【摘  要】地铁设计与施工中会遇到各种各样的问题。怎样使用通用方法去解决个性问题是本文研究的主要内容。文章通过对地铁设计施工中常用措施例析，阐述了“隔离法”的内涵与应用，对地铁设计施工人员有一定借鉴作用。

【关键词】隔离法；地铁设计；系统环境

 

      力学中对物体的受力分析方法有隔离法，而将其延伸到地铁设计里的隔离法是指将被施工对象从整个系统环境中隔离出来, 然后以新设计工程替换隔离部分的承载能力等各项指标以到达新的平衡。隔离法的思路注重切断被隔离部分与原系统环境的联系，从而可以单独施做被隔离部分,将复杂的问题简单化。

 

      岩体是由不同规模、不同形态、不同成因、不同方向和不同序次的结构面围限而成的结构体共同组成的综合体，在它形成和存在的整个地质历史过程中，经受了各种复杂的地质作用，所以造就了其综合体内错综复杂的关系，也就加大了地铁设计中施做隔离时的难度。

      地下水是指广泛埋藏于地表以下的各种状态的水。大气降水是地下水的主要来源。根据地下埋藏条件的不同，地下水可分为上层滞水、潜水和承压水三大类。上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水。承压水是埋藏较深的、流动于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力。

      地铁设计中最常遇到的问题就是在施做地下工程时怎样创造一个无水的作业平台，而这个作业平台恰恰处于地下水层中，这无疑是应用地铁隔离法时的一大难题。

 

      地铁设计中应用隔离法的例子很多，如地下连续墙，旋喷桩、止水帷幕、防水隔离层等施工措施，下面我仅就几个具体的地铁设计施工实例来进一步说明隔离法的应用。

      膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石,为一种高塑性黏土，其承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。于是，其上建筑物常产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形，造成位移、开裂、倾斜甚至破坏。

      当在膨胀土中修建地铁时候，我们必须考虑到膨胀土对地铁结构的影响是一个渐进的过程。首先受影响的是膨胀土的表层，经过失水与吸水的交替过程致使土层表面开裂、剥离，然后如此循环使裂隙进一步发育从而破坏内部土体。应用隔离法的思路，必须将膨胀土表层与大气环境相隔离，于是在地铁基坑开发挖设计时，我们选择了土钉挂网喷浆方案，喷浆隔断了膨胀土与周围大气环境水的交换，维持了原膨胀土体系的平衡，避免了膨胀土对地铁结构的影响。虽然只是一个小小的措施，但是避开了膨胀土体系复杂的变化特性对地铁设计施工的影响，体现了隔离法的思想。

      当地铁设计水位较高时，我们在围护与止水方面一般会选择地下连续墙的形式，地下连续墙的施工工序为先在地面上构筑导墙，采用专门的成槽设备，沿着支护或深开挖工程的周边，在特制泥浆护壁条件下，每次开挖一定程度的沟槽至指定深度，清槽后，向槽内吊放钢筋笼，然后用导管法浇注水下混凝土，混凝土至下而上充满槽内并把泥浆从槽内置换出来，筑成一个单元槽段，并依次逐段进行，这些相互邻接的槽段在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙，从而形成了一个隔离体，将被施工对象从原环境中隔离出来，这是隔离法应用最典型的例子。

      图1所示基坑，开挖后大量涌水，若采用抽水机抽水，不仅会影响周围的建筑产生不均匀沉降，而且由于该基坑临近河道，基坑内水与河水存在水利联系，抽水方案达不到预期效果。

      应用隔离法的思路，以基坑内的水为施工对象将其隔离。涌水后基坑及周边地下水暂时处于一个相对平衡态，例比地下连续墙的做法，我们沿基坑四周布置隔离帷幕模板，这里的模板取 5mm 厚的铁皮（见图 2），然后在静水平衡的情况下往模板与基坑边之间注水泥浆（无压注浆），由于水泥比水重，水泥在静水平衡的情况下会慢慢地向下沉淀并且水硬固结从而形成隔离体，待隔离体达到一定强度后，就可以抽水然后进行以后的施工作业。

      地铁设计施工中应用隔离法的例子很多，但这些例子大多只是依托经验而做，并没有将这些经验措施上升到方法与理论的高度，本文尽量从这些常见的措施中找出他们的共性，然后将其升华，提出了“隔离法”，与地铁设计施工人员共同探讨。

 

【1】施仲衡，等.地下铁道设计与施工[M].西安：陕西科学技术出版社，2006.

【2】刘国彬，王卫东，等．基坑工程手册[K].北京：中国建筑工业出版社，2009.

【3】沈春林．建筑防水设计与施工手册[K].北京：中国电力出版社，2011.