3 我国地铁施工技术3．1 修建地铁的主要方法3．1．1 浅埋矿山法该方法用于地铁工程起源于1986年北京地铁 复兴门折返线工程，是适合中国国情的一种隧道施工方法，也是目前应用很广的一种地铁区间隧道施工方法。浅埋矿山法是在借鉴新奥法某些理论的基础上，针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道施工方法。它适合于城市地区松散土介质围岩条件，隧道埋深可小于或等于隧道直径，地表沉降可得到控制。其核心技术可概括为十八字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测。其主要的技术特点如下：(1) 动态设计、动态施工的信息化施工方法，建立了一整套变位、应力监测系统；(2)强调小导管注浆超前支护在稳定工作面中的作用；(3)用劈裂注浆法加固地层；(4)采用复合式衬砌技术。浅埋矿山法的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，操作简单灵活，而且适合于各种地层条件和各种尺寸与断面形式的隧道和洞室，并且配合辅助工法，还可在有水地层甚至软流塑地层中应用，加之国内丰富的劳动力资源，因此在北京、广州、深圳、南京等城市的地铁区间隧道修建中得到广泛推广，已成功建成许多各具特点的地铁区间隧道，而且在大跨度车站工程中也得到应用。此外，该方法也广泛应用于地下车库、人行过街道、城市道路隧道和地下管道隧道等工程。主要的典型工程有：北京地铁复兴门折返线工程、复八线区间隧道；北京城铁14标的双联拱隧道；广州地铁1号线的杨体区间、2号线的公纪区间隧道等；深圳地铁一期工程国贸一老街的重叠隧道等；北京国家计委地下停车场。正在建设中的北京地铁5号线车站大多采用浅埋矿山法，开挖跨度达24m，高度达21 m。除上述工程外，浅埋矿山法和下述的其他方法结合使用也成功地修建了一些地铁工程。北京地铁天安门东站，采用浅埋矿山法施作条形基础和盖挖逆作法修建，139天恢复路面交通，此法被称之为“条形基础盖挖逆作法”，该方法已被评定为国家级工法。北京地铁天安门西站采用浅埋矿山法开挖导洞隧道，在导洞中施作车站结构桩柱，最后暗挖完成车站，有效地保护了人民大会堂和众多的重要地下管线，该方法被称之为“浅埋暗挖洞梁、洞柱法”；广州地铁2号线越秀公园站采用了明暗结合群洞结构形式，采用了明挖法、矿山法施工技术。3．1．2 明挖顺作法明挖法是目前我国地铁车站采用最多的一种施工方法，对埋深不大、地面无建(构)筑物、地面交通和环境保护无特殊要求时的区间隧道也采用该方法，主要有放坡明挖和围护结构内的明挖两种方法，在修建地铁的城市均有应用。其技术上的进步主要反映在基坑的开挖方法和围护结构上。针对不同的地层，基坑的围护结构主要有地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩、SMW工法桩、工字钢桩和钢板桩围堰等。在基坑开挖方面，有代表性的是时空效应理论。 在此基础上，上海地铁总结出一套在软弱地层中开挖、支撑和结构施工的方法。首先采用大口井进行I基坑降水，以提高基底被动土的强度，然后，对基坑实施分段开挖，随挖随支撑，控制坑底暴露时间(或对底板地层进行预加固)，适时地浇注底板结构。同时，对基坑和周边管线和建筑进行严密监测，发现问题及时采取措施。在基坑围护结构方面的主要施工技术有：(1)地下连续墙该结构适合于饱水软弱地层，如饱水沙层、饱和的淤泥土层等。在此类土层中地下连续墙既可以控制土压力，又可以有效地阻隔地下水，同时还可以作为车站结构的一部分，因此在上海地铁车站的建设中得到广泛应用。(2)人工挖孔桩和钻孔灌注桩人工挖孔桩和钻孔灌注桩均是采用排桩桩墙来挡土和防水，实现基坑的围护。其中人工挖孔桩适合于地下水位较深或无水的地层，要求地层强度较高。其断面形式不受施工机具的限制，可以作成圆形和方形，而且其施工质量和强度要高于普通的钻孔灌注桩，但后者具有较广的土层适用范围，二者不能替代。人工挖孔桩和钻孔灌注桩在北京、广州、深圳等地铁工程中都有应用。(3)SMW工法桩该工法是在水泥土搅拌桩内插入H型钢或其它种类的劲性材料，来增强水泥土搅拌桩抗弯、抗剪能力。以其作成的基坑支护结构同时具有较好的防水功能，在6—10m深的基坑中具备技术优势，与地下连续墙相比，SMW工法桩施工速度快，施工占地少，无污染。同时由于型钢可以拔出回收，造价低廉。因此，此方法在上海和南京地铁车站的出人口基坑围护中得到广泛应用。(4)钻孔咬合桩钻孔咬合桩是近年来开发的一种基坑维护结构新工法，采用全套管钻机成孔，相邻桩采用素混凝土和钢筋混凝土间隔布置并相互咬合排列。