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1、试述地铁区间隧道常见结构设计 摘要：随着我国社会主义现代化建设事业的不断进步和城市化进程的加快，城市交通事业的建设也在不断的进步发展，为了缓解交通压力，方便出行，其中尤以城市轨道交通的快速发展引人注目，此后将会有越来越多的建设线路将投入运营，越来越多的城市将建设地下交通铁路系统。本文将具体结合沈阳地铁10号线工程实例,介绍地铁区间隧道常见结构型式的设计,以用于指导后续地铁建设实践。关键词：地铁;区间隧道;结构设计中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：前言随着我国社会主义现代化建设事业的不断进步和城市化进程的加快，城市交通事业的建设也在不断
2、的进步发展，为了缓解交通压力，方便出行，其中尤以城市轨道交通的快速发展引人注目，此后将会有越来越多的建设线路将投入运营，越来越多的城市将建设地下交通铁路系统。地铁从开始发展到现在，其结构设计越来越成熟。目前，地铁区间隧道主要的设计方案有暗挖马蹄形断面隧道、圆形盾构断面隧道、明挖矩形断面隧道。上述各种型式都各有优缺点,需要设计者和设计部门需根据不同的地质条件、线路埋深和周边环境加以选择。71设计结构型式1．1明挖矩形结构明挖矩形结构应用非常广泛，其经过多年的应用和发展实践，施工工艺愈来愈成熟。明挖矩形结构具有方法简单、可靠,施工风险小,容易控制;
3、工程进度快,可以根据需要可以分段同时作业;浅埋时造价及运营费用低;对地质条件要求不高;防水处理容易等典型特点。但施工对城市地面交通和居民的正常生活也有一定影响,在施工期间对周边环境有一定的破坏;在明挖影响范围的地下管线需拆迁;需较大的施工场地。对于跨度大、埋深浅、地质条件差且地面环境允许,有施工场地的区间段,应优先考虑使用,以减少施工的风险和减少工程造价。1.2矿山法马蹄形结构7矿山法施工，也被称为浅埋暗挖法。是为了适应城市浅埋隧道的需要，在地铁区间隧道的建设中采用的矿山法施工逐渐发展起来的施工方法。矿山法施工是采用信息化设计和施工,可以根据施
4、工监测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺,具有适应城市地下工程周围环境复杂、地质条件较差、埋深浅、地面沉降控制严格及结构防水要求高等优点。矿山法施工除在施工竖井或洞口位置需占有一定的施工场地外,对地面交通、管线等干扰较少,对周边环境影响较小;废弃土石方量少;对不同的地质情况及周边环境采用不同的工程措施及施工方法,针对性强;对软硬不均地层,可以采用不同的开挖方式进行处理,处理方便容易。但是，我们必须注意矿山法也有其自身的弱点：1）采用矿山法施工，容易在施工中引起地下水的流失,进而可能会引起地面沉降或隆起,施工中需要在重要管线或房屋周边需采取切实
5、可行的保护措施;2）采用矿山法施工，如果在施工中处理不当,容易引起地面坍塌,从而造成对周边环境的影响和引发事故。跨度大时,需分多步进行开挖施工,工序之间干扰大,施工组织麻烦,施工中存在一定的风险。在设计及施工过程中,需要充分论证和考虑隧道周边的环境和工程及水文地质条件,采用合理的工程措施和施工工艺之后,以上弱点才可以弱化并避免的。因此采用矿山法设计和施工时,必须从隧道施工方法、施工程序、辅助工法的采用等方面进行认真研究。计算简图：对于矿山法采用荷载-结构模型平面杆系有限单元法。选取地质条件最差、最不利典型横断面进行承载能力极限状态和正常使用极限
6、状态的计算。计算简图和计算结果见图1~图3。图1初期支护与复合衬砌计算简图图2初期支护内力图(单位:轴力kN,弯矩kN·m)7图3二次衬砌内力图(单位:轴力kN,弯矩kN·m)1．3盾构法圆形结构盾构法施工应用也非常广泛。采用盾构法施工具有不仅施工进度快,而且无噪音,无振动,而且对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活等影响较少的明显的特点。因为管片采用高精度预制构件,机械化拼装,因而质量易于控制。地铁工程建设经验表明,由于采用高精度管片及复合防水封垫,单层钢筋混凝土管片组成的隧道衬砌可取得良好的防水效果,不需要修筑内衬结构。盾构技术的发展,
7、尤其是泥水式、复合式土压平衡式盾构的开发,使之在含水砂层以及砂质黏性土层等地层中进行开挖成为可能,所以当工程地质和水文地质条件以及周围环境情况等难以用矿山法和明挖法施工时,盾构法是较好的选择。而且采用盾构法施工下穿房屋筏板基础时,能较有效控制地面沉降,减少对房屋的破坏。因此,地铁区间隧道采用盾构技术已成为发展的必然趋势。采用盾构法较矿山法施工有施工风险相对较小、对环境的影响较小、工程投资较省等优点。7值得注意的是盾构法施工也有其自身一定的弱点。盾构机可以在匀质地层中顺利的施工,但是如果遇到地层软硬不均的地质情况,特别是在软地层中夹有坚硬的岩层、
8、岩体、球状风化体、桩基托换后的旧桩时,会给盾构机的掘进带来较大的困难,容易造成盾构机偏转、刀具甚至刀盘严重磨耗,不仅影响掘进速度,甚至造成施工停顿的情
