地铁地下区间施工方法

施工方案对结构型式的确定和地铁土建工程造价有决定性影响。方案的选定，一方面受沿线工程地质和水文地质条件、环境条件（地面建筑物和地下构筑物的现状、交通状况）、道路计划要求及两端接线条件等多种因素的制约，同时也会对工程的难易程度、工期、造价、运营效果等产生直接的影响。目前，国内地铁区间比较成熟的施工方法主要有明挖法、矿山法和盾构法。

明挖法

地铁区间隧道明挖法一般用于场地较开阔的地段，要求该地段地面建筑和地下管线少，道路交通量小，或有条件进行交通疏解，或结合市政工程的建设进行明挖施工。

明挖法施工作业相对简单，施工工期短，施工质量好。但施工对周边环境、地下管线和交通的影响较大。在地质条件较差、隧道埋深较深的情况下，明挖施工时，基坑围护的造价较高，此时明挖施工的综合造价较高。因此明挖区间应根据所处的位置、地面周边环境、地下管线分布情况、地面交通疏解情况、功能要求、以及工程造价等多方面因素综合考虑，灵活应用。

明挖法

矿山法

矿山法适用于隧道埋深较深，地质情况较好，地下水含量小或地下水位较低，无明挖施工条件的地段。

矿山法施工对地层变化的适应性强，技术成熟，工法简单，施工对周边环境、地下管线和交通的影响较小。当隧道围岩松散、地下水含量大或地下水位较高时，须采取降水、注浆加固等辅助施工措施。施工所产生的地表沉降量也较大，工期较长，施工的安全性较差，投资的可控性差。

矿山法现场

区间联络通道一般采纳矿山法施工。

盾构法

盾构法适用于结构断面单一的圆形隧道的施工。但在盾构机选型时，须特别注意以下地层：灵敏度高的软弱土质、透水性强的松散土质、高塑性土层、有含水层的地层、含有大砾石的地层、估计有朽木和其他夹杂物的地层、含有软硬两种土质的地层等。

盾构法施工进度快，作业安全，地表沉降小，占地少，对地面环境影响小，但盾构机设备复杂、价格昂贵，在不利的地层条件下，盾构机选型须谨慎。另外盾构法不适用于结构尺寸复杂多变的隧道施工，如渡线段、存车线地段等。

盾构隧道

三种施工方法各有自己的适用范畴和优缺点，三者之间的分析比较详见下表：

表10.2?3 施工方法综合比较表

项 目

明挖法

矿 山 法

盾 构 法

应用情况

多应用于埋深较浅、场地开阔、交通量小、管线改移少、房屋拆迁少。

多应用于地质情况较好，无明挖场地或管线多，交通疏解难。

多适用于地层单一，房屋、管线多，交通疏解难，对沉降操纵要求严格的工程。

结构型式

单跨或多跨矩形结构

单跨或多跨马蹄形结构

单一的圆形结构

对交通影响

干扰较大

除竖井外，其余均无影响

除工作井外，其余均无影响

对管线影响

遇管线时一般须改移或悬吊。

隧道无法避开的需改移，

其余无影响

除隧道无法避开的外，无影响

对环境影响

干扰大

干扰小

干扰小

对邻近建

筑物影响

影响大

影响较大

影响最小

施工难度

技术成熟，难度小

技术成熟，难度小

技术成熟，难度较小

施工风险

较大

作业环境

恶劣

施工降水

需降水

需降水

不需要降水

结构防水

质量好

质量不易保证

质量好

沉降操纵

较好

施工速度

分段施工，综合速度快

速度较慢

机械化施工，速度快

对车站影响

车站需浅埋

车站需深埋

车站需深埋，对车站结构和施工影响大

受车站影响

无影响

无影响

影响大

投资可控性

工程造价

随隧道埋深加大，投资增加

较高

盾构的选型是否合理，是盾构施工成败的关键。挑选盾构类型时，除应考虑施工区段的围岩条件、地面情况、隧道长度、隧道平面、工期和使用条件等各种因素外，还应结合开挖和衬砌等的施工问题，挑选可以安全经济地进行施工的盾构类型。

表10.2?4 盾构机选型比较表

比较项目

泥水加压式盾构

土压平稳式盾构

地层适应性

适合污泥质粘土、粉土、

粉细砂等各类软土地层

通过调节添加材料的浓度和用量适应不同地层

开挖面稳定能力

较好

施工场地

需泥浆处理场，施工场地较大

施工场地较小

比较项目

泥水加压式盾构

土压平稳式盾构

地面沉降

操纵

压力操纵精度高，对地面沉降操纵精度高，更适用于大直径的盾构掘进机

压力操纵精度相对较低，对地面沉降操纵精度相对较低，更适用于中小直径的盾构掘进机

泥土输送

方式

泥水管道输送，可连续输送，输送速度快而平均

螺旋机出土，土箱运输，输送间断不连续，施工速度慢

对周围环境影响

泥浆处理设备噪音、振动及碴土运输对环境产生影响较大

碴土运输对环境产生一定影响

施工存在问题

水土不易分离，泥浆处理困难

地表沉降操纵与施工人员的施工经验关系紧密，需经验丰富的盾构操作手。

设备费用及经济性

泥水处理设备费用高

较泥水盾构低

盾构机示意图

从以上比较可知，土压平稳盾构不需泥浆处理场，施工占地少，对环境的影响相对较小，每延米综合价格相对较低。而泥水平稳盾构需泥浆处理场，需较大施工场地，对周边环境影响较大，且泥浆处理费用昂贵，故每延米综合价格相对较高。泥水平稳盾构在主要为高水压饱和粉细砂地层中对操纵开挖工作面稳定性、地表沉降方面及保证施工进度方面明显优于土压平稳盾构，且更能保证施工安全。

矿山法和盾构法均为暗挖施工方法，暗挖法区间隧道的顶部应具有一定的覆土厚度(H)，一般情况下，要求H≥1.0B（B为隧道的开挖宽度）。即对于单洞双线隧道，其顶部最小覆土约10m；单洞单线隧道顶部最小覆土约6m。在区间与车站相接部位覆土厚度的限制可适当放宽，但一般不宜小于0.7B。

在富含地下水的土层中采纳矿山法施工难度较大，沉降难以操纵，且造价较高；而在围岩条件较好的岩层中施工，矿山法具有一定的优越性，因此，具体采纳何种暗挖施工方法，必须根据工程所处的工程地质、水文地质条件、周围环境、施工工期等方面综合考虑确定。