IK413012掌握地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)與施工方法
     本條文簡(jiǎn)要介紹地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)形式及施工方法。
     一、不同方法施工地鐵區(qū)間隧道
     （一）明挖法施工隧道
     1．在場(chǎng)地開闊、建筑物稀少、交通及環(huán)境允許的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先采用施工速度快、造價(jià)較低的明挖法施工。明挖法施工的地下鐵道區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)通常采用矩形斷面，一般為整體澆注或裝配式結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是其內(nèi)輪廓與地下鐵道建筑限界接近，內(nèi)部?jī)艨湛梢缘玫匠浞掷茫Y(jié)構(gòu)受力合理，頂板上便于敷設(shè)城市地下管網(wǎng)和設(shè)施。
     2．整體式襯砌結(jié)構(gòu)
     明挖現(xiàn)澆隧道結(jié)構(gòu)斷面分單跨、雙跨等形式，由于結(jié)構(gòu)整體性好，防水性能容易得到保證，可適用于各種工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；但是，施工工序較多，速度較慢。
     3．預(yù)制裝配式襯砌
     預(yù)制裝配式襯砌的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)工業(yè)化生產(chǎn)水平、施工方法、起重運(yùn)輸條件、場(chǎng)地條件等因地制宜選擇，目前以單跨和雙跨較為通用。關(guān)于裝配式襯砌各構(gòu)件之間的接頭構(gòu)造，除了要考慮強(qiáng)度、剛度、防水性等方面的要求外，還要求構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便。裝配式襯砌整體性較差，對(duì)于有特殊要求（如防護(hù)、抗震等）的地段要慎重選用。
     （二）噴錨暗挖（礦山）法施工隧道
     1．在城市區(qū)域、交通要道及地上地下構(gòu)筑物復(fù)雜地區(qū)，隧道施工噴錨暗挖法常是一種較好的選擇；隧道施工時(shí)，一般采用拱形結(jié)構(gòu)，其基本斷面形式為單拱、雙拱和多跨連拱。前者多用于單線或雙線的區(qū)間隧道或聯(lián)絡(luò)通道，后兩者多用在停車線、折返線或喇叭口岔線上。采用噴錨暗挖法隧道襯砌又稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)，其作用是加固圍巖并與圍巖一起組成一個(gè)有足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系，共同承受可能出現(xiàn)的各種荷載，保持隧道斷面的使用凈空，防止地表下沉，提供空氣流通的光滑表面，堵截或引排地下水。根據(jù)對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的基本要求以及隧道所處的圍巖條件、地下水狀況、地表下沉的控制、斷面大小和施工方法等，可以采用基本結(jié)構(gòu)類型及其變化方案。
     Z．襯砌的基本結(jié)構(gòu)類型一復(fù)合式襯砌
     這種襯砌結(jié)構(gòu)是由初期支護(hù)、防水隔離層和二次襯砌所組成，復(fù)合式襯砌外層為初期支護(hù)，其作用是加固圍巖，控制圍巖變形，防止圍巖松動(dòng)失穩(wěn)，是襯砌結(jié)構(gòu)中的主要承載單元。一般應(yīng)在開挖后立即施作，并應(yīng)與圍巖密貼。所以，最適宜采用噴錨支護(hù)，根據(jù)具體情況，選用錨桿、噴混凝土、鋼筋網(wǎng)和鋼支撐等單一或并用而成。
     3．襯砌結(jié)構(gòu)的變化方案
     在干燥無水的堅(jiān)硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護(hù)，不做防水隔離層和二次襯砌，但此時(shí)對(duì)噴混凝土的施工工藝和抗風(fēng)化性能都應(yīng)有較高的要求，襯砌表面要平整，不允許出現(xiàn)大量的裂縫。
