浅埋暗挖地铁车站施工中地面沉降控制技术

浅埋暗挖地铁车站施工中地面沉降控制技术
摘要：随着经济的高速发展和城镇化推进过程的加速，土地资源成为制约经济发展的一个因素，变得日益紧缺。

与此同时，人们的环保意识越来越高。

目前，许多城市面临交通拥挤、环境污染等一系列问题，其中交通拥挤问题最为突出，不断减缓了经济发展速度，而且给人们生活带来很大影响。

由于地铁工程位于地下，可以有效地节约土地资源，并保护环境。

改革开放以来，我国在市政交通、地下工程开发等领域取得了突飞猛进的成就，尤其是近十多年，随着科学技术水平的进步、现代化设计理念的注入及设备工艺的革新，在公路隧道、铁路隧道及城市地铁等工程的设计、施工和技术等方面取得了跨越式的发展，并产生了质的飞跃。

目前，对于发达国家的隧道和地下工程施工技术，我国大部分已在开发利用，并在实践中不断改进、革新。

由于不同工程在规模、类型、工艺设备、技术水平等方面存在差异，其开挖方法也不尽相同，主要分为明挖法、盖挖法、沉箱法、暗挖法。

浅埋暗挖法在地铁施工中多应用于地层柔软区，该区域围岩自身承载力降低，需防范地面沉降现象。

浅埋暗挖法施工中，应对工程项目实际情况进行分析，把握地质地形、气候水文等具体条件，科学应用施工技术与机械设备，规范、有序施工，并从施工进度和施工安全等方面保证地铁工程施工的质量。

关键词：地下交通；浅埋暗挖；地面沉降；控制措施
1浅埋暗挖法施工技术
在开展施工时，不仅需要保障相关人员对隧道施工现场环境展开有效分析，还应保证各类施工技术方法合理性，按照浅埋暗挖具体要求，及时调整施工方法，确保浅埋暗挖施工顺利开展。

浅埋暗挖施工技术主要内容有以下几方面：
1.1开挖方法
对工程项目实际情况进行全面分析，勘测围岩具体情况，保证施工工艺与施工方法的对应性与可行性。

必要条件下需要开展实验检测，确保施工方法得以顺利进行。

一般需要结合实际情况选择开挖方法，山岭隧道多应用正台阶法，城市隧道则多应用上台阶法，大断面城市隧道施工多应用中隔墙台阶法，而洞桩法则在城市地铁施工中具有良好的应用价值。

结合施工具体情况出发，若隧道断面较大，则需合理应用全断面挖设方式，应用掘进机以及人工挖设方式，降低对于区域围岩的不利影响，确保施工得以有序进行。

1.2土体加固施工技术
浅埋暗挖施工过程中地面、地下沉降都是在初期支护作用前生成的，因此为控制沉降，必须在施工前期完善对开挖区域土体的预加固、支护施工。

目前技术条件支持下常见的土体加固施工技术措施包括以下几类：①超前锚杆支护：根据工法以及结构形式的不同，可分为悬吊式支撑、格栅拱支撑等几种类型。

在开挖作业前将超前锚杆打入稳定岩层结构内，末端通过悬吊锚杆提供支撑作用力，以约束围岩结构变形，方便后续断面开挖以及喷锚作业，发挥土体加固的作用。

②超前小导管注浆支护：通过格栅钢架构建共同支护体系，同时发挥注浆管与超前管棚的加固作用，注浆过程中可选用水泥浆、水泥-水玻璃双液浆等注浆材料，注浆压力按照0.5～1.0MPa标准控制，可确保浆液填充扩散均匀。

③超前管棚支护：在开挖外轮廓周边按照一定间隔距离钻孔并安装大惯性矩钢管，通过注浆固结的方式形成支护体系，
施工期间应当严格控制导向钢管钻孔精度以及大管棚导向墙施作，确保支护结构的安全可靠。

④水平旋喷支护：一种新型的岩土结构加固技术，通过水平旋喷注浆在掌子面前方构筑拱形
刚性体，以此种方式支撑上部荷载作用力，控制因开挖作业所产生变形以及隧道开挖过程中
不良地层结构坍塌问题。

该方法施工过程中在土层中水平钻进成孔，借助于水平状布设注浆管，通过喷嘴自内至外移动完成旋喷注浆施工。

支护作业期间应当严格注意对浆液质量、承
载力、桩长、桩位的控制。

1.3辅助施工
应用浅埋暗挖法需要结合地质地形具体情况采取辅助施工方法，明确工程施工要求，把
握地质环境，保证施工方式的简单化与可行性，对多种辅助施工工艺加以综合应用，确保地
基加固达到理想的效果，保证隧道施工质量，并有效控制工程造价。

