地鐵暗挖區間支護技術探討

姜紅艷 何眾穎

摘要：在復雜地質條件下地鐵暗挖區間的施工支護，一直是一個技術難點。以長春市城市軌道交通岱山公園站至飛躍廣場站區間為工程背景，通過對工程地質概況的分析，包括施工劃分、周邊概況以及地質條件等，提出超前小導管、大管棚、噴射混凝土、二次襯砌等一系列施工關鍵技術。實踐證明，這些技術的應用有效地解決了復雜地質條件帶來的難題，確保了施工期間公路的正常使用和工程本身的安全。同時對未來人工智能技術在支護體系中的應用進行了深入探討，為技術的持續創新和進步提供了重要參考。

關鍵詞：地鐵；暗挖區間；支護技術；導管

0? ?引言

隨著城市化進程的不斷加速，地鐵成為現代城市中不可或缺的交通方式，越來越多的城市紛紛投入地鐵建設[1-3]。地鐵暗挖區間施工是地鐵建設中的關鍵部分，但復雜地質條件增加了施工難度和風險。為確保工程質量與安全，需要詳細分析問題和原因，并提出解決對策與措施。

將超前小導管、大管棚、噴射混凝土和二次襯砌等關鍵技術，應用于地鐵暗挖區間的施工支護，可有效解決復雜地質條件帶來的難題[4-7]。其中，應用超前小導管避免了管道破壞和維修問題，應用大管棚減少了噪聲和粉塵污染，應用噴射混凝土提高了施工效率和支護結構的牢固性，應用二次襯砌增強了施工質量和工程安全性。

本文以長春市城市軌道交通岱山公園站至飛躍廣場站區間為工程背景，通過對工程地質概況的分析，提出超前小導管、大管棚、噴射混凝土、二次襯砌等一系列施工關鍵技術。同時對未來人工智能技術在支護體系中的應用進行了深入探討。這些技術的應用有效地解決了復雜地質條件帶來的難題，確保了施工期間公路的正常使用和工程本身的安全，可為技術的持續創新和進步提供重要參考。

1? ?工程概況

1.1? ?施工劃分平面

長春市城市軌道交通岱山公園站至飛躍廣場站一期工程均由四工區負責施工。施工任務包括：一期交通導改、管線改遷，一期環形圍擋內樁柱、冠梁、擋墻、頂板（含3號風亭）等蓋挖相關全部結構，頂板土方回填、管線回遷、路面交通設施恢復等。二期工程包括：飛躍路交通導改和管線改遷，東風大街交通導改和管線改遷。車站一期結構施工劃分平面如圖1所示。車站負一層結構施工劃分平面如圖2所示。

負一層和負二層結構由四工區負責施工，負三層結構由五工區負責施工。具體施工界限需避開梁板孔洞等部位。負二層運行線路隔墻、站臺板、軌頂風道、樓梯等結構以四、五工區實際施工為界各自完成。

1.2? ?工程周邊概況

岱山公園站至飛躍廣場站，南北走向，飛躍路為繁忙的交通道路。區間距離汽車廠街區612#和613#樓較近，其他建筑物距離較遠。區間地勢北低南高，隧道位于飛躍路中鋪設?，F有道路已規劃完成，兩側主要為綠地、汽車廠和商業場所，無需改造?？傞L度約為1069m，其中約1045m采用盾構+礦山法施工，25.4m采用明挖法施工。設置2座施工豎井，提供施工通道。岱飛區間總平面圖如圖3所示。

區間上方主要風險管線包括DN2000污水管、DN1000混凝土制污水管、DN1000混凝土制雨水管和混凝土制雨水箱涵。這些管線的埋深、豎向距離和水平距離各有不同，沿飛躍路鋪設。區間左線和右線在不同位置與管線相交。岱飛區間沿線周邊管線調查狀況見表1。

1.3? ?地質條件評價

本區間長度較大，其中黏性土上部呈軟塑-可塑狀態，易塌陷，對基坑圍護樁施工有一定的影響，屬于復雜地質條件。在施工時應超前注漿，保證黏性土的穩定性。對于區間應針對不同巖土層選擇適宜的盾構機進行施工。

