地鐵施工的主要施工方法

1、目前,國內(nèi)外地鐵施工方法主要有如下幾種:一 ,地鐵區(qū)間施工方法(一)明挖施工法通常在地面條件允許的情況下,地鐵區(qū)間隧道宜采用明挖法,但對社會環(huán)境影響很大,僅適合在無人,無交通,管線較少之地應(yīng)用,該方法現(xiàn)較少采用.明挖法是指挖開地面,由上向下開挖土石方至設(shè)計標(biāo)高后,自基底由下向上順作施工,完成隧道主體結(jié)構(gòu),最后回填基坑或恢復(fù)地面的施工方法.明挖法是各國地下鐵道施工的首選方法,在地面交通和環(huán)境允許的地方通常采用明挖法施工.淺埋地鐵車站和區(qū)間隧道經(jīng)常采用明挖法,明挖法施工屬于深基坑工程技術(shù).由于地鐵工程一般位于建筑物密集的城區(qū),因此深基坑工程的主要技術(shù)難點在于對基坑周圍原狀土的保護(hù),防止地表沉降,減

2、少對既有建筑物的影響.明挖法的優(yōu)點是施工技術(shù)簡單,快速,經(jīng)濟,常被用為首選方案.但其缺點也是明顯的,如阻斷交通時間較長,噪聲與震動等對環(huán)境的影響.(二)蓋挖施工法埋深較淺,場地狹窄及地面交通不允許長期占道施工情況下采用蓋挖法施工.依據(jù)主體結(jié)構(gòu)施工順序分為蓋挖順作法,蓋挖逆作法,蓋挖半逆作法.該法是在既有道路上先完成周邊圍護(hù)擋土結(jié)構(gòu)及設(shè)置在擋土結(jié)構(gòu)上代替原地表路面的縱橫梁和路面板,在此遮蓋下由上而下分層開挖基坑至設(shè)計標(biāo)高,再依序由下而上施工結(jié)構(gòu)物,最后覆土恢復(fù)為蓋挖順作法;反之先行構(gòu)筑頂板并恢復(fù)交通,再由上而下施工結(jié)構(gòu)物為蓋挖逆作法.(三)暗挖施工法暗挖法是在特定條件下,不挖開地面,全部在地下進(jìn)

3、行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工辦法.暗挖法主要包括:鉆爆法,盾構(gòu)法,掘進(jìn)機法,淺埋暗挖法,頂管法,新奧法等.其中尤以淺埋暗挖法和盾構(gòu)法應(yīng)用較為廣泛,目前北京地區(qū)的隧道施工當(dāng)中亦以該兩種方法居多.1.鉆爆法我國地域廣大,地質(zhì)類型多樣,重慶,青島等城市處于堅硬巖石地層中,廣州地鐵也有部分區(qū)段處于堅硬巖石地層中,這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開挖,噴錨支護(hù)(與通常的山嶺隧道相當(dāng)). 鉆爆法施工的全過程可以概括為:鉆爆,裝運出碴,噴錨支護(hù),灌注襯砌,再輔以通風(fēng),排水,供電等措施.在通過不良地質(zhì)地段時,常采用注漿,鋼架,管棚等一系列初期支護(hù)手段.根據(jù)隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸,鉆爆法隧道開挖可

4、采用各種不同的開挖方法,例如:上導(dǎo)坑先拱后墻法,下導(dǎo)坑先墻后拱法,正臺階法,反臺階法,全斷面開挖法,半斷面開挖法,側(cè)壁導(dǎo)坑法,cd法,crd法等.對于爆破,有光面爆破,預(yù)裂爆破等技術(shù).對于隧道初期支護(hù),有錨桿,噴混凝土,掛網(wǎng),鋼拱架,管棚等支護(hù)方法.及時的測量和信息反饋常用來監(jiān)測施工安全并驗證巖石支護(hù)措施是否合理.防水基本采用截,堵,排等幾種方法,其中在噴射混凝土內(nèi)表面張掛聚乙烯或聚氯乙烯板,然后再灌注二次混凝土襯砌被認(rèn)為是一種效果良好的防滲漏措施.2.盾構(gòu)法 我國應(yīng)用盾構(gòu)法修建隧道始于20世紀(jì)5060年代的上海.最初是用于修建城市地下排水隧道,采用的是比較老式的盾構(gòu)機(如網(wǎng)格式,壓氣式,插板

