1K413012　地铁区间隧道结构与施工方法

　　一、暗挖施工方法比较与选择

　　(一)喷锚暗挖(矿山)法

　　(1)地层预加固和预支护

　　在城市地铁隧道施工中，经常遇到砂砾土、砂性土、黏性土或强风化基岩等不稳定地层。这类地层在隧道开挖过程中自稳时间短暂，往往在初期支护尚未来得及施作，或喷射混凝土尚未获得足够强度时，拱墙的局部地层已开始坍塌。为此，需采用地层预加固、预支护的方法，以提高周围地层的稳定性。常用的预加固和预支护方法有：小导管超前预注浆、开挖面超前深孔注浆及管棚超前支护;详见1K413043。

　　(2)隧道土方开挖与支护

　　采用浅埋暗挖法开挖作业时，所选用的施工方法及工艺流程，应保证最大限度地减少对地层的扰动，提高周围地层自承作用和减少地表沉降。根据不同的地质条件及隧道断面，选用不同的开挖方法，但其总原则是：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。初期支护封闭成环后，隧道处于暂时稳定状态，通过监控量测，确认达到基本稳定状态时，可以进行二次衬砌的混凝土灌注工作。如量测结果证明尚未稳定，则需继续监测;如监测结果证明支护有失稳的趋势时，则需及时通过设计部门共同协商，确定加固方案;详见1K413041。

　　(3)初期支护形式

　　在软弱破碎及松散、不稳定的地层中采用浅埋暗挖法施工时，除需对地层进行预加固和预支护外，隧道初期支护施作的及时性及支护的强度和刚度，对保证开挖后隧道的稳定性、减少地层扰动和地表沉降，都具有决定性的影响。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;详见1K413044。

　　(4)二次衬砌

　　在浅埋暗挖法中，初期支护的变形达到基本稳定，且防水结构施工验收合格后，可以进行二次混凝土衬砌灌注工序。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。

　　其他灌注工艺和机械设备与一般隧道衬砌施工基本相同。

　　二次衬砌模板可以采用临时木模板或金属定型模板，更多情况则使用模板台车，因为区间隧道的断面尺寸基本不变，有利于使用模板台车，加快立模及拆模速度。衬砌所用的模板、墙架，拱架均应式样简单、拆装方便、表面光滑、接缝严密。使用前应在样板台上校核;重复使用时，应随时检查并整修;详见1K413045。

　　(5)监控量测

　　利用监控量测信息指导设计与施工是浅埋暗挖施工工序的重要组成部分。在设计文件中应提出具体要求和内容，监控量测的费用应纳入工程成本。在实施过程中施工单位要有专门机构执行与管理，并由项目技术负责人统一掌握、统一领导。经验证明拱顶下沉是控制稳定较直观的和可靠的判断依据，水平收敛和地表下沉有时也是重要的判断依据。对于地铁隧道来讲，地表下沉测量显得尤为重要。

　　(二)盾构法

　　(1)盾构法施工见图1K413012-2，其基本施工步骤：

　　1)在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作(竖)井;

　　2)盾构机在始发端工作井内安装就位;

　　3)依靠盾构机千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上)将盾构机从始发工作井的墙壁预留洞门推出;

　　4)盾构机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)盾构机进入接收工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。

　　二、不同方法施工地铁区间隧道的结构形式

　　(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。明挖法施工的地下铁道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。

　　1.整体式衬砌结构

　　明挖现浇隧道结构断面分单跨、双跨等形式，由于结构整体性好，防水性能容易得到保证，可适用于各种工程地质和水文地质条件;但是，施工工序较多，速度较慢。

　　2.预制装配式衬砌

　　预制装配式衬砌的结构形式应根据工业化生产水平、施工方法、起重运输条件、场地条件等因地制宜选择，目前以单跨和双跨较为通用。关于装配式衬砌各构件之间的接头构造，除了要考虑强度、刚度、防水性等方面的要求外，还要求构造简单、施工方便。装配式衬砌整体性较差，对于有特殊要求(如防护、抗震等)的地段要慎重选用。

　　(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，隧道施工喷锚暗挖法通常是一种较好的选择;隧道施工时，一般采用拱形结构，其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。前者多用于单线或双线的区间隧道或联络通道，后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上。

　　采用喷锚暗挖法隧道衬砌又称为支护结构或初期支护，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，防止地表沉降，提供空气流通的光滑表面，堵截或引排地下水。根据对隧道衬砌结构的基本要求以及隧道所处的围岩条件、地下水状况、地表下沉的控制、断面大小和施工方法等，可以采用基本结构类型及其变化方案。

　　1.衬砌的基本结构类型——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，根据具体情况，选用锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢支撑等单一或并用而成。

　　2.衬砌结构的变化方案

　　在干燥无水的坚硬围岩中，区间隧道衬砌亦可采用单层的喷锚支护，不做防水隔离层和二次衬砌，但此时对喷混凝土的施工工艺和抗风化性能都应有较高的要求，衬砌表面要平整，不允许出现大量的裂缝。

　　在防水要求不高，围岩有一定的自稳能力时，区间隧道亦可采用单层的模筑混凝土衬砌，不做初期支护和防水隔离层。施工时如有需要可设置用木料、钢材或喷锚做成的临时支撑。不同于受力单元，一般情况下，在浇筑混凝土时需将临时支撑拆除，以供下次使用。单层模筑衬砌又称为整体式衬砌，为适应不同的围岩条件，整体式衬砌可做成等截面直墙式和等截面或变截面曲墙式，前者适用于坚硬围岩，后者适用于软弱围岩。

　　(三)盾构法施工隧道

　　盾构法隧道采用的预制装配式衬砌是用工厂预制的构件(称为管片)，在盾构尾部拼装而成的。

　　1. 管片类型

　　2.管环构成

　　3.管片的通缝和错缝拼装

　　4.衬砌环类型

　　(四)联络通道

　　联络通道是设置在两条地铁隧道之间的一条横向通道，起到安全疏散乘客、隧道排水及防火、消防等作用

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