     在防水要求不高，圍巖有一定的自穩(wěn)能力時(shí)，區(qū)間隧道亦可采用單層的模注混凝土襯砌，不做初期支護(hù)和防水隔離層。施工時(shí)如有需要可設(shè)置用木料、鋼材或噴錨做成的臨時(shí)支撐。不同于受力單元，一般情況下，在澆注混凝土?xí)r需將臨時(shí)支撐拆除，以供下次使用。單層模注襯砌又稱為整體式襯砌，為適應(yīng)不同的圍巖條件，整體式襯砌可做成等截面直墻式和等截面或變截面曲墻式，前者適用于堅(jiān)硬圍巖，后者適用于軟弱圍巖。
     （三）盾構(gòu)法施工隧道
     1．在松軟含水地層、地面構(gòu)筑物不允許拆遷，施工條件困難地段，采用盾構(gòu)法施工隘道能顯示其優(yōu)越性：振動(dòng)小、噪聲低、施工速度快、安全可靠，對(duì)沿線居民生活、地下和地面構(gòu)筑物及建筑物影響小等。盾構(gòu)法修建的區(qū)間隧道襯砌有預(yù)制裝配式襯砌、預(yù)制裝配式襯砌和模注鋼筋混凝土整體式襯砌相結(jié)合的雙層襯砌以及擠壓混凝土整體式襯砌三大類。見圖1K413012-1。
     圖1K413012-1盾構(gòu)法隧道襯砌橫斷面示意圖(a)單層裝配式襯砌；(b)雙層復(fù)合式襯砌；(c)擠壓混凝土整體式襯砌
     2．預(yù)制裝配式襯砌
     預(yù)制裝配式襯砌是用工廠預(yù)制的構(gòu)件，稱為管片，在盾構(gòu)尾部拼裝而成的。管片種類按材料可分為鋼筋混凝土、鋼、鑄鐵以及由幾種材料組合而成的復(fù)合管片。
     鋼筋混凝土管片的耐壓性和耐久性都比較好；目前已可生產(chǎn)抗壓強(qiáng)度達(dá)60MPa、滲透系數(shù)小于lO-11 m／s的管片，而且，這幾種管片剛度大，由其組成的襯砌防水性能有保證。鋼管片的強(qiáng)度高，具有良好的可焊接性，便于加工和維修，重量輕也便于施工。與混凝土管片相比，其剛度小、易變形，而且鋼管片的抗銹性差，在不做二次襯砌時(shí)，必須有抗腐、抗銹措施。鑄鐵管片強(qiáng)度高，防水和防銹蝕性能好，易加工。和鋼管片相比，剛度亦較大，故在早期的地下鐵道區(qū)間隧道中得到廣泛的應(yīng)用．。
     鋼和鑄鐵管片價(jià)格較貴，現(xiàn)在除了在需要開口的襯砌環(huán)或預(yù)計(jì)將承受特殊荷載的地段采用外，一般都采用鋼筋混凝土管片。
     按管片螺栓手孔成型大小，可將管片分為箱型和平板型兩類。箱型管片是指因手孔較大而呈肋板型結(jié)構(gòu)，手孔較大不僅方便了接頭螺栓的穿入和擰緊，而且也節(jié)省了材料，使單塊管片重量減輕，便于運(yùn)輸和拼裝。但因截面削弱較多，在盾構(gòu)千斤頂推力作用下容易開裂，故只有強(qiáng)度較大的金屬管片才采用箱型結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，直徑和厚度較大的鋼筋混凝土管片也有采用箱型結(jié)構(gòu)的。在箱型管片中縱向加勁肋是傳遞千斤頂推力的關(guān)鍵部位，一般沿襯砌環(huán)向等距離布置，加勁肋的數(shù)量應(yīng)大于盾構(gòu)千斤頂?shù)呐_(tái)數(shù)，其形狀應(yīng)根據(jù)管片拼裝和是否需要灌注二次襯砌的施工要求而定，見圈1K413012-2。平板型管片是指因螺栓手孔較小或無手孔而呈曲板型結(jié)構(gòu)的管片，由于管片截面削弱少或無削弱，故對(duì)盾構(gòu)千斤頂推力具有較大的抵抗力，對(duì)通風(fēng)的阻力也較小。無手孔的管片也稱為砌塊，現(xiàn)代的鋼筋棍凝土管片多采用平板型結(jié)構(gòu)見圖1K413012-3。
     襯砌環(huán)內(nèi)管片之間以及各襯砌環(huán)之間的連接方式，從其力學(xué)特性來看，可分為柔性連接和剛性連接，前者允許相鄰管片間產(chǎn)生微小的轉(zhuǎn)動(dòng)和壓縮，使襯砌環(huán)能按內(nèi)力分布狀態(tài)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，以改善襯砌環(huán)的受力狀態(tài)。后者則通過增加連接螺栓的排數(shù)，力圖在構(gòu)造上使接縫處的剛度與管片本身相同。實(shí)踐證明，剛性連接不僅拼裝麻煩、造價(jià)高，而且會(huì)在村砌環(huán)中產(chǎn)生較大的次應(yīng)力，帶來不良后果，因此，目前較為通用的是柔性連接，常用的有：?jiǎn)闻怕菟ㄟB接、銷釘連接及無連接件等。 編輯推薦：

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