5、式等),80年代末,90年代初開始采用土壓式,泥水式等現(xiàn)代盾構(gòu)修筑地鐵區(qū)間隧道.盾構(gòu)法具有安全,可靠,快速,環(huán)保等優(yōu)點,目前,該方法已經(jīng)在我國的地鐵建設(shè)中得到了迅速的發(fā)展.據(jù)不完全統(tǒng)計,我國各城市地鐵采用的盾構(gòu)機已有60多臺,其中上海30臺,廣州20臺,北京,南京,天津,深圳各4臺,大多是土壓平衡盾構(gòu)機型. 盾構(gòu)法施工是以盾構(gòu)這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法.盾構(gòu)(shield )是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動鋼筒結(jié)構(gòu).鋼筒的前端設(shè)置有支撐和開挖土體的裝置,鋼筒的中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂;鋼筒的尾部可以拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán).盾構(gòu)每推進(jìn)一環(huán)距離,就在盾尾支護(hù)下

6、拼裝(或現(xiàn)澆)一環(huán)襯砌,并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿,以防止隧道及地面下沉.盾構(gòu)推進(jìn)的反力由襯砌環(huán)承擔(dān).盾構(gòu)施工前應(yīng)先修建一豎井,在豎井內(nèi)安裝盾構(gòu),盾構(gòu)開挖出的土體由豎井通道送出地面.盾構(gòu)法施工工藝見下圖所示.按盾構(gòu)斷面形狀不同可將其分為:圓形,拱形,矩形,馬蹄形4種.圓形因其抵抗地層中的土壓力和水壓力較好,襯砌拼裝簡便,可采用通用構(gòu)件,易于更換,因而應(yīng)用較為廣泛;按開挖方式不同可將盾構(gòu)分為:手工挖掘式,半機械挖掘式和機械挖掘式3種;按盾構(gòu)前部構(gòu)造不同可將盾構(gòu)分為:敞胸式和閉胸式2種;按排除地下水與穩(wěn)定開挖面的方式不同可將盾構(gòu)分為:人工井點降水,泥水加壓,土壓平衡式,局部氣壓盾構(gòu),全氣壓

7、盾構(gòu)等.隨著盾構(gòu)法研究的深入,工程應(yīng)用的增多,盾構(gòu)法施工技術(shù)以及盾構(gòu)機修造配套技術(shù)也得到了發(fā)展提高:上海地鐵隧道基本全部采用盾構(gòu)法修建,除區(qū)間單圓盾構(gòu)外,目前正在使用雙圓盾構(gòu)一次施工兩條平行的區(qū)間隧道,此外還試驗采用了方形斷面盾構(gòu)修建地下通道;采用直徑11.2m的泥水盾構(gòu)建成了大連路越江道路隧道,這也是目前我國最大直徑的盾構(gòu)機.廣州地鐵采用具有土壓平衡,氣壓平衡和半土壓平衡模式的新型復(fù)合式盾構(gòu)機成功應(yīng)用于既有軟土,又有堅硬巖石以及斷裂破碎帶的復(fù)雜地層的地鐵區(qū)間隧道修筑,大大拓展了盾構(gòu)法的應(yīng)用范圍.深圳,南京,北京,天津等城市雖然地質(zhì),水文條件各不相同,但采用盾構(gòu)法修建區(qū)間隧道均取得了成功. 除

8、了上述幾點外,我國盾構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步還表現(xiàn)在以下4個方面:掌握了盾構(gòu)機的選型和配套技術(shù),與外國合作設(shè)計生產(chǎn)盾構(gòu)機,配套施工設(shè)備包括管片模具完全能夠自行設(shè)計制造;掌握了盾構(gòu)隧道的設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算技術(shù)以及防水技術(shù);掌握了盾構(gòu)掘進(jìn)控制技術(shù),如盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)選擇控制,碴土和壓力管理,地表沉降控制,盾構(gòu)機姿態(tài)和隧道軸線控制,管片防裂,同步注漿等,實現(xiàn)了信息化施工,可以確保盾構(gòu)施工的安全,優(yōu)質(zhì),高效和環(huán)保;掌握了不同地質(zhì)條件和復(fù)雜環(huán)境條件下的施工及相關(guān)的施工技術(shù). 我國盾構(gòu)掘進(jìn)速度最高已達(dá)到月進(jìn)400m以上,平均進(jìn)度一般為月進(jìn)160200m,最高平均進(jìn)度可達(dá)月進(jìn)240m.地表沉降可控制在+10-30mm以內(nèi),可以

