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摘要：近年来，城市化发展速度突飞猛进，地铁建设工程越来越多，为人们的出行提供了很大便利。城市地铁隧道地下工程施工方法包括明挖法、盖挖法、盾构法、浅埋暗挖法和矿山法以及沉管法等[1]。本文主要介绍了矿山法施工技术、新奥法施工技术、光面爆破施工技术三种技术的实际应用。
关键词：城市地铁隧道；地下工程；技术
引言
在我国基本解决了温饱问题后，城市居民对于“行”的要求日益提高，不仅要求可以行路，而且还要行得快捷和安全。与此同时，我国城市人口大量增加，城市土地资源极为紧张。在此背景下，我国二十余座城市大力发展地铁交通，努力解决城市居民出行问题。
1城市地铁隧道地下工程简介
1.1概念
城市地铁工程是由线路、车站建筑、轨道、地下铁道结构、采暖系统、通风系统、供电系统以及给排水、信号系统和服务系统等组成。大部分城市地铁位于地下，在条件许可的情况下，也可有部分线路在地面上或者高架桥上。所以，城市地铁结构中有大量的隧道地下工程，隧道地下工程占据了城市地铁工程的重要地位，其工程质量直接影响到城市地铁的质量与使用效果，甚至在城市地铁的安全性中占据关键的作用。
1.2特点
隧道及地下工程的施工特点主要包括隐蔽性大（基本集中于地下进行施工）、作业具有很强的循环性（各施工段不断循环施工使得隧道不断向前推进）、施工环境恶劣（地下的地质情况和水文情况复杂）、作业空间小（不如地上工程有着宽阔的施工现场作业面）；同时，暗挖施工还具备了受气候因素影响小的特征，只要条件具备，风雨天不会影响施工[2]。
2城市地铁隧道地下工程技术
城市地铁隧道地下工程技术包括了设计技术、勘察技术、施工技术等，其中施工技术直接关系到施工质量与工程的安全性，是城市地铁隧道地下工程技术体系中的重要环节。
2.1矿山法施工技术
矿山法大多在城市深部的地铁隧道地下工程中应用，一般是采取臂式掘进机或传统钻爆法。作为暗挖式施工，它不影响城市地面正常的生产与交通，地表的沉降量可控，尤其适合在硬岩层中使用。依据开挖的位置以及开挖面大小，矿山法可分为台阶法、全断面开挖法以及分部开挖法，其中台阶法又包括了长台阶法、短台阶法和超短台阶法。下面对全断面开挖法的施工技术进行分析。
应用全断面开挖法施工技术时，需先进行测量定位、材料采购与试验等施工准备工作；准备工作完成后，利用钻孔台车在隧道断面位置进行钻眼；根据事前确定的方案确定装药量，在合理位置装好炸药；在引爆炸药前必须退出所有人员和钻孔台车，并检查无误后方可引爆；通过爆炸开挖出隧道的整个断面，然后采取措施开展通风、排烟、洒水，并降低灰尘，对存在的危石进行凿除，并施工拱部的锚杆，经过质量检查合格后即可喷灌初支混凝土。在此基础上，装渣机进入隧道，把石渣装到运输车或者矿车中，使之被运送到隧道洞外；对边墙开始安设锚杆，随后喷灌混凝土。注意在施工中要随时观察拱部情况，根据情况需要可对拱部喷灌第二次混凝土，也可对仰拱部位进行混凝土的灌筑；继续按此程序开展下一循环的掘进。初次支护的结构主要是采用钢筋格栅，待检查确认初次支护形成了稳定的变形后，即可进行二次衬砌的灌注。二次衬砌的结构多为抗渗钢筋混凝土。在其施工前应先做好防水层和堵漏等工作，施工缝部位可利用止水带进行处理，施工缝如果是纵向水平缝，可选用的镀锌钢板3cm止水带，且为槽型并带有燕尾。运用全断面开挖法施工技术中，如果发现围岩自稳性较好，也可以设短锚杆，甚至不设置锚杆。条件容许的情况下，可先出渣，随后再做初次支护。不过需要避免因局部的应力集中而发生围岩松动或剥落，因此最好先开展拱部初次的支护。全断面开挖法施工技术适用在岩质均匀、岩层覆盖的条件较为简单的硬岩，且施工隧道长度一般较长，一般不小于1km。
