紧邻管线及障碍物的不良地质下地铁车站施工关键技术

1 不良地质对地铁车站施工的影响机制

在软黏土地层中，土体具有明显的流塑特性。当进行地下连续墙成槽施工时，槽壁土体受到机械振动和应力释放的双重作用，原有结构强度会快速降低。这导致槽壁容易出现局部坍塌，严重时甚至引发连续墙变形。特别是在紧邻管线的区域，这种变形会通过土体传递到管线周围，使管线承受额外的侧向压力。2025 年某地铁项目监测数据显示，流塑状黏土地层中槽壁坍塌引发的管线位移量，可达普通地层的数倍。

富水砂层的影响主要表现为地下水渗流作用。砂层透水性好，施工降水时容易形成较大范围的水位降落漏斗。这不仅会带走砂层中的细颗粒，造成土体松散，还会引起周边地层固结沉降。对于埋设在砂层中的管线，这种不均匀沉降可能导致接口脱开或管体断裂。更复杂的是，当施工区域同时存在软土和砂层时，软土中的孔隙水会向砂层中迁移，进一步加剧土体变形。

障碍物密集区对施工的影响主要体现在空间限制上。杂填土中的建筑垃圾、老旧基础等障碍物，会阻碍成槽设备的正常作业。设备遇到障碍物时，可能发生偏斜或卡钻，不仅影响施工效率，还会造成槽段垂直度偏差。这种偏差会减小地下连续墙的有效厚度，削弱其支护能力。在管线密集区，设备操作空间有限，障碍物处理更加困难，稍有不慎就可能直接碰撞管线。

不良地质与管线之间的相互作用还表现为动态响应。施工振动通过土体传播到管线时，不同材质的管线反应不同。铸铁管对振动较为敏感，容易在接头处产生微裂缝；而PVC管虽然柔性较好，但长期振动可能导致管体疲劳。同时，施工降水引起的地下水位变化，会使含水土层发生收缩或膨胀，这种体积变化也会传递到管线，增加其受力风险。

2 地铁车站施工关键技术研究

2.1 管线及障碍物保护与施工优化技术

在紧邻管线及复杂障碍物的不良地质条件下进行地铁车站施工，需要采取针对性的保护措施和施工优化技术。根据2025 年最新工程实践，这些技术主要包含三个关键方面：微型钢管桩隔离保护、分区分段跳仓开挖以及自动化监测预警系统。

微型钢管桩隔离保护技术是针对既有管线安全防护的核心措施。在软土地层中，先在管线与施工区域之间设置一排微型钢管桩，形成物理隔离带。这些钢管桩直径通常为 100-150mm ，通过注浆工艺使其与周围土体紧密结合，既能阻断施工振动向管线的传播，又可分担部分土压力。特别对于铸铁给水管等敏感管线，该技术能有效控制其位移在允许范围内。施工时需注意钢管桩的打入深度应超过管线埋深至少2 米，以确保隔离效果。

分区分段跳仓开挖工艺是应对富水砂层和流塑状黏土的重要方法。将整个基坑划分为多个小区域，采用"挖一仓、撑一仓"的交替作业方式。每个开挖仓长度控制在6-8 米，并在 24 小时内完成该段的支撑安装。这种工艺能显著减少土体暴露时间，避免软土流变导致的槽壁失稳。在2025 年长三角某地铁项目中，采用该技术后周边管线沉降量较传统工法降低约 40% 。关键控制要点包括严格限制单次开挖面积、确保支撑及时性以及保持相邻仓段的高差不超过1.5 米。

自动化监测预警系统构成施工安全的"神经中枢"。系统由三维激光扫描仪、倾斜传感器和光纤应变计组成，实时采集管线位移、支护结构变形等数据。监测频率随施工进度动态调整，在关键工序阶段可达每分钟1 次。当监测值达到预警阈值的 80% 时，系统自动启动二级预警，提示调整施工参数；若超过阈值，则立即停止作业并启动应急预案。

针对障碍物处理，发展出"探-分-处"三阶段技术路线。首先采用地质雷达进行全域扫描，建立障碍物三维分布图；然后根据障碍物材质和位置划分处理优先级；最后选用液压破碎或静力切割等工艺进行清除。对于无法移除的大型障碍物，可采用绕桩成槽或调整连续墙位置等柔性处理方案。在杂填土区域施工时，还需特别注意避免机械振动导致障碍物移位碰撞管线。

