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隧道施工方法（地鐵隧道常用施工方法概述）

摘要：目前國內(nèi)外修建地鐵的施工方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法、盾構(gòu)法等。選擇施工方法應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、規(guī)模、地質(zhì)和水文條件、以及地面和地下障礙物、施工設(shè)備、環(huán)保和工期要求等因素經(jīng)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。文中對這幾種方法進(jìn)行了簡單的梳理和描述。

明挖法

明挖法是指挖開地面，由上向下開挖至設(shè)計標(biāo)高后，自基底由下向上施工，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。淺埋地鐵車站和區(qū)間隧道經(jīng)常采用明挖法。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十的保護(hù)，防止地表沉降、減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(jì)，常被作為首選方案。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。

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。

蓋挖法

蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，下部工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工。主體結(jié)構(gòu)可順作，也可逆作。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設(shè)在主干道上而交通不能中斷時，可選用蓋挖法。

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，回填土。最后視需要拆除擋上結(jié)構(gòu)外露部分并恢復(fù)道路。

蓋挖逆作法

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，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(qiáng)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。

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。

暗挖法

暗挖法是在特定條件下，不挖開地面，全部在地下進(jìn)行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工方法。暗挖法主要包括：鉆爆法、盾構(gòu)法、掘進(jìn)機(jī)法、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構(gòu)法應(yīng)用較為廣泛。

淺埋暗挖法（淺埋礦山法）

淺埋暗挖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。主要針對針對埋置深度較淺、松散不穩(wěn)定的上層和軟弱破碎巖層施工。

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。

盾構(gòu)法

盾構(gòu)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)。鋼筒前端設(shè)置有支撐和開挖土體的裝置，中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂，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)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。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。

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，施工易于管理、施工人員也比較少、土方量少、穿越河道時不影響航運(yùn)、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(jì)優(yōu)越性。

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(yùn)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。

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(yùn)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。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(jì)的水下穿越方案。

沉管隧道施工主要工序管節(jié)預(yù)制→基槽開挖→管段浮運(yùn)和沉放→對接作業(yè)→內(nèi)部裝飾。

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