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地鐵地下區(qū)間施工方法

施工方案對結(jié)構(gòu)型式的確定和地鐵土建工程造價有決定性影響。方案的選定,一方面受沿線工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、環(huán)境條件(地面建筑物和地下構(gòu)筑物的現(xiàn)狀、交通狀況)、道路規(guī)劃要求及兩端接線條件等多種因素的制約,同時也會對工程的難易程度、工期、造價、運營效果等產(chǎn)生直接的影響。目前,國內(nèi)地鐵區(qū)間比較成熟的施工方法主要有明挖法、礦山法和盾構(gòu)法。


明挖法


地鐵區(qū)間隧道明挖法一般用于場地較開闊的地段,要求該地段地面建筑和地下管線少,道路交通量小,或有條件進行交通疏解,或結(jié)合市政工程的建設(shè)進行明挖施工。


明挖法施工作業(yè)相對簡單,施工工期短,施工質(zhì)量好。但施工對周邊環(huán)境、地下管線和交通的影響較大。在地質(zhì)條件較差、隧道埋深較深的情況下,明挖施工時,基坑圍護的造價較高,此時明挖施工的綜合造價較高。因此明挖區(qū)間應(yīng)根據(jù)所處的位置、地面周邊環(huán)境、地下管線分布情況、地面交通疏解情況、功能要求、以及工程造價等多方面因素綜合考慮,靈活應(yīng)用。


明挖法


礦山法


礦山法適用于隧道埋深較深,地質(zhì)情況較好,地下水含量小或地下水位較低,無明挖施工條件的地段。


礦山法施工對地層變化的適應(yīng)性強,技術(shù)成熟,工法簡單,施工對周邊環(huán)境、地下管線和交通的影響較小。當隧道圍巖松散、地下水含量大或地下水位較高時,須采取降水、注漿加固等輔助施工措施。施工所產(chǎn)生的地表沉降量也較大,工期較長,施工的安全性較差,投資的可控性差。


礦山法現(xiàn)場

區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道一般采用礦山法施工。


盾構(gòu)法


盾構(gòu)法適用于結(jié)構(gòu)斷面單一的圓形隧道的施工。但在盾構(gòu)機選型時,須特別注意以下地層:靈敏度高的軟弱土質(zhì)、透水性強的松散土質(zhì)、高塑性土層、有含水層的地層、含有大礫石的地層、預(yù)計有朽木和其他夾雜物的地層、含有軟硬兩種土質(zhì)的地層等。

盾構(gòu)法施工進度快,作業(yè)安全,地表沉降小,占地少,對地面環(huán)境影響小,但盾構(gòu)機設(shè)備復(fù)雜、價格昂貴,在不利的地層條件下,盾構(gòu)機選型須慎重。另外盾構(gòu)法不適用于結(jié)構(gòu)尺寸復(fù)雜多變的隧道施工,如渡線段、存車線地段等。


盾構(gòu)隧道


三種施工方法各有自己的適用范圍和優(yōu)缺點,三者之間的分析比較詳見下表:


施工方法綜合比較表



盾構(gòu)的選型是否合理,是盾構(gòu)施工成敗的關(guān)鍵。選擇盾構(gòu)類型時,除應(yīng)考慮施工區(qū)段的圍巖條件、地面情況、隧道長度、隧道平面、工期和使用條件等各種因素外,還應(yīng)結(jié)合開挖和襯砌等的施工問題,選擇可以安全經(jīng)濟地進行施工的盾構(gòu)類型。


盾構(gòu)機選型比較表


盾構(gòu)機示意圖


從以上比較可知,土壓平衡盾構(gòu)不需泥漿處理場,施工占地少,對環(huán)境的影響相對較小,每延米綜合價格相對較低。而泥水平衡盾構(gòu)需泥漿處理場,需較大施工場地,對周邊環(huán)境影響較大,且泥漿處理費用昂貴,故每延米綜合價格相對較高。泥水平衡盾構(gòu)在主要為高水壓飽和粉細砂地層中對控制開挖工作面穩(wěn)定性、地表沉降方面及保證施工進度方面明顯優(yōu)于土壓平衡盾構(gòu),且更能保證施工安全。


礦山法和盾構(gòu)法均為暗挖施工方法,暗挖法區(qū)間隧道的頂部應(yīng)具有一定的覆土厚度(H),一般情況下,要求H≥1.0B(B為隧道的開挖寬度)。即對于單洞雙線隧道,其頂部最小覆土約10m;單洞單線隧道頂部最小覆土約6m。在區(qū)間與車站相接部位覆土厚度的限制可適當放寬,但一般不宜小于0.7B。


在富含地下水的土層中采用礦山法施工難度較大,沉降難以控制,且造價較高;而在圍巖條件較好的巖層中施工,礦山法具有一定的優(yōu)越性,因此,具體采用何種暗挖施工方法,必須根據(jù)工程所處的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、周圍環(huán)境、施工工期等方面綜合考慮確定。


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