复杂地质条件下城市轨道交通施工技术要点分析_朱成根.pdf

石材2 0 2 3 年2 期 71 石 材S H I C A I施工技术复杂地质条件下城市轨道交通施工技术要点分析 朱成根（中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司，北京 10 110 0）前言复杂地质对于所有工程行业的施工而言都有着一定的不良影响，尤其是对于城市轨道交通这样在城市范围内线路及车站均位于地表之下，地质条件直接影响车站选址及线路选择，并且也更容易受到地质环境的影响1。为了能够更好的满足我国轨道交通工程行业，才应当根据现实条件来开展城市轨道工程施工的技术要点分析工作，尽可能将地质条件考虑在实际的工程内，并且选择合适的施工技术来促进我国城市轨道交通行业的进一步发展，保证我国铁路运输施工的整体水平2。而这一点就需要相关部门的工程人员能够尽可能的加强对复杂地质条件下开展地下轨道交通工程施工的研究，累积经验，保证工程的稳定。1 在我国城市轨道交通工程施工中存在的问题1.1 施工材料质量与我国城市轨道工程施工工程的实际需求不相符对于整个城市轨道施工工程而言，材料是整个工程成本的重要环节，特别是是地下车站及隧道区间尤为重要，想要保证地下工程施工工程能够维持自身的防水性能，就应当尽可能的在材料方面提高自身的适用性能，选择合适的材料能够提升整个工程的整体效率，是重要的防水措施之一，尤其是混凝土的应用，由于其适用范围较广，为了保证工程质量更是需要重点对混凝土的防水功能进行进一步加强3。在这一点上应当针对混凝土的构成入手，偶遇混凝土的颗粒间隙会直接影响到混凝土材料整体的防水性，因此才应当对混凝土进行重点把控，若是混凝土颗粒之间的间隙过大就会对透水性进行根本程度的影响，导致地下车站渗水，影响正常使用。除此之外，对于不同材质材料在地下工程施工工程中的施工配比也有一定的要求，只有保证配比正常才能够保证其不会在使用中出现渗水。季节的原因会导致材料的质量与配比出现差别，需要相关工作者重点关注，避免渗水问题的出现，影响施工材料的整体质量。1.2 防水工艺在地下工程工程中没有得到质量保障为了保证整体的施工质量能够得到保障，通常就需要使用大量的与实际工程需求相符的新时代科学技术对整个工程进行全方位的管控，包括与铺设防水卷材、混凝土预拌与浇筑、施工缝止水带埋设等技艺都是保证整个地下结构施工工程防水性能够得以提升的重要关键点4。这些技艺的使用需要进行全方位的管控，并且保证能够产生良好的防水效果。然而就我国现阶段的地下车站防水工作而言，有些施工工艺的使用并没有基于实际情况，仅仅是照搬了过去的经验，没有予以改革，导致防水措施并不能产生全方位的效果，影响到了地下施工工程整体的质量。作者曾经参与建设的惠州、深圳、南宁等几个城市的地下车站及隧道均漏水严重，均匀防水施工技术相关，相关技术不成熟，施工工程中质量管理不严格，后期堵漏注浆费用均为天文数字，直接影响了企业的经济效益。1.3 对整个地下工程的整体管控力度稍显不足城市轨道地下工程施工通常是在设计阶段就确立好的施工流程的，包括其中的每一环节的工作内容以及不同工作者自身的职位等，对于整个工程都具备着作者简介：朱成根（19 8 4），男，中级职称。研究方向为城轨道交通、地下工程施工技术。DOI:10.14030/ki.scaa.2023.0076 72 STONE 2 0 2 3 No.2施工技术促进作用，能够帮助不同工作者找准自身定位，提高工程施工水平。在施工工程的防水施工中也同样具备这样的一份管理方案，只要保证整个管理方案能够在施工过程中得以落实，就能够提高地下车站整体的防水性能，并且可以对可能出现的异常进行全方位的把控就能够维持整体的工程开展稳定性5。