第27讲地铁区间隧道结构与施工方法

　　一、不同方法施工的地铁区间隧道结构

　　(一)明挖法施工隧道

　　在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区，应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。明挖法施工的地铁区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇筑或装配式结构，其优点是其内轮廓与地下铁道建筑限界接近，内部净空可以得到充分利用，结构受力合理，顶板上便于敷设城市地下管网和设施。

　　(二)喷锚暗挖(矿山)法施工隧道

　　在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区进行隧道施工，喷锚暗挖法常是一种较好的选择。

　　采用喷锚暗挖法隧道衬砌又称为支护结构，其作用是加固围岩并与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系，共同承受可能出现的各种荷载，保持隧道断面的使用净空，防止地表下沉，提供空气流通的光滑表面，堵截或引排地下水。

　　喷锚暗挖(矿山)法施工隧道的衬砌主要为复合式衬砌。这种衬砌结构是由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成。复合式衬砌外层为初期支护，其作用是加固围岩，控制围岩变形，防止围岩松动失稳，是衬砌结构中的主要承载单元。一般应在开挖后立即施作，并应与围岩密贴。所以，最适宜采用喷锚支护

　　(三)盾构法施工隧道

　　在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁，施工条件困难地段，采用盾构法施工隧道能显示其优越性：

　　盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模筑钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类(见图2K313012-1)。

　　二、施工方法比较与选择

　　(一)喷锚晤挖(矿山)法

　　1. 喷锚暗挖法施工

　　2.新奥法施工

　　新奥法施工隧道适用于稳定地层，应根据地质、施工机具条件，尽量采用对围岩扰动少的支护方法。岩石地层当采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破、预裂爆破技术，尽量减少欠挖、超挖。

　　3.浅埋暗挖法施工

　　(1)地层预加固和预支护

　　常用的预加固和预支护方法有：小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆及管棚超前支护。

　　(2)隧道土方开挖与支护

　　其总原则是：预支护、预加固一段，开挖一段;开挖一段，支护一段;支护一段，封闭成环一段。

　　(3)初期支护形式

　　在诸多支护形式中，钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式。

　　(4)二次衬砌

　　通过监控量测，掌握隧道动态，提供信息，指导二次衬砌施作时机。这是浅埋暗挖法中二次衬砌施工与一般隧道衬砌施工的主要区别。

　　(二)盾构法施工

　　1.盾构法施工基本原理

　　(1)在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作(竖)井;

　　(2)盾构在始发端工作井内安装就位;

　　(3)依靠盾构千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出;

　　(4)盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片;

　　(5)及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置;

　　(6)盾构进入接受工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。

　　2. 盾构法施工设备

　　盾构是用来开挖土砂类围岩的隧道机械，由切口环、支撑环及盾尾三部分组成，也称盾构机械。不同的地质条件应采用不同形式的盾构设备，盾构设备的正确选型是决定盾构法隧道施工成败的关键。

　　国内用于地铁工程的盾构主要是土压式和泥水式两种，这两种设备施工时的控制方法不同。土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制。泥水式盾构，以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制。

　　3. 盾构法的适用条件

　　(1)在松软含水地层，相对均质的地质条件。

　　(2)盾构法施工隧道应有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m。

　　(5)从经济角度讲，连续的盾构施工长度不宜小于300m。

　　4. 盾构法施工隧道具有以下优点

　　(1)除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响;

　　(3)隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道;

　　5. 盾构法施工存在的问题

　　(1)当隧道曲线半径过小时，施工较为困难;

　　(2)在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，则盾构法施工困难很大，而在水下时，如覆土太浅，则盾构法施工不够安全;