注浆加固技术作为补充手段，在管线保护中发挥重要作用。通过预埋袖阀管，在施工不同阶段实施补偿注浆。当监测显示管线沉降接近限值时，立即启动针对性注浆，将水泥-水玻璃双液浆注入土体空隙，抬升沉降区域。注浆压力需精确控制，过大会造成新的土体扰动，过小则无法达到抬升效果。2024-2025 年多个项目证明，该技术可使已发生沉降的管线回抬至安全范围。

2.2 不良地质条件下的施工加固与支护技术

在软土、富水砂层等不良地质条件下进行地铁车站施工，必须采取特殊的加固与支护措施。这些技术既要保证基坑稳定，又要控制周边土体变形，避免对邻近管线造成影响。根据2025 年最新工程实践，主要采用以下关键技术。

针对软黏土地层，采用“分层注浆 +; 微型桩”复合加固方法。首先在开挖前对软土层进行分层注浆，通过袖阀管将水泥浆液注入土体，形成网格状加固区。注浆分三个阶段实施：先外围后内部、先下部后上部，确保形成连续加固体。对于特别软弱的流塑状土层，还需增设微型钢管桩，桩间距控制在0.8-1.2 米，形成立体支撑网络。这种组合技术能显著提高土体抗剪强度，有效预防成槽过程中的槽壁坍塌。

富水砂层处理重点解决渗流和管涌问题。采用“双帷幕止水”技术，在基坑外围设置两道高压旋喷桩止水帷幕。外帷幕用于截断地下水补给，内帷幕则控制坑内降水影响范围。帷幕搭接长度不小于 0.3 米，桩体垂直度偏差需小于1/150。同时配合轻型井点降水，保持水位缓慢下降，避免因快速抽水引发砂层失稳。2025 年珠三角某项目应用表明，该技术可使周边水位下降幅度减少约 50% ，大幅降低管线沉降风险。

支护结构设计采用“刚柔并济”原则。地下连续墙厚度根据地质条件分段调整，在软土较厚区段增加至0.8 米，并设置H型钢接头提高整体性。支撑系统采用伺服液压支撑，能根据监测数据自动调整轴力。特别在管线密集侧，支撑间距加密至3 米，并增设预应力锚索分担土压力。

针对障碍物与管线交错区域，发展出“局部置换”技术。先用螺旋钻机在障碍物周围形成钻孔，然后注入速凝浆液置换原有土体，形成强度均匀的加固区。对于紧贴管线的障碍物，采用“静力切割+分段移除”工艺，全程采用光学测距仪监控管线位移。2024 年上海某工程中，该技术成功在距燃气管线仅0.5 米处清除了混凝土障碍物，且管线累计沉降控制在2 毫米内。

施工过程实施“三阶段”变形控制。预备阶段通过数值模拟预测变形趋势，预埋补偿注浆管；主动控制阶段采用“短进尺、快封闭”工法，每个开挖段支护完成时间不超过 8 小时；补偿阶段根据监测数据实施精准注浆，注浆压力控制在 0.3-0.5MPa范围。这三个阶段形成完整控制链条，确保变形始终处于可控状态。

结语

综上所述，本文针对软土、富水砂层等典型不良地质特性，系统分析了其对地下连续墙成槽、基坑支护等施工环节的影响机制。研究提出包含微型钢管桩隔离保护、分区分段跳仓开挖、自动化监测预警等关键技术在内的综合解决方案，通过优化施工工艺有效控制地表沉降，显著降低对周边管线的扰动风险。工程实践表明，采用动态调整支护参数、精细化注浆加固等措施，能够明显改善流塑状土层中的结构稳定性。该技术体系为复杂环境下的地铁建设提供了可借鉴的工程经验，对保障城市地下工程安全实施具有重要实践价值，未来可结合智能施工技术进一步优化风险防控能力。

参考文献

[1] 轨道交通高架穿越结构交叉施工关键技术. 许干先.流体测量与控制,2022(04)

[2] 地铁车站先隧后站施工关键技术运营. 王占兵.冶金管理,2019(23)

[3] 复杂条件下地铁车站施工关键技术. 靳昆.江西建材,2015(07)