2? ?暗挖區間關鍵施工技術

地鐵暗挖區間關鍵支護技術包括鋼支撐、噴射混凝土、大口徑鋼管樁和二次襯砌。針對復雜地質條件，選擇適合的支護方式至關重要。支護技術需考慮地下水、軟弱地層和斷層等因素。機器學習算法可用于預測和優化支護方案。對地質條件進行充分分析和評估，綜合考慮工程情況，選擇合適的支護技術。

2.1? ?超前小導管技術

基于上述工程概況分析，管棚間采用小導管預注漿，小導管選用DN32水煤氣管，長度2m，外插角為25?，每一榀格柵打設一排，環向間距0.4m，管壁交錯鉆眼。注漿漿液根據地層情況選用水泥漿，對于砂層建議采用雙液漿，漿液配比應由現場試驗確定，并根據圍巖條件控制好注漿壓力（注漿壓力0.4～0.6MPa），要求加固體直徑不小于0.5m。為防止漿液外漏，必要時可在孔口處設置止漿塞。

2.2? ?大管棚施工

車站主體開挖前，結合小導管超前支護，大管棚自風道結構沿車站通長打設，兩側對打的大管棚搭接3m。根據需要結合現場施工情況搭設施工平臺。檢查機械設備安裝各種部件是否有變形，有則進行校正。

2.3? ?噴射混凝土

濕噴混凝土就是按照配合比，把噴射混凝土用的原材料加水拌制成混凝土，送入噴射機料斗。噴射機活塞將混凝土送入混合室，與壓縮空氣混合后進入噴射管，在噴嘴處加入液態速凝劑。再次混合后的料束從噴嘴射到受噴面。濕噴施工工藝流程見圖4。

2.4? ?二次襯砌

二次襯砌施工時，邊墻手架搭設在模板中間，通過受力支撐保持水平。拱部腳手架設在排架下側，通過立桿支撐豎向壓力。所有腳手架為滿堂架，注意控制水平傾斜度和浮力。腳手架與排架距離300mm，使用直螺紋頂托連接。搭設時高出模板最高點，并加固立桿露出部分。確保安全帶掛鉤牢固。

二襯拱頂注漿一般采用微膨脹水泥漿，以確?；炷翉姸冗_到設計強度的75%以上?？衫妙A留的注漿圓盤或預埋注漿管，對二襯背后進行注漿。注意控制注漿管的數量、位置、深度、注漿壓力和漿液流動性，保證注漿質量和效果。注漿前需清洗和檢查注漿管，確保通暢無損?；靥钭{工藝流程如圖5所示。

2.5? ?機器學習算法支護優化設計技術

機器學習算法在地鐵暗挖區間的支護方案優化中具有重要的應用價值。其主要應用于對已有支護方案的評估和優化，以及針對新的支護工程設計支護方案?；跈C器學習算法進行支護方案優化過程包括：數據采集和準備，模型選擇和訓練，支護方案優化，以及結果評估和優化。

通過收集地質數據和支護方案，確定輸入和輸出變量。選擇適合的機器學習算法進行訓練，并檢驗模型的準確性和泛化能力?；诘刭|條件和巖性，通過優化支護方案，從而降低成本和風險，提高支護效果和安全性。然后評估結果，優化模型，實時監測和調整支護方案，以實現高效、合理、安全的支護方案。

3? ?結束語

在特定的地質條件下、區間斷面變化頻繁時，法暗挖施工仍有其極強的生命力。本文通過應用相應技術措施，使得隧道沿公路施工順利完成，確保了施工期間公路的正常使用和工程本身的安全，取得了較好的經濟與社會效益?？偨Y得出該施工形成的參數及其分析方法，為全面分析效果開挖判定條件提供了科學依據，可供類似工程參考。此外，本文對于機器學習算法在施工支護優化設計進行討論，可為人工智能模型在工程中的應用提供參考。

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