二級建造師市政工程考點：地鐵區(qū)間隧道結構與施工方法

　　一、不同方法施工地鐵區(qū)間隧道結構

　　（一）明挖法施工隧道

　　在場地開闊、建筑物稀少、交通及環(huán)境允許的地區(qū),應優(yōu)先采用施工速度快、造價較低的明挖法施工。明挖法施工的地下鐵道區(qū)間隧道結構通常采用矩形斷面，一般為整體澆注或裝配式結構。

　　整體式襯砌結構整體性好，防水性能容易得到保證，適用于各種工程地質和水文地質條件，缺點：工序較多，速度較慢。預制裝配式襯砌整體性差。

　　（二）噴錨暗挖（礦山）法施工隧道

　　隧道施工噴錨暗挖法常是一種較好的選擇；隧道施工時，一般采用拱形結構,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)絡通道，后兩者多用在停車線、折返線或喇叭口岔線上。

　　錨暗挖法施工隧道的襯砌主要是復合式襯砌。這種襯砌結構是由初期支護、防水隔離層和二次襯砌所組成，復合式襯砌外層為初期支護，其作用是加固圍巖，控制圍巖變形，防止圍巖松動失穩(wěn)，是襯砌結構中的主要承載單元。一般應在開挖后立即施作，并應與圍巖密貼。所以最適宜采用噴錨支護。

　　在干燥無水的堅硬圍巖中，區(qū)間隧道襯砌亦可采用單層的噴錨支護，不做防水隔離層和二次襯砌，但這種襯砌對噴混凝土的施工工藝和抗風化性能都應有較高的要求，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，區(qū)間隧道也采用單層的模注混凝土襯砌，不做初期支護和防水隔離層。單層模注襯砌又稱為整體式襯砌，為適應不同的圍巖條件，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，前者適用于堅硬圍巖，后者適用于軟弱圍巖。

　　（三）盾構法施工隧道

　　在松軟含水地層、地面構筑物不允許拆遷，施工條件困難地段，采用盾構法施工隧道能顯示其優(yōu)越性：振動小、噪聲低、施工速度快、安全可靠，對沿線居民生活、地下和地面構筑物及建筑物影響小等。

　　盾構法修建的區(qū)間隧道襯砌有預制裝配式襯砌、預制裝配式襯砌和模筑鋼筋混凝土整體式襯砌相結合的雙層襯砌以及擠壓混凝土整體式襯砌三大類。

　　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合管片。

　　鋼筋混凝土管片的耐壓性和耐久性都比較好；鋼和鑄鐵管片價格較貴,現(xiàn)在除了在需要開口的襯砌環(huán)或預計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。

　　二、施工方法比較與選擇

　　（一）噴錨暗挖（礦山）法

　　1.新奧法施工

　　采用噴砼錨桿作為初期支護的施工順序一般為：先噴砼后打錨桿；圍巖條件惡劣時，則采用初噴砼→架鋼支撐→打錨桿→二次噴砼。

　　2.淺埋暗挖法施工

　　淺埋暗挖法的工藝流程和技術要求主要是針對埋置深度較淺、松散不穩(wěn)定的土層和軟弱破碎巖層施工面制定的。

　　淺埋暗挖法與新奧法相比，更強調地層的預支護和預加固。

　　（1）地層預加固和預支護

　　常用的預加固和預支護方法有：小導管超前預注漿、開挖面深孔注漿及管棚超前支護。

　　（2）隧道土方開挖與支護

　　（3）初期支護形式

　　在諸多支護形式中，鋼拱錨噴混凝土支護是滿足上述要求的最佳支護形式。

　　（4）二次襯砌

　　在淺埋暗挖法中，初期支護的變形達到基本穩(wěn)定，且防水結構施工驗收合格后，可以進行二次混凝土襯砌施工。通過監(jiān)控量測，掌握隧道動態(tài)，提供信息，指導二次襯砌施作時機。這是淺埋暗挖法中二次襯砌施工與一般隧道襯砌施工的主要區(qū)別。

　　二次襯砌模板可以采用臨時木模板或金屬定型模板，更多情況則使用模板臺車，因為區(qū)間隧道的斷面尺寸基本不變，使用模板臺車，有利于加快立模及拆模速度。

　　（5）監(jiān)控量測

　　經(jīng)驗證明拱頂下沉是控制穩(wěn)定較直觀的和可靠的判斷依據(jù)，水平收斂和地表下沉有時也是重要的判斷依據(jù)。對于地鐵隧道來講，地表下沉測量顯得尤為重要。（第二章2K320130　隧道施工安全事故預防中7個必測項目）

　　（二）盾構法施工

　　1.盾構法施工設備

　　盾構是用來開挖土砂類圍巖的隧道機械，由切口環(huán)、支撐環(huán)及盾尾三部分組成。

　　盾構機的種類繁多，按開挖面是否封閉劃分有密閉式和敞開式兩類；按平衡開挖面的土壓與水壓的原理不同，密閉式盾構機分為土壓式（常用泥土壓式）和泥水式兩種。土壓式盾構，以土壓和塑流性改良控制為主，輔以排土量、盾構參數(shù)控制。泥水式盾構，以泥水壓和泥漿性能控制為主，輔以排土量控制。

　　2.盾構法的適用條件

　　（1）在松軟含水地層，相對均質的地質條件。

　　（2）盾構法施工隧道應有足夠的埋深，覆土深度宜不小于6m。

　　（3）地面上必須有修建用于盾構進出洞和出土進料的工作井位置。

　　（4）隧道之間或隧道與其他建（構）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m，豎直方向1.5m。

　　（5）從經(jīng)濟角度講，連續(xù)的盾構施工長度不宜小于300m。

　　3.盾構法施工隧道具有以下優(yōu)點

　　（1）除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪聲和振動影響；

　　（2）盾構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行，施工易于管理，施工人員也較少；

　　（3）隧道的施工費用不受覆土量多少影響，適宜于建造覆土較深的隧道；

　　（4）施工不受風雨等氣候條件影響；

　　（5）當隧道穿過河底或其他建筑物時，不影響施工；

　　（6）只要設法使盾構的開挖面穩(wěn)定，則隧道越深，地基越好，土中影響施工的埋設物等越少，與明挖法相比，經(jīng)濟上、施工進度上越有利。

　　4.盾構法施工存在的問題

　　（1）當隧道曲線半徑過小時，施工較為困難；

　　（2）在陸地建造隧道時，如隧道覆土太淺，則盾構法施工困難很大，而在水下時,如覆土太淺則盾構法施工不夠安全；

　　（3）盾構施工中采用全氣壓方法以疏干和穩(wěn)定地層時，對勞動保護要求較高，施工條件差；

　　（4）盾構法隧道上方一定范圍內的地表沉陷尚難完全防止，特別在飽和含水松軟的土層中,要采取嚴密的技術措施才能把沉陷限制在很小的限度內。