9、在距既有建,構(gòu)筑物不足1m的距離安全掘進(jìn)隧道,既有建,構(gòu)筑物的變形量可控制在25mm以下;隧道軸線誤差可控制在3050mm以內(nèi).盾構(gòu)法的主要優(yōu)點:除豎井施工外,施工作業(yè)均在地下進(jìn)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;盾構(gòu)推進(jìn),出土,拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行,施t易于管理,施工人員也比較少;土方量少;穿越河道時不影響航運;施工不受風(fēng)雨等氣候條件的影響;在地質(zhì)條件差,地下水位高的地方建設(shè)埋深較大的隧道,盾構(gòu)法有較高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性.工程實例:北京地鐵五號線即采用了盾構(gòu)法施工地鐵五號線是一條貫穿北京市中心的南北向地下交通大動脈.南起豐臺區(qū)宋家莊,向北經(jīng)蒲黃榆,祟文門,東單,東四

10、,雍和宮止于昌平區(qū)太平莊北站,全長27.7 km.由于該路段地上大型建筑物密集,交通流量大,地下管網(wǎng)復(fù)雜,為減少對城市經(jīng)濟和市民生活的影響,經(jīng)專家論證,決定在雍和宮至北新橋約700 m長的試驗段率先采用盾構(gòu)施工方法.該盾構(gòu)為大直徑土壓平衡盾構(gòu)機.3.掘進(jìn)機法在埋深較淺,但場地狹窄和地面交通環(huán)境不允許爆破震動擾動,又不適合盾構(gòu)法的松軟破碎巖層情況下采用.該法主要采用臂式掘進(jìn)機開挖,受地質(zhì)條件影響大.4.淺埋暗挖法淺埋暗挖法又稱礦山法,起源于1986年北京地鐵復(fù)興門折返線工程,是中國人自己創(chuàng)造的適合中國國情的一種隧道修建方法.該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎(chǔ)上,針對中國的具體工程條件開發(fā)出來的一整

11、套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法.與新奧法的不同之處在于,它是適合于城市地區(qū)松散土介質(zhì)圍巖條件下,隧道埋深小于或等于隧道直徑,以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法.它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通,無污染,無噪聲,而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室. 顧名思義,淺埋暗挖法是一項邊開挖邊澆注的施工技術(shù).其原理是:利用土層在開挖過程中短時間的自穩(wěn)能力,采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施,使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護(hù)結(jié)構(gòu)的不開槽施工方法,主要適用于粘性土層,砂層,砂卵層等地質(zhì).由于淺埋暗挖法省去了許多報批,拆遷,掘路等程序,現(xiàn)被施工單位普遍采納. 淺埋暗挖法的核心技術(shù)被概括為18字方針:管超前,嚴(yán)注漿,短開

12、挖,強支護(hù),快封閉,勤量測.其主要的技術(shù)特點為:動態(tài)設(shè)計,動態(tài)施工的信息化施工方法,建立了一整套變位,應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng);強調(diào)小導(dǎo)管超前支護(hù)在穩(wěn)定工作面中的作用;研究,創(chuàng)新了劈裂注漿方法加固地層;發(fā)展了復(fù)合式襯砌技術(shù),并開創(chuàng)性地設(shè)計應(yīng)用了鋼筋網(wǎng)構(gòu)拱架支護(hù). 由于該工法在有水條件的地層中可廣泛運用,加之國內(nèi)豐富的勞動力資源,在北京,廣州,深圳,南京等地的地鐵區(qū)間隧道修建中得到推廣,已成功建成許多各具特點的地鐵區(qū)間隧道,而且在大跨度車站的修筑中有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用.此外,該方法也廣泛應(yīng)用于地下車庫,過街人行道和城市道路隧道等工程的修筑.5.頂管法是直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設(shè)中小型管道的一種施工方法.適用