与其它类型灌注桩相比具有不坍孔、成桩质量好、防水效果好、成桩效率高、造价低、施工无污染等优点，在软土地层，尤其在富水软土地层中施做维护结构具有明显优势。该技术已首先在深圳地铁金益区间等明挖基坑施工中成功应用，并已推广应用于杭州等地区的基坑围护结构的施工。 ．3．1．3 盖挖逆作法盖挖逆作法同样适用于地铁车站的修建，与明挖法相比，其优势在于减少交通封堵时间，减轻施工对环境的干扰，其区别在于主体结构的施工顺序上。盖挖逆作法的主要技术措施为：(1)支撑桩采用以H型钢为柱芯的钢管桩或钻 孔灌注桩，满足了沉降控制的要求；(2)采用地下连续墙或围护桩底注浆的方法，增强基底持力层的刚性，使地下连续墙或围护桩与临时支撑柱共同承受上部荷载，减小了差异沉降；(3)逆作法开挖支撑施工工艺中，利用混凝土板对地下连续墙或围护桩的变形约束作用，在暗挖过程中采用一撑两用的合理方法，大大减少了工程量，加速了工程进度，控制了墙体位移。北京、广州和上海地铁均采用该方法修建了一些地铁车站，如：北京地铁复八线的天安门东站；广州地铁的1号线公园前站等。3．1．4 盾构法我国应用盾构法修建隧道是从20世纪50-60年代开始的，最初是用在修建城市地下排水隧洞，采用的盾构机也是比较老式的(如网格式、压气式、插板式等)。从80年代末、90年代初开始采用土压式、泥水式等现代盾构用于地铁区间隧道的施工。由于盾构法具有安全、可靠、快速、环保等优点，在我国地铁建设中得到了迅速的发展，继上海地铁1号、 2号线区间隧道和广州地铁1号、2号线部分区间隧 道成功采用盾构法外，北京、天津、深圳、南京地铁以及上海、广州地铁等其它地铁线也大量推广采用盾构法，并且在越江道路、输气和市政排水隧洞等工程中也采用盾构法。盾构法目前已成为我国地铁隧道工程的一种主要施工方法。据不完全统计，我国各城市地铁采用的盾构机已有60多台，其中主要是土压平衡盾构机。随着盾构法研究的深入及应用工程的增多，盾构法的设计施工技术以及盾构机制造配套技术也得到了发展和提高。上海地铁的区间隧道基本全部采用盾构法修建，除区间单圆盾构外，目前正在使用双圆盾构一次施工两条平行的区间隧道，此外还试验采用过方形 断面盾构修建地下通道。采用直径11．2 m的泥水盾构建成了大连路越江道路隧道，这也是目前我国最大直径的盾构机。广州地铁二号线采用具有土压平衡、气压平衡和半土压平衡模式的新型复合式盾构机成功地应用于既有软土、又有坚硬岩石以及断裂破碎带的复杂地层的地铁区间隧道的施工，大大拓宽了盾构法的应用范围，因此也使得在三号线更多(12台)地采用了盾构法修建区间隧道深圳、南京、北京、天津等城市的地铁工程，虽地质、水文条件各有不同，但采用盾构法修建区间隧道均取得了成功。除上述外，目前我国盾构技术主要在如下几方面取得了较大进步：(1)掌握盾构机的选型和配套技术，与外国合作设计生产盾构机。配套施工设备，包括管片模具完全能够自行设计制造。(2)掌握了盾构隧道的设计和结构计算技术以及防水技术。(3)掌握了盾构掘进控制技术，如盾构掘进参数选择控制、碴土和压力管理、地表隆沉控制、盾构机姿态和隧道轴线控制、管片防裂、同步注浆等，实现了信息化施工，可以确保盾构施工的安全、优质、高效和环保。(4)掌握了不同地质和复杂环境条件下的施工及相关的施工技术(各种端头地层加固、联络通道施工)，如：砂性地层的土压平衡盾构施工、硬岩(单轴抗压强度达80MPa)和软硬混合地层的安全掘进及换刀、浅覆土水下隧道掘进、近距离穿越既有建(构)筑物的安全掘进等。我国盾构掘进速度最高已达到400m／月以上，平均进度一般为160-200 m／月，最高平均进度可达240m／月；地表隆沉可控制在+10——30 mm以内，可以在距既有建(构)筑物不足1 m的距离安全掘进，既有建(构)筑物的变形量可控制在2-5 mm以下(在上海、广州和南京地铁都有成功实例)；隧道轴线误差可控制在30—50 mm以内。近年来、我国也在研究采甩盾构法修建地铁车站的技术，主要集中在两种方法上：一是采用多圆断面盾构一次建成地铁车站；另一种是采用区间盾构修建地铁车站。3．1．5 钻爆法我国地域广大、地质类型多样，像重庆、青岛等城市的坚硬岩石地层，广州地铁也有部分区段处在坚硬岩石地层中，修建地铁隧道通常采用钻爆法开挖、喷锚支护(与通常的山岭隧道相当)。在建的重庆轻轨地下部分的区间和车站基本采用隧道形式，最大开挖断面积超过420 m2，采用微震控制爆破、分步开挖、喷混凝土和锚杆支护、现浇混凝土衬砌，已成功建成了临江门车站隧道等。已建成的青岛地铁试验段轻纺医院站，开挖断面积已超过300 m2，也是采用钻爆法施工，但没有二次衬砌；广州地铁1、2、3号线的某些区段、某些区间或车站下部的坚硬岩石地层也采用了微震控制爆破来辅助开挖。南京地铁一期TAl标段处于岩石地层中的3座隧道，均采用钻爆法施工。