地铁车站盾构法与矿山法联合施工技术及地铁车站施工防渗漏控制要点的探析
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２ ０ １ ３ 年１ １ 月第 １ １ 期
城 市道桥 与 防 洪
管理施工
１ ０ １
地铁车站 盾构 法 与矿 山法联 合施工 技术及 地铁 车站 施工 防渗 漏控制要 点 的探 析
孟 亚 武
（ 中铁 十七 局集 团第 一工 程有 限公 司 ， 山西太原 ０ ３ ０ ０ ３ ２ ） 摘 要 ： 在城 市地铁 车站施 工 中 ， 盾构 施工法 运用 较为广 泛 ， 其 特点有 安全快 速 、 对 环境影 响小 ， 以及适 用范 围广等等 ， 此方 法 已 经 成为我 国地下铁道 修建 中非常重要 的施工方 法 。在 实际地铁 车站施 工中若能将 盾构法 和其它辅助方 法结合 起来 ，例如 盾构法 与 矿山法联 合施工 ， 能缩短 建设工期 ， 降低 造价 ， 有 良好 的技 术经 济效益 。地铁 车站施 工过程 中结构 的渗漏 问题也是 不可 忽视 的 问题 。该 文着重 阐述 了地铁 车站盾 构法与矿 山法联合 施工 的一 些技术要 点 ，并在最 后简要 介绍 了关 于地铁车站施 工防渗漏 控制
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ８ — ０ ２
作者 简介 ： 孟 亚武 （ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 男， 甘 肃镇 原人 ， 工 程师 ， 研 究 方 向： 交通工 程桥梁 与隧道 。
图 ２ 区间盾 构隧道 与车站盾构 隧道相对位置 示意图 （ 单位 ： ｍ Ｊ
１ ０ ２ 管理施工
１ ． ２ ． ２ 管片 分块 与 隧道 结 构 形式
城 市道桥 与 防 洪
２ ０ １ ３ 年１ １ 月第 １ １ 期
１ ． ２ ． ２ ． １ 盾构隧道管片理论分块设计 以左 线 车 站 的隧道 施 工 为例 ， 综 合 考 虑 隧道 的 结构稳定性 、分块最大重量 以及便 于拆 除等 等方 面， 每环 结构 由 １ ０ 块管 片构成 ， 其理论 的分块形 式 见 图 ３所示 。
的一些施 工要点 。
关 键词 ： 地 铁车站 ； 盾构法 ； 矿 山法 ； 施工 控制 中图分类 号 ： Ｕ ２ ３ １ ￣ ． ４ 文献标 识码 ： Ｂ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３） ｌ １ － ０ １ ０ １ — ０ ３
１ 地铁 车站 盾构 法 与 矿 山Hale Waihona Puke Baidu联 合 施工 技 术 的 运 用
洞 内降 水 即可 完 成 ， 从而大大减少降水量 ， 减 轻 对 地 面 环境 的 干扰 。 （ ３ ） 施 工 中 的管 片经 过 特 殊设 计 后 ， 可 以重 复
高 度 和 区 间 隧道 施 工 盾 构 机 能够 从 车站 盾 构 隧道
通过。如 图 ２ 所示 ， 根据《 地 下铁道设计规范 》 ， 站 台进 人 地 铁 车 厢 的高 度 取 为 ５ ｍ左 右 即可 满 足要 求 ，为了尽可 能增加 隧道净 空而同时又不 增大隧 道埋 深 ，对 图 ２所 示 区 间隧 道 进 入 车站 隧 道 的 两 种 位 置进 行 综 合 分 析 比较 后 选 用 区 间 隧道 与 车 站 隧道 在 ４ ５ 。 位 置相 切 的进 人 方 式 。
图 ６ 车站 结构 形式以及 结构 内空尺寸 图
图 ３ 管 片 理 论 分 块 示 意 图
１ ． ３ 车 站施 工 组 织与 安 排
１ ． ３ ． １ 施 工 流程
１ ＿ ２ ＿ ２ ． ２ 管 片的 结构 形 式和 拼 装
为了使隧道结构受力均匀 ， 同时还便于拼装和 拆除 ， 每 环采 取 Ａ型 、 Ｂ型 、 Ｃ型 三 种 管 片 ， 其 结 构 的厚 度 均 为 ３ ５ ０ ｍ ｍ。 图 ４是 管 片 的简 略 结 构 ， 图 中ａ 、 ｂ两 个 设 计 参 数 直 接 影 响 盾 构 施 工 中的 拼 装 效率 与 质量 ， 需 要 经 过试 验 准 确确 定 。