13、于富水松軟地層等特殊地層和地表環(huán)境中中小型管道工程的施工.主要由頂進(jìn)設(shè)備,工具管,中繼環(huán),工程管,吸泥設(shè)備等組成.6,新奧法新奧法是充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用,采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段,對圍巖進(jìn)行加固,約束圍巖的松弛和變形,并通過對圍巖和支護(hù)的量測,監(jiān)控,指導(dǎo)地下工程的設(shè)計施工.新奧法(natm)是新奧地利隧道施工方法的簡稱, 在我國常把新奧法稱為錨噴構(gòu)筑法.用該方法修建地下隧道時,對地面干擾小,工程投資也相對較小,已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗,工程質(zhì)量也可以得到較好的保證.使用此方法進(jìn)行施工時,對于巖石地層,可采用分步或全斷面一次開挖,錨噴支護(hù)和錨噴支護(hù)復(fù)合襯砌,

14、必要時可做二次襯砌;對于土質(zhì)地層,一般需對地層進(jìn)行加固后再開挖支護(hù),襯砌,在有地下水的條件下必須降水后方可施工.新奧法廣泛應(yīng)用于山嶺隧道,城市地鐵,地下貯庫,地下廠房,礦山巷道等地下工程. 當(dāng)前,世界范圍內(nèi)應(yīng)用新奧法設(shè)計與施工城市地鐵工程取得了相當(dāng)大的發(fā)展.如智利的圣地亞哥新地鐵線采用新奧法施工地鐵車站,車站位于城市道路下79m, 開挖面積230m2,相當(dāng)于17m(寬)14m(高);我國自1987 年在北京地鐵首次采用新奧法施工復(fù)興門車站及折返線工程,車站跨度達(dá)26m.針對我國城市地下工程的特點和地質(zhì)條件, 新奧法經(jīng)過多年的完善與發(fā)展,又開發(fā)了淺埋暗挖法這一新方法,與明挖法,盾構(gòu)法相比較,由于

15、它可以避免明挖法對地表的干擾性,而又較盾構(gòu)法具有對地層較強的適應(yīng)性和高度靈活性,因此目前廣泛應(yīng)用于城市地鐵區(qū)間隧道,車站,地下過街道,地下停車場等工程,如根據(jù)新奧法的基本原理,采用群洞方案修建的廣州地鐵二號線越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車站站,斷面復(fù)雜多變的折返線工程,聯(lián)絡(luò)線工程也多采用新奧法. 在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法,尤其在施工場地受限制,地層條件復(fù)雜多變,地下工程結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜等情況下用新奧法施工尤為重要.7,沉管法沉管法是將隧道管段分段預(yù)制,分段兩端設(shè)臨時止水頭部,然后浮運至隧道軸線處,沉放在預(yù)先挖好的地槽內(nèi),完成管段間的水下連接,移去臨時止水頭部,回填基

16、槽保護(hù)沉管,鋪設(shè)隧道內(nèi)部設(shè)施,從而形成一個完整的水下通道.沉管隧道對地基要求較低,特別適用于軟土地基,河床或海岸較淺,易于水上疏浚設(shè)施進(jìn)行基槽開外的工程特點.由于其埋深小,包括連接段在內(nèi)的隧道線路總長較采用暗挖法和盾構(gòu)法修建的隧道明顯縮短.沉管斷面形狀可圓可方,選擇靈活.基槽開挖,管段預(yù)制,浮運沉放和內(nèi)部鋪裝等各工序可平行作業(yè),彼此干擾相對較少,并且管段預(yù)制質(zhì)量容易控制.基于上述的優(yōu)點,在大江,大河等寬闊水域下構(gòu)筑隧道,沉管法稱為最經(jīng)濟的水下穿越方案.按照管身材料,沉管隧道可分為2類:鋼殼沉管隧道(有可分為單層鋼殼隧道和雙層鋼殼隧道)和鋼筋餛凝土沉管隧道.鋼殼沉管隧道在北美采用的較多,而鋼筋混

17、凝土沉管隧道則在歐亞采用較多.沉管隧道施工主要工序:管節(jié)預(yù)制基槽開挖管段浮運和沉放對接作業(yè)內(nèi)部裝飾.工程實例:廣一州珠江隧道是我國第一條公路與地鐵合用的越江隧道,公路隧道全長1 238.5 m.河中段隧道埋置在河床下.不影響水面通航,河中沉管段全長457 m.該沉管為多孔矩形鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其中包括兩個雙車道機動車孔,一個地鐵孔,一個電纜管廊.沉管斷面為典型矩形斷面,外形尺寸為33 mx7.956 m(寬x高),底板厚1.2 m,頂板厚1.0 m,兩外側(cè)墻分別為0.7 m和0.55 m,最長管節(jié)的混凝土量達(dá)12 000砰.管段的基底坐落在河床的風(fēng)化花崗巖層上.開槽時采用了炸礁施工.基礎(chǔ)處理采用