然而就我国目前阶段的地下工程施工工程而言，管控力度稍显不足，导致很多防水理念没能够得以实施，影响了整个地下车站的防水效果。2 软弱地质的概念与性质2.1 软弱地质的概念软弱地质的出现一直是较为头疼的问题。我国国土面积较大，全国各地由于地区的不同，土地结构也存在着许多的不同，其中软弱土质就是一种较为不利于建筑工程展开的地质特性，通常是以粉质粘土、杂填土以及各种高压缩性土组成的范围性地质条件，由于粉质粘土等土质极为容易发生形变，遇水液化所以也被统称为软土，其物理力学性质特殊。因此，也需要特殊的工程条件来对其进行使用性能的提升。软弱地质的含水量比较高，想要保证其形态稳定需要消耗大量的事件，承载力通常比较低，在城市中开展建设工作的时候通常会选择使用一些沙土来进行混合，在一定程度上提高软弱土质的强度，或者是直接避开软弱地质，防止建设工作出现问题影响人们的生命安全6。由于城市轨道交通的特殊性，线路的选择是多种条件综合之下的结果，这就意味着无可避免的会在一定程度内穿过软弱地质。想要保证在特殊地质下也能够维持自身的工作正常展开，就需要建筑工程行业使用超前加固技术来对地下工程的质量进行提升与保障，为地下车站及隧道工程施工提供充分的条件。2.2 软弱地质的性质2.2.1 杂填土杂填土通常指的是一些内部含有大量建筑垃圾以及工业废料等杂物的填土，属于受到污染较为严重的类型，在一些历史较为悠久的城市中较为常见。杂填土内的有机质含量较高，自稳性极差及容易坍塌。作者所在广佛城际项目智慧城车站范围内地下3m 内均为杂填土，自稳性极差，地下连续墙导墙槽开挖过程中坍塌严重，必须加深、加固导墙槽，局部位置需要提前好土换填或者拌制水泥对杂填土进行必须的加固，才能保证正常施工，而且在杂填层泥浆护壁效果差，极易形成塌孔，智慧城车站在钻孔灌注桩施工过程中，地面以下3m 范围内塌孔严重，部分形成大头桩，不但浪费混凝土而且后期破除还要花费大量时间。2.2.2 淤泥以及淤泥质土淤泥的最大特点就是在诞生之前长时间浸泡在水中，在不断的沉积或者在生活化学的作用下天然形成的，其承载力极低，不仅具备较高的含水量，还具备极大的天然孔隙，其中含有丰富的有机质，在进行管道铺设的时候很容易会出现沉降现象，并且旖旎与淤泥质土想要实现沉降稳定需要消耗较长的时间，需要工程部门进行管理与设置。2.2.3 粉质粘土层粉质粘土是指数处于1017中间的黏性土，粘粒成分30%50%，且粉状组成分超过沙粒组成分的黏土。而粘土是含小石子非常少，有粘性的土壤层，水份不易从这当中根据才具备不错的延展性。广佛环智慧城站场地内粉质粘土层主要位于结构基底范围，其透水性、承载力不足的问题，直接影响结构后期施工安全，需要进一步进行加固处理，期主要由花岗岩风化作业而形成风化残积土，组织结构已经全部破坏，矿物成分已经大部分风化成土状，含有较多的粗砂、砾石，遇水易崩解、液化。3 在复杂地质条件下进行城市轨道交通工程的控制技术分析在城市轨道交通工程中常采用的施工工艺包括暗挖、盾构及明挖法等几种工法，根据不同的地质条件、经济及周边环境等条件，综合选择最合适的施工工法，才能保证施工安全及效率。3.1 使用浅埋暗挖法施工针对淤泥等软弱地层，如果采用暗挖法施工，浅埋暗挖法是最佳的选择。使用浅埋暗挖法开展的地下石材2 0 2 3 年2 期 73 石 材S H I C A I施工技术暗挖工程施工的方式相对较为简单且浅显，基本就是按照挖掘速度同步开展初支及二衬施工，选择使用地面注浆加固及开挖过程中大管棚技术、超前小导管加固等辅助技术手段，其自身的固结性相对较强，对于地下工程的施工而言有着较强的促进作用，这一施工模式的根本远离就是接住了挖掘土层自身已经具备了一定的稳定性，后续的施工难度会相对较低，在尚未垮塌一直保持着稳定状态的时候迅速采用支护技术进行支护施工，让整个施工的程序变得更加简化，为整个地施工的质量与施工效率进行了进一步的提升，维持土层以及岩壁的稳定性，形成与土层紧密贴合的支护结构，保证施工自身的质量稳定。