1.4开挖的施工技术。

浅埋暗挖开挖过程中的常见开挖技术方法包括全断面开挖、台阶
开挖、中隔墙开挖等，其基本施工流程如图1所示，具体施工技术包括以下内容：①全断面
开挖：适用于1～2级围岩结构，借助于移动钻孔台车全断面一次性钻孔作业，爆破成型，
在此基础之上完成初期支护以及二次模筑衬砌施工作业，整体施工速度快、工序少，但可能
因爆破作业带来移动、震动扰动，必须加强作业安全管理。

②台阶开挖：结合实际情况划分
工作面施工以适应地层变化，多在软弱围岩地层结构中应用，在隧道开挖过程中以正台阶法
比较常见，可结合实际情况通过上下两部分步开挖、多部分步开挖等方式实现。

③中隔墙法：建立在台阶开挖基础之上，每一部分开挖后及时支护以形成闭合单元，在不稳定岩体以及地
层较差结构中应用频繁。

需要注意的一点是，若施工条件无法满足施工要求，可以在中隔墙
施作基础之上增设临时性仰拱，以交叉中隔墙的方式完成断面开挖作业。

④双侧壁导坑法：
可以将开挖断面大跨度施作转变为小跨度作业，在地层较差、开挖断面较大项目中应用比较
广泛。

该方法的施工原理是将开挖断面划分为左右两侧壁导坑，上部核心土、下台阶，分别
完成施工作业，过程中各个分块开挖完成后独立闭合，施工期间中间变形基本不发展，但由
于分块较多，扰动较大，因此对初期支护全断面闭合时间有较高要求。

2地面沉降控制措施
由于地面沉降对浅埋暗挖施工质量以及整体结构有很大影响，应强化施工现场研究力度，结合地面沉降问题的原因规划控制措施，有效控制地面沉降对施工的影响，确保地面沉降问
题能够在短时间内得到有效控制。

与此同时，还应根据整体规模以及各项施工要求，针对性
地处理地面沉降问题，使浅埋暗挖法施工能够顺利开展。

浅埋暗挖法施工中的地面沉降控制
措施主要包括：
2.1开挖中的防沉降
在开挖环节，应结合实际情况，合理选择地层处理技术，安装双层超前小导管，注入高
压浆液，提升围岩结构性能。

施工过程中需做好地质及支护状态观测、拱顶下沉量测等工作，掌握周边位移量测的方法，对建筑物做好沉降监测，整理好相关数据，为防沉降措施的选择
提供参考。

2.2土体改良
为防范地面沉降的问题出现，需要改良土体，确保土质正方向运动。

在局部区域内，可
加固土质，促进仰拱形成，保证结构质量。

超前注浆、深层注浆等施工方法较常用，可通过
化学浆、水泥浆的注入实现土层结构稳定，能够避免土层大幅度运动。

通过土体改良，还能
强化施工现场地面表层固结效果，保证土体稳定性和整体质量，严防浅埋暗挖法施工因施工
现场土体状况出现的问题，充分发挥工程项目施工优势，有效控制浅埋暗挖法施工现场地面
沉降问题。

2.3提高施工效率
为确保施工质量与安全并有效防范地面沉降，需要缩短开挖时间，有效释放地层压力，
确保其处于合理范围内，并全面提升施工效率，保障工程施工质量。

不仅需要有关部门按照
规定流程开展浅埋暗挖法施工，还应保证施工人员对施工现场各项基础因素以及施工质量有
所了解，同时结合一系列现代化手段开展浅埋暗挖法施工，保证工程各个施工环节之间的连
贯性，妥善处理浅埋暗挖法施工问题和地面沉降现象。

结语
文章研究了浅埋暗挖法施工的基本原理以及施工原则，并就土体加固施工技术方案以及
开挖的施工技术的选择与优缺点进行了分析。

在此基础之上，探讨了地面沉降的影响因素，
如车站埋设深度、围岩结构质量、土层性质、地下水构造及环境降水、地层应力集中释放等。

本文对地铁暗挖车站施工时地表沉降提出相应的控制措施,为今后类似工程施工提供借鉴。

参考文献：
[1]李明宇,王松,张维熙,等.大断面矩形顶管隧道施工引起的地面沉降分析[J].铁道建
筑,2019,59(5):81-84.
[2]徐成华,谈金忠,骆祖江,等.地铁盾构施工引发地面沉降三维流固全耦合数值模拟预测[J].南京大学学报（自然科学版）,2019,55(3):409-419.。