地铁区间隧道设计难点分析与探讨

地铁区间隧道设计难点分析与探讨
摘要：经济的发展和城市化进程的加快推动了地铁工程的建设，这对完善城市内部交通网络、方便人们出行和推动城市经济发展有着至关重要的意义。

地下隧道设计是地铁工程建设中最重要的环节，隧道设计和施工相对困难。

本文从地铁区间隧道结构出发，探寻地铁区间隧道设计难点出现的原因，从而明确设计难点，提出相应的解决措施。

关键词：地铁区间；隧道设计；难点分析
引言：
地铁区间隧道工程是一项系统复杂且难度较高的项目，地铁线路跨度较长，施工量较大，所面临各种影响因素较多，施工技术难度较大，整个项目的工期较长，对相关施工设备的性能和使用寿命造成了极大的损害，容易在施工过程中出现故障，引发安全隐患问题。

现阶段我国地铁建设项目中普遍存在对于隧道软机处理能力较差，安全系数较低的问题。

一、地铁区间隧道结构概述
（一）结构组成
地铁区间隧道的结构主要包括钢筋网、混凝土和钢架，混凝土的搅拌需要严格将水泥和水按照一定的比例通过胶结法拌合而成，才能保证混凝土的紧密性和质量，在施工开始前应结合隧道施工的实际情况对三个主要结构进行承受力和稳定性方面的检测。

（二）结构形式
在地铁工程中，区间隧道是由多种结构组合而成的复杂工程，一般采用整体式盾构、分数式钢管桩和地下连续墙三种结构形式。

对于地铁工程结构形式施工设计主要有两方面的思考内容。

其一，对区间隧道的结构进行设计时，要考虑到
各种因素的影响和地铁运行对于区间隧道的稳定性要求，采集相关的数据。

其二，在设计过程中要结合地铁区间隧道所面临实际情况，科学合理地选择适合的设计
方案，更好地满足隧道施工的要求。

在对盾构式隧道结构进行设计时，要重点关
注施工过程中面临的各种风险，对出现的问题和风险进行等级划分，及时预测和
提出相应的解决方案，保障在施工过程中盾构机运行的整体稳定性。

二、地铁区间隧道施工出现的问题及设计难点原因探析
（一）地铁区间隧道出现的问题
1.地下水破坏
地下水的形成有两方面的路径，对地铁区间隧道施工有着密切的影响。

其一，在地下水位以上的岩层孔隙中渗透而出的地下水。

其二，是在地壳上层岩石层中
缝隙所形成的水土沉积，容易对隧道施工产生不利影响。

2.大气降水
在地铁隧道工程施工过程中，外部环境的空气通过隧道进入到隧道中，会引
发地层中气压的变化，容易引起地下水位上升。

此外，大量的降水可导致地表水
大量进入地层内部，加快对地层的腐蚀，容易造成地面沉降和坍塌。

3.固体颗粒物污染
首先，隧道施工过程中的混凝土容易受到粉尘和扬沙污染物的影响，造成表
面出现裂痕，结构性强度下降。

其次，在隧道施工过程中大量产生污水和废土，
容易破坏周边的环境。

最后，地铁工程在建设过程中容易出现大量的粉尘，造成
严重的大气污染。

4.地面塌陷
地面塌陷有两个方面的原因，其一，自然原因是地下水位的急速变化容易导
致地面的沉降和坍塌，对隧道施工过程造成严重的安全隐患。

其二，区间隧道施
工过深也容易会引发相应的安全事故，造成地面的塌陷。

5.对环境和生态方面的影响
在地铁区间隧道建设过程中产生各种垃圾和废弃物，如果不及时处理，容易在雨季受到雨水的冲刷导致地面塌陷。

所以在隧道设计过程中要关注相关因素的影响和施工所造成的问题，避免出现安全隐患。

（二）设计难点原因
1.施工工艺的选择
地铁区间隧道多是由钢结构组成的，从而在设计工作中需要根据不同的施工状况和面临不同的环境进行科学合理的分析，选用合适盾构机灌浆系统和防水系统相关的设备和采用的技术，保障施工的顺利进行。