2.2新奥法施工技术
新奥法简称NATM，它起源于矿山法，但是它与矿山法最大的不同在于：矿山法主要利用厚壁的混凝土来支护产生松动的围岩，以保证施工安全；而新奥法则是在塑性理论指导下合理构建柔性薄壁，它充分利用锚杆支护结构以及紧贴围岩的喷射混凝土来使得围岩的天然承载力得到保护，确保围岩与支护共同形成支撑环，形成稳定支护结构[3]。施工中，在做好施工准备期间，施工单位应提前进行调研，进行研究，制定出新奥法施工方案；根据情况确定是否要开展超前支护，也可对不良或者较差的地层采取措施进行改良；开挖后尽早支护，应在减少扰动的情况下及时进行支护；同时，要勤测量，掌握围岩变形速度、稳定时间、位移以及衬砌内应力等数值信息，对施工过程进行监控；遇到特殊情况或者不符合施工方案中的情形，要认真研究，适当修改支护参数；在确定施工符合管理标准时，进行防水隔离层工作的施工，进行二次支护施工。新奥法施工中，隧道开挖端面尽可能保持一致；遇到要加强衬砌的地方，不是加大混凝土厚度，而应该增加锚杆、钢支撑和钢筋网。运用新奥法技术要注意坚持“扰动少、喷锚早、多量测、严封闭”的原则，促进围岩起到支护的作用。图1就是新奥法与传统矿山法施工区别的示意图。
图1新奥法与传统（矿山法）施工区别的示意图
2.3光面爆破施工技术
在钻孔时，使用人工风动凿岩机进行作业。将孔眼固定好，安排专人对拱部辅助眼和周边眼进行钻孔，一定要控制好周边眼和外插角的间距。拱部周边眼钻孔结束后，使用装药平台对装药联线进行操作。
（1）准备阶段。在开始施工前，一定要将“四查”工作落实好。①钻机油管所有部件、钻臂和钻机的运转情况；②水、电和管线的连接情况；③钻杆和钻头配件的准备情况；④耗材的准备情况。
（2）钻孔定位。在掌子面上将炮眼高程、中线和位置标记好，用“十”字线作为记号，对钻孔的范围进行确定，对钻孔的施工先后顺序进行安排。
（3）开口施工。钻眼时，使用人工风动凿岩机进行作业，隧道中线与钻杆方向形成的夹角一定要满足外插角的要求。
（4）钻孔移位。在钻好第一个炮孔后，开始第二个炮孔的钻进，在钻孔时，一定要做到“齐、平、顺、准”。其中，“齐”是指孔底一定要保持在同一水平面上，爆破后的断面一定要平整，这样下一循环施工就会比较便利；“平”主要是指所有的炮眼之间一定要保持平行，孔底与孔口的间距一定要相等；“顺”主要是指侧墙孔的孔口一定要顺开挖掘，孔底的位置一定要控制在设计允许的范围之内；“准”主要是指以周边孔参数要求为基础，对孔位进行精确挖掘。
（5）钻孔质量。在光爆钻孔时，爆破设计师对钻孔作业进行统一指挥，按照“五定”岗位责任制认真开展钻孔作业。所有的分区施工一定要保证有条不紊，防止出现拥挤、碰撞或互相干扰的情况。在钻孔时，一定要对施工规律进行详细掌握，从而使钻孔的准确性和速度得到不断提升[4]。
结语
城市地铁隧道地下工程技术包括了设计技术、勘察技术、施工技术等，其中施工技术直接关系到施工质量与工程的安全性，是城市地铁隧道地下工程技术体系中的重要环节。城市地铁隧道地下工程施工方法较多，应根据施工现场实际情况和要求，研究选用合适的施工技术，做好施工方案，并加强施工监测，保证施工安全。
参考文献：
［1］董福建．城市地铁施工测量技术与方法探讨［J］．建材与装饰，2016（11）．
［2］姚红方．地铁隧道矿山法施工安全风险管理研究[D]．徐州：中国矿业大学，2016.
［3］王军琪，丁振明，石祥锋．地铁矿山法隧道近距离施工数值模拟分析[J]．地下空间与工程学报，2013，9（S1）.
［4］张建臣，刘开之．隧道施工光面爆破参数选择与质量控制措施[J]．中国公路，2009，（S1）.