１ ． １ 盾构 法与 矿 山法联 合 施 工 方 案
地铁车站很多都是单层三跨隧道结构 ， 根据此 特点考虑先采用盾构法在两侧 隧道施 工 ，然后采 用 矿 山法 在 隧 道 的 中段 施 工 。 采 用 这 两 者 方 法 联
ｌ
合施工 ， 具 有 以下 的技 术 优 势 ： （ １ ） 工 作 竖 井 可 以利 用 两 端 的 明 挖 车 站 ， 采 用
图１ 两种 工法联 合施工地铁 车站示意 图
盾构法时 ， 两侧车站隧道在施工 中不用降水 。 （ ２ ） 中段隧道 的施工采 取矿山法时 ， 为 了使土 体 的作 用得 到充分 的利用而 采取长 台阶施 工 ， 由 于地下水位一般在轨顶上方 ３ ｍ左右 ，位于上 台 阶之下 ， 所 以上 台阶施工 中也不用降水 ； 由于两侧 盾构法隧道结构可 以作为支撑 ，所 以仅用上下两 个 台阶即可完成宽度约为 １ ２ ｍ、 高度 约为 １ ０ ｒ ｎ的 大 断 面 隧道 施 工 。与 此 同 时 ， 根据 地 下 水 的渗 流 速 度 的大 小 ，下 台 阶 的结 构 施 工 仅 采 用 明 排 法 或 者
部或顶部拱结构设计 时， 要考虑到拱脚处可能产生 的水 平 外 推 力 和 隧 道结 构 的对 称 性 ，经 过 详 细 的 结构 计 算 和 比较 ，隧道 上 下 拱 均采 取 半 径 为 １ ０ ｍ 的 圆弧 ， 两侧 中柱 采 用 钢 筋 混凝 土结 构 柱 ， 间距 宜 为６ ｍ 。 车站的结构形式和结构内空相关尺寸见图 ６所 示 。
使用拆除 的管 片 ， 几乎没有施工的废弃物 ， 这从某 种 程 度 上 不 仅 降低 工 程 造 价 ，同 时 还 加 快 施 工 进
度。 图 １ 为 两种 工 法 联 合施 工 示 意 图 。
１ ． ２ 地铁 车站 盾 构 法施 工 隧 道 结构 设 计 １ ． ２ ． １ 隧 道 的 内径 确 定 地 铁 车 站 盾 构 隧 道 的 内径 由下 面两 个 因 素 确 定 ，分 别 是 客 流 人 员 由站 台进 入 地 铁 车 厢 的 建 筑
城 市道桥 与 防 洪
管理施工
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地铁车站 盾构 法 与矿 山法联 合施工 技术及 地铁 车站 施工 防渗 漏控制要 点 的探 析
孟 亚 武
（ 中铁 十七 局集 团第 一工 程有 限公 司 ， 山西太原 ０ ３ ０ ０ ３ ２ ） 摘 要 ： 在城 市地铁 车站施 工 中 ， 盾构 施工法 运用 较为广 泛 ， 其 特点有 安全快 速 、 对 环境影 响小 ， 以及适 用范 围广等等 ， 此方 法 已 经 成为我 国地下铁道 修建 中非常重要 的施工方 法 。在 实际地铁 车站施 工中若能将 盾构法 和其它辅助方 法结合 起来 ，例如 盾构法 与 矿山法联 合施工 ， 能缩短 建设工期 ， 降低 造价 ， 有 良好 的技 术经 济效益 。地铁 车站施 工过程 中结构 的渗漏 问题也是 不可 忽视 的 问题 。该 文着重 阐述 了地铁 车站盾 构法与矿 山法联合 施工 的一 些技术要 点 ，并在最 后简要 介绍 了关 于地铁车站施 工防渗漏 控制
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ８ — ０ ２
作者 简介 ： 孟 亚武 （ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 男， 甘 肃镇 原人 ， 工 程师 ， 研 究 方 向： 交通工 程桥梁 与隧道 。
图 ２ 区间盾 构隧道 与车站盾构 隧道相对位置 示意图 （ 单位 ： ｍ Ｊ
１ ０ ２ 管理施工
１ ． ２ ． ２ 管片 分块 与 隧道 结 构 形式
城 市道桥 与 防 洪
２ ０ １ ３ 年１ １ 月第 １ １ 期
１ ． ２ ． ２ ． １ 盾构隧道管片理论分块设计 以左 线 车 站 的隧道 施 工 为例 ， 综 合 考 虑 隧道 的 结构稳定性 、分块最大重量 以及便 于拆 除等 等方 面， 每环 结构 由 １ ０ 块管 片构成 ， 其理论 的分块形 式 见 图 ３所示 。