2.材料因素影响
在隧道施工建设中，利用不同类型的钢材和混凝土以保证每段隧道都能够满足质量要求，进行完美的对接。

但是不免会出现安全质量问题，从而影响盾构机的使用性能和寿命，影响施工进度。

3.设计因素
地铁区间隧道工程是多种复杂的结构拼接而成的。

所以在设计过程中面对地质条件复杂和差异程度较大时，需要对其针对性的设计处理，防止出现如地下水位较高导致的地面塌陷，出现隧道漏水问题，保证隧道的稳固和安全性。

4.施工因素
由于地铁区间隧道工程量较大，施工工期较长，所以在此期间更容易受到各种因素的影响，要在设计过程中对其充分的关注和考虑。

比如盾构机和防水系统之间不能紧密地配合，容易造成设备的损害或者防水系统的破坏，给施工过程增加困难。

三、地铁区间隧道设计难点探讨
（一）设计难点
设计对于地铁隧道工程项目的施工极为重要，关乎着整个项目施工的安全和
质量问题。

所以相关施工企业和技术人员需要对设计方法和规范相应的操作和技
术推动施工的顺利进行，保障其安全和质量；在此过程中同时也要对施工路线等
环境和地质条件进行具体问题具体分析，进行科学合理的设计和规划，实现施工
人员、材料、机械设备的合理配备，提高施工效率和质量。

地铁区间隧道的设计
难点主要有两个方面的内容。

1.隧道内应力检测系统的应用
地铁区间隧道施工过程较为复杂，容易出现安全问题。

所以首先要对地铁隧
道结构变化情况进行实时的检测，采集和反馈相关的数据，以此作为依据，实现
后期的稳固处理。

其次，在设计过程中要重点对隧道施工出现的渗漏问题和实际
操作过程中出现的问题隐患、设计缺陷进行关注，对设计方案进行及时的调整，
可以利用钻孔灌注桩和钢架搭建及混凝土的浇筑稳固隧道内部的结构。

最后，地
铁隧道施工过程中常常出现渗水问题，在设计过程中加强对于防水层的设计优化，提高防水的效果，同时要增添相应的排水设备，及时将隧道中的积水排出，避免
造成地基的不稳固。

2.地铁区间隧道设计
要坚持具体问题具体分析的原则，对我国主要城市的发展现状和交通需求，
结合所处位置的地形和地质条件，对相关因素通过科学的探讨和分析，提出科学
可行的设计方案。

（二）隧道参数的确定
隧道参数的确定对隧道施工有着不可忽视的影响。

首先，要对地铁隧道线路
方面的参数有一个深度的认识，通过相应的数据处理计算隧道拱顶应力分布状况，使其稳定在科学和安全性的范围内。

其次，可以通过相应的仿真软件对隧道施工
进行科学合理的分析，可以通过永久性支护和临时加固对水文地质作用和温度效
应方面做出针对性的设计，保证隧道施工的安全性。

科学合理地推动隧道施工的
进行主要有四个方面的内容。

其一，明确施工条件，对相关的数据和信息进行科
学分析和计算。

其二，通过仿真软件建立三维立体模型，了解隧道每段围岩压力
的分布状况。

其三，要通过先进的技术对于盾构支护结构的组成受力的情况和容易受到温度影响发生变化的区域进行分析。

其四，要通过地下管线进行施工，减轻地质条件对于隧道工程施工的影响，提升隧道的安全性。

（三）地铁区间隧道设计优化
首先，要根据实际的资料和数据对地铁区间隧道进行合理的设计。

其次，在设计过程中，要秉持降低成本的原则，结合保护环境和各种因素，引进先进的技术，选择最合理的设计方案，实现经济和环境效益的最大化。

再次，在地铁隧道设计过程中要重点关注对环境的保护，实现可持续发展。

最后，地铁区间隧道施工要重点关注沿线的建筑物和设施，对隧道上层进行加固处理，避免出现地面塌陷，造成严重的安全事故。

四、结语
综上所述，地铁区间隧道设计方面存在相应的难点，相关设计人员需要根据施工的具体情况，进行科学合理的方案设计。

设计人员在设计过程中需要关注隧道建设过程中出现的各种问题，和相应的施工技术，尤其是要重点关注隧道施工过程的安全性和质量控制，避免对施工人员造成安全威胁，减轻对周边环境的破坏，实现经济效益和社会效益的统一。

参考文献：
[1]邵国鑫.黄土地区某地铁区间隧道设计难点分析与探讨[J].工程建设与设计,2020,(03):107-109+117.
[2]张建祥.地铁双护盾 TBM 区间隧道设计技术[J].建筑工程技术与设计，2018（28）.。