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　　1K413012　地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)與施工方法

　　一、暗挖施工方法比較與選擇

　　(一)噴錨暗挖(礦山)法

　　(1)地層預(yù)加固和預(yù)支護

　　在城市地鐵隧道施工中，經(jīng)常遇到砂礫土、砂性土、黏性土或強風(fēng)化基巖等不穩(wěn)定地層。這類地層在隧道開挖過程中自穩(wěn)時間短暫，往往在初期支護尚未來得及施作，或噴射混凝土尚未獲得足夠強度時，拱墻的局部地層已開始坍塌。為此，需采用地層預(yù)加固、預(yù)支護的方法，以提高周圍地層的穩(wěn)定性。常用的預(yù)加固和預(yù)支護方法有：小導(dǎo)管超前預(yù)注漿、開挖面超前深孔注漿及管棚超前支護;詳見1K413043。

　　(2)隧道土方開挖與支護

　　采用淺埋暗挖法開挖作業(yè)時，所選用的施工方法及工藝流程，應(yīng)保證最大限度地減少對地層的擾動，提高周圍地層自承作用和減少地表沉降。根據(jù)不同的地質(zhì)條件及隧道斷面，選用不同的開挖方法，但其總原則是：預(yù)支護、預(yù)加固一段，開挖一段;開挖一段，支護一段;支護一段，封閉成環(huán)一段。初期支護封閉成環(huán)后，隧道處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)，通過監(jiān)控量測，確認達到基本穩(wěn)定狀態(tài)時，可以進行二次襯砌的混凝土灌注工作。如量測結(jié)果證明尚未穩(wěn)定，則需繼續(xù)監(jiān)測;如監(jiān)測結(jié)果證明支護有失穩(wěn)的趨勢時，則需及時通過設(shè)計部門共同協(xié)商，確定加固方案;詳見1K413041。

　　(3)初期支護形式

　　在軟弱破碎及松散、不穩(wěn)定的地層中采用淺埋暗挖法施工時，除需對地層進行預(yù)加固和預(yù)支護外，隧道初期支護施作的及時性及支護的強度和剛度，對保證開挖后隧道的穩(wěn)定性、減少地層擾動和地表沉降，都具有決定性的影響。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;詳見1K413044。

　　(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(jié)構(gòu)施工驗收合格后，可以進行二次混凝土襯砌灌注工序。通過監(jiān)控量測，掌握隧道動態(tài)，提供信息，指導(dǎo)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。

　　其他灌注工藝和機械設(shè)備與一般隧道襯砌施工基本相同。

　　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，有利于使用模板臺車，加快立模及拆模速度。襯砌所用的模板、墻架，拱架均應(yīng)式樣簡單、拆裝方便、表面光滑、接縫嚴密。使用前應(yīng)在樣板臺上校核;重復(fù)使用時，應(yīng)隨時檢查并整修;詳見1K413045。

　　(5)監(jiān)控量測

　　利用監(jiān)控量測信息指導(dǎo)設(shè)計與施工是淺埋暗挖施工工序的重要組成部分。在設(shè)計文件中應(yīng)提出具體要求和內(nèi)容，監(jiān)控量測的費用應(yīng)納入工程成本。在實施過程中施工單位要有專門機構(gòu)執(zhí)行與管理，并由項目技術(shù)負責(zé)人統(tǒng)一掌握、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)。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。

　　(二)盾構(gòu)法

　　(1)盾構(gòu)法施工見圖1K413012-2，其基本施工步驟：

　　1)在盾構(gòu)法隧道的始發(fā)端和接收端各建一個工作(豎)井;

　　2)盾構(gòu)機在始發(fā)端工作井內(nèi)安裝就位;

　　3)依靠盾構(gòu)機千斤頂推力(作用在已拼裝好的襯砌環(huán)和工作井后壁上)將盾構(gòu)機從始發(fā)工作井的墻壁預(yù)留洞門推出;

　　4)盾構(gòu)機在地層中沿著設(shè)計軸線推進，在推進的同時不斷出土和安裝襯砌管片;

　　5)及時地向襯砌背后的空隙注漿，防止地層移動和固定襯砌環(huán)位置;

　　6)盾構(gòu)機進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進。

　　二、不同方法施工地鐵區(qū)間隧道的結(jié)構(gòu)形式

　　(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(yīng)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(jié)構(gòu)通常采用矩形斷面，一般為整體澆筑或裝配式結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點是其內(nèi)輪廓與地下鐵道建筑限界接近，內(nèi)部凈空可以得到充分利用，結(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。

　　1.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。

　　2.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、起重運輸條件、場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，除了要考慮強度、剛度、防水性等方面的要求外，還要求構(gòu)造簡單、施工方便。裝配式襯砌整體性較差，對于有特殊要求(如防護、抗震等)的地段要慎重選用。

　　(二)噴錨暗挖(礦山)法施工隧道

　　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通常是一種較好的選擇;隧道施工時，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結(jié)構(gòu)或初期支護，其作用是加固圍巖并與圍巖一起組成一個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，防止地表沉降，提供空氣流通的光滑表面，堵截或引排地下水。根據(jù)對隧道襯砌結(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。

　　1.襯砌的基本結(jié)構(gòu)類型——復(fù)合式襯砌

　　這種襯砌結(jié)構(gòu)是由初期支護、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，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(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，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。

　　2.襯砌結(jié)構(gòu)的變化方案

　　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，但此時對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，區(qū)間隧道亦可采用單層的模筑混凝土襯砌，不做初期支護和防水隔離層。施工時如有需要可設(shè)置用木料、鋼材或噴錨做成的臨時支撐。不同于受力單元，一般情況下，在澆筑混凝土?xí)r需將臨時支撐拆除，以供下次使用。單層模筑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，前者適用于堅硬圍巖，后者適用于軟弱圍巖。

　　(三)盾構(gòu)法施工隧道

　　盾構(gòu)法隧道采用的預(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。

　　1. 管片類型

　　2.管環(huán)構(gòu)成

　　3.管片的通縫和錯縫拼裝

　　4.襯砌環(huán)類型

　　(四)聯(lián)絡(luò)通道

　　聯(lián)絡(luò)通道是設(shè)置在兩條地鐵隧道之間的一條橫向通道，起到安全疏散乘客、隧道排水及防火、消防等作用

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