地铁施工中的隧道开挖技术

地铁隧道的施工流程和技术要点

一、引言

地铁作为一种现代化的轨道交通方式，在城市交通改善和人们出行方便性方面发挥着重要作用。而地铁的隧道施工是地铁建设的核心环节之一。本文将介绍地铁隧道施工的流程及其技术要点。

二、地铁隧道施工流程

地铁隧道的施工流程包括勘测设计、洞口开挖、切割支护、初期支护、二次衬砌和施工质量验收等几个关键步骤。

1. 勘测设计

地铁隧道施工前，首先需要进行勘测设计工作。这一步骤主要包括地质勘察、地下水勘察和结构设计等内容。地质勘察可以帮助工程师了解地下地质情况，如岩石性质、层理结构等，以便选择合适的施工方法和支护措施。同时，地下水勘察也是十分重要的，要评估地下水位和水质等参数，为隧道施工提供参考。最后，根据勘测结果进行结构设计，确定隧道的几何形状和支护措施。

2. 洞口开挖

洞口开挖是隧道施工的第一步。根据设计要求，在地面上开挖洞口，并逐步下沉到地下。洞口开挖通常采用机械开挖的方式，如隧道掘进机等。掘进机可以在地下持续推进，将土层推到洞外，然后在洞内进行支护措施。

3. 切割支护

切割支护是地铁隧道的重要施工环节。在洞口开挖完成后，需要对地下土层进行切割和支护。切割支护分为两个阶段，首先是初期支护，然后是二次衬砌。初期支护通常采用顶板自稳法、拱顶半拱桥法或钻孔法等方法，以确保施工现场的稳定性。而二次衬砌则是在初期支护后进行的，使用专用的隧道衬砌机进行衬砌施工。

4. 施工质量验收

地铁隧道施工完成后，需要进行质量验收。验收一般包括工作面的平整度、地下水位要求、支护结构的稳定性等方面。只有通过验收，才能确保地铁隧道的施工质量达标。

三、地铁隧道施工的技术要点

地铁隧道施工过程中，有一些技术要点需要注意，以确保施工的安全性和质量。

1. 地质勘察与风险评估

地质勘察是地铁隧道施工的基础，通过对地下地质的了解，可以帮助工程师选择合适的施工方法和支护措施。同时，进行风险评估，预测潜在的地质灾害，制定对策，确保工程的安全。

