工圖設(shè)計方案

由于華榮路站站位調(diào)整，區(qū)間長度增加109m，且考慮到廈門地鐵1號線全面帷幕注漿的施工經(jīng)驗以及根據(jù)業(yè)主會議紀要，區(qū)間華榮路站至豎井位置施工工法調(diào)整為盾構(gòu)法，減少帷幕注漿范圍以保障工期及施工安全。豎井至火炬園站段區(qū)間施工工法調(diào)整為礦山法，施做礦山法二襯，盾構(gòu)機不拼裝管片，空推至火炬園站后吊出。

由于區(qū)間是沿湖里大道敷設(shè)，受制于交通疏解的限制，區(qū)間上方設(shè)置盾構(gòu)吊出井非常困難，因此需要將該盾構(gòu)機空推至火炬園站后吊出。盾構(gòu)機空推有兩種方式：拼管片空推與不拼管片空推，長距離拼管片空推容易產(chǎn)生管片錯臺、密封條擠壓不密實等問題，造成后期隧道漏水；施做二襯后再進行空推，施工工期較長。該礦山段存在平面曲線及豎向曲線，且空推長度為370m，如果拼裝管片則存在后期隧道滲漏水嚴重的問題，因此該段礦山法施工采用施工完二次襯砌后，盾構(gòu)機空推至火炬園站吊出，見圖4。

華榮路站至豎井及橫通道段調(diào)整為盾構(gòu)法后，該段區(qū)間存在基巖凸起需要進行爆破預(yù)處理，該工法調(diào)整增加概算造價約2730萬元；由于區(qū)間長度的增加，區(qū)間概算造價增加約1738萬元；區(qū)間工法及長度調(diào)整后，共增加概算造價約4468萬元。

4 華榮路站～火炬園站區(qū)間施工圖變更設(shè)計方案

4.1 施工豎井及橫通道位置調(diào)整

施工單位進場后，豎井位置用地未能協(xié)調(diào)征用。通過對周邊的排查及協(xié)商，位于原豎井西側(cè)的同吉大廈同意征用其前面的停車場作為交通疏解用地，豎井及橫通道由此調(diào)整至同吉大廈南側(cè)，豎井位于區(qū)間右線正上方。盾構(gòu)區(qū)間縮短50m，礦山法區(qū)間增加50m，橫通道長度由34.7m調(diào)整為13m，見圖5。

4.2 區(qū)間斷面變更調(diào)整

豎井調(diào)整至區(qū)間右線正上方后，右線盾構(gòu)機就存在由豎井吊出的可能，進而需要分析豎井處吊出方案技術(shù)可行、可靠，經(jīng)濟合理。盾構(gòu)機在橫通道內(nèi)拆解并平移存在盾構(gòu)機刀盤傾倒等風(fēng)險隱患，因此左線盾構(gòu)機按原設(shè)計方案進行空推，右線盾構(gòu)機由豎井位置進行拆解并吊出。

為了對盾構(gòu)機進行拆解，需要右線開挖擴大斷面12m，以便先將盾構(gòu)機推進至該位置，進行盾尾及螺旋出土器的拆解及吊出，之后右線斷面調(diào)整為常規(guī)單洞單線礦山法斷面。第一步：盾構(gòu)機出洞后，螺旋機拆除，采用吊車拆除；第二步：螺旋機拆除后，盾體前移，將盾體及拼裝機推至暗挖擴大段內(nèi)，起吊盾尾；第三步：拼裝機上井；第四步：盾體后移，中盾上井吊裝；第五步：刀盤、前盾上井，盾構(gòu)臺車回拉至華榮路站吊裝上井。

為滿足盾構(gòu)機吊出要求，豎井尺寸由原來5m×7m調(diào)整為9m×11m，右線保留12m長礦山法擴大斷面段，右線剩余區(qū)段調(diào)整為常規(guī)單洞單線斷面。豎井及橫通道位置調(diào)制以及區(qū)間隧道斷面調(diào)整工計將減少概算造價約1000萬元，見圖6。

4.3 區(qū)間左線盾構(gòu)空推變更設(shè)計

華榮路站～火炬園站區(qū)間施工至2018年10月時，受外部條件等影響，工期滯后，為了加快施工進度，施工單位提出對該區(qū)間左線施工工法進行變更設(shè)計，在全斷面硬巖地層將原設(shè)計的不拼管片的盾構(gòu)空推變更為拼裝管片的盾構(gòu)空推，并增加兩處臨時施工橫通道。該項變更調(diào)整將節(jié)省3月左右的工期，且減少造價約180萬元。

為了防止盾構(gòu)空推拼裝管片造成后期隧道漏水，在施工過程中采取以下措施防止盾構(gòu)管錯臺及拼裝壓不緊等問題[5～10]。

（1）盾構(gòu)機周圍豆礫石填充至少達到時鐘10點、2點位置以上，盾構(gòu)機前方堆放豆礫石長度不得小于6m。豆礫石等對盾構(gòu)機管片拼裝的擠壓力不得小于265t，以保證止水條能夠壓緊。

（2）嚴格控制同步注漿漿液數(shù)量，同步注漿每環(huán)不少于3.5m3，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)實時調(diào)整。

（3）在二次注漿填實管片與初期支護孔隙之前，必須定期檢查水位，水位過高時，利用吊裝孔作為排水孔，盾構(gòu)機離開管片50～100m后可排水，防止水位過高導(dǎo)致管片上浮。

（4）管片螺栓需要進行三次復(fù)緊，第一次在管片拼裝時；第二次在管片拼裝完成開始推進，推力達到250t后進行，第三次在管片出盾尾后進行，拼裝后管片縫隙采用鋼尺進行檢測，再次確定縫寬滿足要求，保證止水條的壓縮效果。

（5）每隔兩環(huán)在管片上下左右4個角的位置開吊裝孔向隧道初支面打設(shè)鋼釘，鋼釘打設(shè)采用YT-28風(fēng)鉆，40鉆頭，鋼釘采用風(fēng)鉆鉆桿制作，制作長度統(tǒng)一0.8m，頭部壓尖，鋼釘進入初支面10cm，鋼釘與吊裝孔之間的間隙采用速干水泥填充。鋼釘在管片出盾尾后立即打設(shè)。

5 體會與結(jié)論

地鐵設(shè)計的一個顯著特點就是邊界條件影響明顯，每次邊界條件的變化或施工要求的化都將對設(shè)計方案產(chǎn)生影響。華榮路站～火炬園站區(qū)間由于地質(zhì)條件多變、交通繁忙、征地困難等原因，使得該區(qū)間施工工法經(jīng)過了多次變更設(shè)計，每次設(shè)計變更均是由于外部邊界條件的變化而進行最優(yōu)化設(shè)計，以滿足施工工期等要求。通過該區(qū)間的設(shè)計過程，可以得到以下結(jié)論。

（1）廈門軌道交通3號線華榮路站～火炬園站區(qū)間所處地層復(fù)雜，存在全段面土層、上軟下硬地層以及全斷面硬巖地層，施工工法選擇較為困難，該區(qū)間施工工法的選擇對以后類似地層的地鐵隧道施工具有一定的借鑒意義。

（2）該區(qū)間在豎井處進行盾構(gòu)機拆解吊出，盾構(gòu)機拆解吊出對豎井及擴大斷面的礦山法隧道的要求對以后類似豎井處盾構(gòu)機吊出具有參考意義。

（3）根據(jù)目前已經(jīng)施工的盾構(gòu)空推案例，總結(jié)了防止管片錯臺漏水的施工措施，對類似工程的施工具有指導(dǎo)意義。

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