18、灌砂法.(四)混合法可以根據(jù)地鐵隧道的實際情況,在地鐵隧道的施工過程中采用以上2種或2種以上的方法同時使用,稱其為混合法.工程實例:北京地鐵東四站位于朝陽門內(nèi)大街與東四南大街交叉日上,處于繁華的市中心,有多路公交車經(jīng)過.車站主體順東四南大街,呈南北走向,東四南大街規(guī)劃道路紅線寬70 m,現(xiàn)狀路寬為22 m,朝內(nèi)大街已改造完,道路紅線寬60 m,兩方向客流均衡,交通十分繁忙;且遠(yuǎn)期六號線順朝內(nèi)大街,呈東西走向,在此站換乘.本車站兩端為明挖段,結(jié)構(gòu)形式為3層三跨框架結(jié)構(gòu);中間為暗挖段,結(jié)構(gòu)形式為單層三拱兩柱結(jié)構(gòu).車站總長度197 m,暗挖段長為96.80 m,明挖段長為100. 20m.二,地鐵車

19、站施工方法車站既是地鐵工程亮點所在,更是一個難點問題.對于車站的施工方法而言,目前有明挖法,蓋挖順筑法,蓋挖逆筑法,蓋挖半逆筑法,明暗挖混合法,淺埋暗挖法.原則上優(yōu)先采用明挖法,其次是蓋挖法,蓋挖法中應(yīng)優(yōu)選蓋挖逆筑法,蓋挖半逆筑法,最后則是淺埋暗挖法,因為該方法適用于交通要道,管線太多,不易開挖的繁華市區(qū).(一)明挖施工法明挖法是目前我國地鐵車站采用最多的一種修建方法,主要有放坡明挖和維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的明挖(即基坑開挖)兩種方法.明挖順筑法技術(shù)上的進(jìn)步主要反映在基坑的開挖方法和維護(hù)結(jié)構(gòu)上,適應(yīng)于不同的土層,基坑的維護(hù)結(jié)構(gòu)主要有地下連續(xù)墻,人工挖孔樁,鉆孔灌注樁,smw工法樁,工字鋼樁,加木背板和鋼板

20、樁圍堰等. 在基坑開挖方面,有代表性的是時空效應(yīng)理論.上海地鐵總結(jié)出在軟弱地層中開挖,支撐和結(jié)構(gòu)施工的一套方法.首先采用大口井進(jìn)行基坑降水,以提高基地被動土的強度,然后,對基坑實施分段開挖,隨挖隨支撐,控制坑底暴露時間(或?qū)Φ装宓貙舆M(jìn)行預(yù)加固),適時地澆注底板結(jié)構(gòu).同時,對基坑,周邊管線和建筑進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施. 在基坑維護(hù)方面的主要施工技術(shù)有3種:地下連續(xù)墻.該結(jié)構(gòu)適合于飽水沙層,飽和淤泥土層等飽水軟弱地層,既可以控制土壓力,又可以有效地阻隔地下水,同時還可以作為車站結(jié)構(gòu)的一部分.人工挖孔樁和鉆孔灌注樁.這兩種施工方法均是采用排樁樁墻來擋土和防水,實現(xiàn)基坑的維護(hù).其中,人工挖

21、孔樁適合于地下水位較深或無水的地層,要求地層強度較高,其斷面形式不受施工機具的限制,可以作成圓形和方形,而且其施工質(zhì)量和強度要高于普通的鉆孔灌注樁,但是,鉆孔灌注樁具有較廣的適用范圍,二者不能替代.smw工法樁.該方法是在水泥土攪拌樁內(nèi)插入h型鋼或其它種類的勁性材料,以增強水泥土攪拌樁抗彎,抗剪能力.用這種方法作成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)同時具有較好的防水功能,在610m的基坑中具備較強的技術(shù)優(yōu)勢,與地下連續(xù)墻相比,具有施工速度快,占地少,無污染,防水效果好和造價低廉等優(yōu)點. 明挖法施工程序一般可以分為4大步:維護(hù)結(jié)構(gòu)施工內(nèi)部土方開挖工程結(jié)構(gòu)施工管線恢復(fù)及覆土,如圖1.上海地鐵m8線黃興路地鐵車站位于上