这种方式的施工难度相对较低，对于施工工序的简化能够让工期进一步缩短，提高施工效率，在我国的城市地下暗挖施工领域中有着广泛的应用空间，这种施工方式能够动态设计，通过使用基于大数据技术进行系统辅助，实现信息化的施工开展，还能够同步监测土层的应力变化，保证施工过程中沉降监测，确保地面沉降控制。3.2 使用盾构法施工盾构法在城市范围内的轨道交通施工中也同样有着广泛应用空间，特别是随着国产盾构机技术的成熟。虽然与前面的施工模式相比在隧道尺寸及形状方面存在一定短板，但是二衬施工质量及防水施工质量要明显优于前面。这一技术的应用最初是在上海的下水道系统建设中，盾构机相较于现代的条件而言较为落后，并且建设效率并不算非常高，但是在我国工程行业的不断努力下盾构机也想着新时代进行了一定的发展，逐渐演化成了现代盾构法，并且逐渐得到了演化，并且运用在了轨道交通施工中，这种方式主要使用土压式以及泥水式的机械设备进行施工，并且在伤害中有了更加广泛的应用空间，大部分地铁线路都是使用盾构法开展的，这些盾构机的运用让我国地铁质量得到了进一步的提升。3.3 使用钻孔爆法施工钻孔爆法的应用在区间隧道施工中通常是在面对坚硬岩层的时候可以避免这些坚硬岩层影响到开挖的效率，钻爆法能够对坚硬岩层进行爆破施工，将爆破产出的石渣开运出后再进行喷锚支护工作，后续使用其他辅助系统进行建设工作能够保证地铁整体的质量稳定。钻爆法的实施方式也有许多，为了能够满足现实需求，就需要工程师在面对爆破工作时慎重选择对技术的使用，并且还应当关注行业内的技术运用相关信息，保证施工整体的安全性，维持施工的安全。我项目暗挖隧道就采用转孔爆破方进行施工，暗挖隧道施工区域位于广州火炉山范围之内，岩石强度高，机械设备开挖困难，采用钻孔爆破范施工，大大的提高了施工效率，提前贯通了隧道。3.4 使用注浆法施工全风化粉质粘土层在地下工程施工中产生的不良影响较多，地连墙泥浆护壁成槽时在粉质粘土层时，地层吸水崩解，导致槽壁缩径严重，后期开挖时地连墙厚度严重不足，影响墙体的强度；为了减少不良地质的影响，施工时采用注浆法改良地层，提高成槽效果。注浆法这种辅助施工方式在地下工程施工中广泛使用，这种建设方式在软弱土质条件下有着良好的应用空间，由于软弱土质自身含水量相对较高，将注浆法运用在施工中，减少土体含水率，起到更好的防水作用，还能在一定程度上起到加固地层的作用，对于整个地下工程施工而言都有着良好的促进作用，能够在一定程度上防止在隧道开挖过程中可能出现塌陷或者沉降等状况。参 考 文 献1 刘臣.地铁盾构机穿越复杂地质施工工艺J.设备管理与维修,2 0 2 2（8）:146 148.2 高广沂.地铁复杂地质条件的盾构施工技术J.价值工程,2 0 2 0 （12）:113 114.3 吕鹏程.复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因 素J.价值工程,2 0 2 0（8）:17 117 4.4 陈俊.地铁盾构机穿越复杂地质施工技术及相应措施J.工程 机械与维修,2 0 2 0（5）:116 117.5 吴道沅.复杂地质条件下地铁盾构施工关键技术J.工程技术 研究,2 0 2 0（14）:9 9 10 0.6 席岩.复杂地质条件地铁盾构施工技术要点及安全影响因素 分析J.福建质量管理,2 0 2 0（15）:18 118 2.