的一些施 工要点 。
关 键词 ： 地 铁车站 ； 盾构法 ； 矿 山法 ； 施工 控制 中图分类 号 ： Ｕ ２ ３ １ ￣ ． ４ 文献标 识码 ： Ｂ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ １ ６ （ ２ ０ １ ３） ｌ １ － ０ １ ０ １ — ０ ３
１ 地铁 车站 盾构 法 与 矿 山Hale Waihona Puke Baidu联 合 施工 技 术 的 运 用
洞 内降 水 即可 完 成 ， 从而大大减少降水量 ， 减 轻 对 地 面 环境 的 干扰 。 （ ３ ） 施 工 中 的管 片经 过 特 殊设 计 后 ， 可 以重 复
高 度 和 区 间 隧道 施 工 盾 构 机 能够 从 车站 盾 构 隧道
通过。如 图 ２ 所示 ， 根据《 地 下铁道设计规范 》 ， 站 台进 人 地 铁 车 厢 的高 度 取 为 ５ ｍ左 右 即可 满 足要 求 ，为了尽可 能增加 隧道净 空而同时又不 增大隧 道埋 深 ，对 图 ２所 示 区 间隧 道 进 入 车站 隧 道 的 两 种 位 置进 行 综 合 分 析 比较 后 选 用 区 间 隧道 与 车 站 隧道 在 ４ ５ 。 位 置相 切 的进 人 方 式 。
图 ６ 车站 结构 形式以及 结构 内空尺寸 图
图 ３ 管 片 理 论 分 块 示 意 图
１ ． ３ 车 站施 工 组 织与 安 排
１ ． ３ ． １ 施 工 流程
１ ＿ ２ ＿ ２ ． ２ 管 片的 结构 形 式和 拼 装
为了使隧道结构受力均匀 ， 同时还便于拼装和 拆除 ， 每 环采 取 Ａ型 、 Ｂ型 、 Ｃ型 三 种 管 片 ， 其 结 构 的厚 度 均 为 ３ ５ ０ ｍ ｍ。 图 ４是 管 片 的简 略 结 构 ， 图 中ａ 、 ｂ两 个 设 计 参 数 直 接 影 响 盾 构 施 工 中的 拼 装 效率 与 质量 ， 需 要 经 过试 验 准 确确 定 。
１ ． １ 盾构 法与 矿 山法联 合 施 工 方 案
地铁车站很多都是单层三跨隧道结构 ， 根据此 特点考虑先采用盾构法在两侧 隧道施 工 ，然后采 用 矿 山法 在 隧 道 的 中段 施 工 。 采 用 这 两 者 方 法 联
ｌ
合施工 ， 具 有 以下 的技 术 优 势 ： （ １ ） 工 作 竖 井 可 以利 用 两 端 的 明 挖 车 站 ， 采 用
图１ 两种 工法联 合施工地铁 车站示意 图
盾构法时 ， 两侧车站隧道在施工 中不用降水 。 （ ２ ） 中段隧道 的施工采 取矿山法时 ， 为 了使土 体 的作 用得 到充分 的利用而 采取长 台阶施 工 ， 由 于地下水位一般在轨顶上方 ３ ｍ左右 ，位于上 台 阶之下 ， 所 以上 台阶施工 中也不用降水 ； 由于两侧 盾构法隧道结构可 以作为支撑 ，所 以仅用上下两 个 台阶即可完成宽度约为 １ ２ ｍ、 高度 约为 １ ０ ｒ ｎ的 大 断 面 隧道 施 工 。与 此 同 时 ， 根据 地 下 水 的渗 流 速 度 的大 小 ，下 台 阶 的结 构 施 工 仅 采 用 明 排 法 或 者
部或顶部拱结构设计 时， 要考虑到拱脚处可能产生 的水 平 外 推 力 和 隧 道结 构 的对 称 性 ，经 过 详 细 的 结构 计 算 和 比较 ，隧道 上 下 拱 均采 取 半 径 为 １ ０ ｍ 的 圆弧 ， 两侧 中柱 采 用 钢 筋 混凝 土结 构 柱 ， 间距 宜 为６ ｍ 。 车站的结构形式和结构内空相关尺寸见图 ６所 示 。
使用拆除 的管 片 ， 几乎没有施工的废弃物 ， 这从某 种 程 度 上 不 仅 降低 工 程 造 价 ，同 时 还 加 快 施 工 进
度。 图 １ 为 两种 工 法 联 合施 工 示 意 图 。
１ ． ２ 地铁 车站 盾 构 法施 工 隧 道 结构 设 计 １ ． ２ ． １ 隧 道 的 内径 确 定 地 铁 车 站 盾 构 隧 道 的 内径 由下 面两 个 因 素 确 定 ，分 别 是 客 流 人 员 由站 台进 入 地 铁 车 厢 的 建 筑