22、海市控江路,靖宇路交叉口東側(cè)的控江路中心線下.該車站為地下2層島式車站,長166.6 m,標(biāo)準(zhǔn)段寬17.2 m,南,北端頭井寬21.4 m.標(biāo)準(zhǔn)段為單柱雙跨鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),端頭井部分為雙柱雙跨結(jié)構(gòu),共有2個風(fēng)井及3個出人口.車站主體采用地下連續(xù)墻作為基坑的維護(hù)結(jié)構(gòu),地下連續(xù)墻在標(biāo)準(zhǔn)段深26.8m.墻體厚0.6m.車站出人口,風(fēng)井采用smw樁作為基坑的維護(hù)結(jié)構(gòu).(二)蓋挖施工法 蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后,將頂部封閉,其余的下部工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工.主體結(jié)構(gòu)可以順作,也可以逆作.在城市繁忙地帶修建地鐵車站時,往往占用道路,影響交通當(dāng)?shù)罔F車站設(shè)在主干道上,而交通不能中斷,且需要確保一

23、定交通流量要求時,可選用蓋挖法.2.1蓋挖順作法蓋挖順作法是在地表作業(yè)完成擋土結(jié)構(gòu)后,以定型的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蕭結(jié)構(gòu)(包括縱,橫梁和路面板)置于擋土結(jié)構(gòu)上維持交通,往下反復(fù)進(jìn)行開挖和加設(shè)橫撐,直至設(shè)計標(biāo)高.依序由下而上,施工主體結(jié)構(gòu)和防水措施,回填土并恢復(fù)管線路或埋設(shè)新的管線路.最后,視需要拆除擋上結(jié)構(gòu)外露部分并恢復(fù)道路.施工順序如圖2.在道路交通不能長期中斷的情況下修建車站主體時,可考慮采用蓋挖順作法.工程實例:深圳地鐵一期工程華強路站位于深圳市最繁華的深南中路與華強路交叉口西側(cè),深南中路行車道下.該地區(qū)市政道路密集,車流量大,最高車流量達(dá)3865輛/h.車站主體為單柱雙層雙跨結(jié)構(gòu),車站全長224

24、.3 m,標(biāo)準(zhǔn)斷面寬18.9 m,基坑深約18.9 m,西端盾構(gòu)并處寬22.5 m,基坑深約18.7 m.南側(cè)綠地內(nèi)東西端各布置一個風(fēng)道.主體結(jié)構(gòu)施工工期為2年,其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)及臨時路面施工期為7個月.為保證深南中路在地鐵站施工期間的正常行車,該路段主體結(jié)構(gòu)施工采用蓋挖順作法施工方案.2.2蓋挖逆作法蓋挖逆筑法同樣適用于地鐵車站的修筑,與明挖法相比,其優(yōu)勢在于減少交通封堵時間,減輕施工對于環(huán)境的干擾,其區(qū)別在于主體結(jié)構(gòu)的施工順序上. 該方法的主要施工技術(shù)措施為:支撐樁采用以h型鋼為柱芯的鋼管或鉆孔灌注樁,滿足了沉降的控制要求;采用地下連續(xù)墻低注漿的方法,增強基底持力層的剛性,使地下連續(xù)墻與臨時支

25、撐柱共同承受上部荷載,以減小差異沉降;逆作法開挖支撐施工工藝中,利用混凝土板對地下連續(xù)墻的變形起約束作用,在暗挖過程中采用一撐兩用的合理方法,大大減少了工程量,加快了工程進(jìn)度,控制了墻體位移.蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護(hù)結(jié)構(gòu)和中間樁柱,和蓋挖順作法一樣,基坑維護(hù)結(jié)構(gòu)多采用地下連續(xù)墻或帷幕樁,中間支撐多利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱以降低工程造價.隨后即可開挖表層土體至主體結(jié)構(gòu)頂板地面標(biāo)高,利用未開挖的土體作為土模澆筑頂板.頂板可以作為一道強有力的橫撐,以防止維護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)變形,待回填土后將道路復(fù)原,恢復(fù)交通.以后的工作都是在頂板覆蓋下進(jìn)行,即自上而下逐層開挖并建造主體結(jié)構(gòu)直至底板,如圖