地铁隧道或地下站施工方法

地铁隧道和地下站的施工是地铁建设中的重要环节。为了确保施工过程安全、高效，各国都采用了一系列常见的施工方法。本文将列举并介绍一些常见的地铁隧道或地下站施工方法。

1. 开挖法

开挖法是最常见的地铁隧道或地下站施工方法之一。它包括以下几个步骤：

(1) 地面准备

在开挖隧道或地下站之前，需要进行地面准备工作。这包括清理现场、移除建筑物、划定施工范围等。

(2) 预支护结构

在开挖过程中，为了保证周围土层的稳定性，需要进行预支护结构的施工。常见的预支护结构包括钢支撑、混凝土衬砌等。

(3) 开挖

开挖可以使用爆破法、机械开挖法等不同的方法。根据具体情况选择合适的开挖方式。

(4) 边坡支护

在开挖过程中，需要对边坡进行支护，以防止坍塌。常见的支护方式包括挂网、喷射混凝土等。

(5) 地下结构施工

开挖完成后，可以进行地下结构的施工，如地铁隧道的衬砌、地下站的墙体、地板等。

2. 盾构法

盾构法是一种适用于软土层和水下环境的地铁隧道施工方法。它包括以下几个步骤：

(1) 盾构机组装

在施工现场组装盾构机，包括安装刀盘、推进系统、控制系统等。 (2) 掘进

盾构机在推进过程中同时进行掘进和支护。刀盘通过旋转切削土层，推进系统将盾构机向前推进。

(3) 支护

在盾构机推进过程中，需要对隧道进行支护。常见的支护方式包括注浆、喷射混凝土等。

(4) 外围结构施工

盾构机推进完成后，可以进行外围结构的施工，如隧道衬砌、地下站墙体等。

3. 嵌岩法

嵌岩法是一种适用于岩石地层的地铁隧道施工方法。它包括以下几个步骤：

(1) 岩石勘探

在施工前进行岩石勘探，了解岩石的性质和分布情况，为后续施工提供依据。

(2) 预支护结构

在开挖过程中，需要进行预支护结构的施工。常见的预支护结构包括锚杆、锚索等。

(3) 开挖

使用钻孔、爆破等方式对岩石进行开挖。根据岩石的硬度和稳定性选择合适的开挖方法。

地铁隧道的几种常用开挖方法

目前地铁隧道几种常用开挖方法有：明挖法、盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法、暗挖法、盾构法沉管法。

1、明挖法：

明挖法是指挖开地面，由上向下开挖至设计标高后，自基底由下向上施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护，防止地表沉降、减少对既有建筑物的影响。

2、盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以定型的预制标准覆萧结构，包括纵者孙、横梁和路面板置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上施工，回填土。最后视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。

3、盖挖逆作法

盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱，基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩，中间支撑多利用首缓链主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至地面标高，利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑，以防止维护结构向基坑内变形，待回填土后将道路复原、恢复交通。

4、盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后，向下挖土至设计标高后先浇筑底板，再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中，一般都必须设置横撑并施加预应力。 5、暗挖法

暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。暗挖法主要包括：钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。

6、盾构法

盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒前端设置有支撑和开挖土体的装置，中段安装有哪山顶进所需的千斤顶，尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装或现浇一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。

1 地铁单洞双层重叠隧道开挖施工

摘 要:简要介绍城市地铁单洞双层重叠隧道浅埋暗挖开挖施工技术。关键词:地下铁道;重叠隧道;开挖施工1 工程概况

深圳地铁一期工程3C 标段(国贸站至老街区间隧道北段) 位于深圳市人民路与深南东路交汇处及其南、北部,由四个子单位工程组成,分别为华 中国 际酒店桩基托换工程、百货广场桩基托换工程、国老区间北段明挖及暗挖隧道工程。暗挖隧道从华中国际酒店及百货广场建筑物桩群及其地基中穿越,为保护上部结构物的安全使用而对其桩基础进行了桩基托换的预防性处理。地铁区间隧道也为减少对建筑物基础的 影响 范围而采用左、右线上下重叠的单洞双层直边墙拱形的结构形式。

1. 1 地质水文情况

区间内原地貌单元为第四系海中平原、地形较平坦,地层岩体为上覆第四系全新统人工堆积层(Q4ml) 、海冲积层

2 (Q4m + al) 及第四系残积层(Qel 4) ,下伏侏罗系中统(J2)

凝灰岩、震旦系(Z) 花岗片麻岩, 局部为燕山期(r5) 花岗岩侵入体。区间内存在F4 、F4′二条近于平行的断层。主要由断层糜棱岩、断层泥和断层角砾组成。该区间地下水按赋存介质可分第四系孔隙潜水、基岩裂隙水和断层带水。地下水位于地表下1. 20～3. 00m , 高程1. 60～ 3. 61m , 地下水对砼结构、钢结构具弱腐蚀分解性。

1. 2 设计情况

暗挖隧道(SK1 + 755～ + 600) 长155m , 埋深12～16m ,

纵坡为2. 9 % 下坡的单洞双层重叠隧道(左线在下层,右线在上层), 开挖宽度6. 8m , 平均开挖高度13. 2m , 平均开挖量82m3/ 延米, 分A、B 、D、E 四种衬砌类型,采用复合式衬砌,初支采用喷锚网+ 格栅钢架,初支喷砼为C20 ,锚杆为R25 中空注浆锚杆,二衬砼为C25S8防水砼,防水层采用PVC

全包防水板。辅助支护措施为拱部?76 自进式注浆管棚,部分拱墙设42 超前小导管注浆。