26、3.如果開挖面積較大,覆土較淺,周圍沿線建筑物過于靠近,為盡量防止因開挖基坑而引起臨近建筑物的沉陷,或需及早恢復(fù)路面交通,但又缺乏定型覆蓋結(jié)構(gòu),常采用蓋挖逆作法施工.工程實例:南京地鐵南北線一期工程的區(qū)間隧道在地質(zhì)條件和周圍環(huán)境允許的情況下,以造價,工期,安全為目標(biāo),經(jīng)過分析,比較,選擇了全線區(qū)間施工方法.其中,三山街站,位于秦淮河古河道部位,位于粉土,粉細(xì)砂,淤泥質(zhì)粘土土層中.因為是第1個車站,又位于十字路口,因此采用地下連續(xù)墻作圍護(hù)結(jié)構(gòu).除人口結(jié)構(gòu)采用順作法外,其余均為蓋挖逆作法.2.3蓋挖半逆作法蓋挖半逆作法與逆作法的區(qū)別僅在于頂板完成及恢復(fù)路面后,向下挖土至設(shè)計標(biāo)高后先澆筑底板,再依次

27、向上逐層澆筑側(cè)墻,樓板.在半逆作法施工中,一般都必須設(shè)置橫撐并施加預(yù)應(yīng)力,如圖4.(三)暗挖施工法1.鉆爆法我國地域廣大,地質(zhì)類型多樣,像重慶,青島等城市的堅硬巖石地層,廣州地鐵也有部分區(qū)段處在堅硬巖石地層中,修建地鐵隧道通常采用鉆爆法開挖,噴錨支護(hù)(與通常的山嶺隧道相當(dāng)).在建的重慶輕軌地下部分的區(qū)間和車站基本采用隧道形式,最大開挖斷面積超過420m2,采用微震控制爆破,分步開挖,噴混凝土和錨桿支護(hù),現(xiàn)澆混凝土襯砌,已成功建成了臨江門車站隧道等.已建成的青島地鐵試驗段輕紡醫(yī)院站,開挖斷面積已超過300m2,也是采用鉆爆法施工,但沒有二次襯砌;廣州地鐵1,2,3號線的某些區(qū)段,某些區(qū)間或車站下

28、部的堅硬巖石地層也采用了微震控制爆破來輔助開挖.南京地鐵一期tal標(biāo)段處于巖石地層中的3座隧道,均采用鉆爆法施工.2.盾構(gòu)法近年來,我國也在研究采用盾構(gòu)法修建地鐵車站的技術(shù),主要集中在兩種方法上,一是采用多圓斷面盾構(gòu)一次建成地鐵車站,另一種是采用區(qū)間盾構(gòu)修建地鐵車站.它的優(yōu)勢在于可以充分,有效地利用盾構(gòu)設(shè)備,提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量,縮短建設(shè)周期,達(dá)到總體上降低工程造價的目的.3.淺埋(超淺埋)暗挖法淺埋暗挖法即松散地層的新奧法施工,新奧法是充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用,采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段,對圍巖進(jìn)行加固,約束圍巖的松弛和變形,并通過對圍巖和支護(hù)的量測,監(jiān)控,指導(dǎo)地下工程的設(shè)計施工.淺埋暗挖法是針對埋置深度較淺,松散不穩(wěn)定的上層和軟弱破碎巖層施工而提出來的,如深圳地鐵區(qū)間隧道大部分采用了淺埋暗挖法施工.淺埋暗挖法的施工技術(shù)特點:圍巖變形波及地表;要求剛性支護(hù)或地層改良;通過試驗段來指導(dǎo)設(shè)計和施工.淺埋暗挖法施工隧道時,應(yīng)根據(jù)工程特點,圍巖情況,環(huán)境要求以及施工單位的自身條件等,選擇適宜的開挖方法及掘進(jìn)方式.施工中區(qū)間隧道常用的開挖方法是臺階法,crd工法,眼鏡工法等;城市地鐵車站,地下停車場等多跨隧道多采用柱洞法測洞法或中洞法等工法施工.地下鐵道是在城市區(qū)域