地铁施工工法

第一部分地铁暗挖施工工法

工法之一：隧道中洞法施工工法

1、特点

目前，国内的双联拱隧道所采用的施工方法大多为中洞法施工，即三导坑先墙后拱法。在施工中遵循“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”的十八字方针。其特点为：

1.1 采用超前水平预注浆小导管、径向系统锚杆、锁脚锚杆、挂网和格栅喷混凝土等支护手段，加之开挖后立即封闭，形成受力封闭环，能有效的控制围岩变形和地表下沉，大大提高了施工的安全度。

1.2 其支护系统能很好地适应围岩的变形，与围岩形成一个整体，故能充分发挥围岩的自撑能力。

1.3 能应用量测监控等信息化管理方法指导施工，使整个施工过程均处于受控状态。

1.4 施工作业简便，不需要特殊的施工机械和设备，容易推广使用。

1.5 采用分部开挖，其超前中洞可起到探测和预报地质情况的功能。

1.6 中洞法施工减少了两个边导洞的施工，拱墙采取整体一次或分次衬砌，具有工序较简单、机械化程度较高、临时初期支护量小、施工进度较快、节约成本的特点。1.7 为了保证侧洞初支钢格栅与中洞钢格栅连接板准确连接，该方法对中洞钢格栅的安装位置、步距、垂直度等要求相当高。

1.8 由于在中洞中墙天梁位置空间狭小，在破除临时中隔壁，施工侧洞二衬时，此处防水板的保护难度相当大。

2、工艺原理

所谓中洞法，就是在地下工程掘进中，通过临时支撑将开挖断面分成几个部分，中洞初支先行施工，待中洞贯通后施工中墙顶部和底部防水，再施工中墙结构；然后利用中墙结构作为侧洞施工的支撑点，再根据围岩情况进行其它部分的开挖与支护、防水层及侧洞结构。此工法是以新奥法的基本原理为依据，在开挖中尽量减少对围岩的扰动，通过超前管棚、锚(网)喷洞壁、钢拱架或格栅拱架支护系统和临时支撑联结，

使断面及早闭合，控制围岩变形，并使之趋于稳定。同时，建立围岩支护结构监控量测系统，随时掌握施工过程中围岩的变化，合理安排，及时调整施工工艺和设计参数，确保施工安全。

事实上，各种施工方法都是围绕着中墙施工来进行的，中墙是整个隧道受力转换和受力平衡的支撑点，在结构设计中其刚度和稳定性应作控制，在施工中要认真处理好中墙的基底承载力和回填反压平衡，确保中墙稳定。

3、应用实例

北京地铁四号线第一标段工程—设计起点至马家楼站区间工程，起止里程为K0+000.000～K0+338.800，全长338.800 m，为暗挖双联拱隧道。正线起点在南四环北侧，马家堡西路下，线位较低，向北下穿出入线段左线后进入马家楼车站，与出入线左线形成立交，该部分为四号线南沿做预留，结构覆土厚度10m左右，线路设计坡度分别为-8‰、23‰、2‰，采用复合式衬砌，开挖跨度为11.1～11.142m，开挖高度为6.5～6.9m。

工法之二：暗挖隧道双侧壁导坑施工工法

1、特点

1.1本工法采用新奥法原理指导施工，能充分发挥围岩的自承能力，确保围岩稳定。开挖时首先进行两侧导洞的施工，各掌子面之间错开一定距离，多工序平行交叉施工，避免各掌子面之间的相互干扰。

1.2通过化整为零，将大断面隧道分成多个小洞进行开挖，避免了大规模塌方事件的发生，掌子面情况易于掌控。

1.3 施工工序比较复杂，初支结构受力转换复杂，格栅连接点多，施工质量不容易保证。

1.4 由于断面扁平，支护结构受力较大，初支结构的承载能力相对较小，特别是底脚处受力较大，结构要求有足够的地基承载力。

1.5 对于浅埋暗挖隧道，其埋深较浅，土层自稳能力差；特别是中洞开挖时，两侧现行形成的导洞初支结构，由于失去中间土层的侧向支撑力，打破了原有的应力平衡，容易产生水平位移，极易上部土体，乃至地表的沉降。

1.6 为了保证中洞初支钢格栅与侧洞钢格栅连接板准确连接，该方法对两边侧洞钢格栅的安装位置、步距、垂直度等要求相当高。

2、工艺原理

双侧壁导洞法是以新奥法为指导的施工方法，充分发挥围岩的自承能力。通过临时中隔壁，将大断面隧道或地质条件差的隧道断面化整为零分成6个或9个对称布置的小洞，进行开挖与支护。首先施工一侧的导洞，然后再施工另一侧的导洞，分别形成永久支护和临时支护，当两侧导洞开挖一定距离后再开挖中导洞，使支护逐步成环。开挖完毕后，四周形成永久支护，中间是临时支撑的格构式支撑结构。

为了避免由于多面开挖而形成变形叠加，各掌子面之间须错开一定的距离。各个导洞首先自成环封闭，然后通过中洞将两侧导洞的初支进行连接，逐步使整个断面封闭成环。

3、应用实例

北京地铁四号线工程马家楼-石榴庄路区间隧道为单孔大跨隧道，工程起止里程为K0+722.000～K0+915.806，长度为193.806m。区间线路断面变化多，共有5种不同断面，分别为Ⅰ－Ⅰ断面、Ⅱ－Ⅱ断面、Ⅲ－Ⅲ断面、Ⅳ－Ⅳ断面、Ⅴ－Ⅴ断面，断面尺寸分别为：13.3m（跨度）×10.17m（高度）、11.84m（跨度）×9.247m（高度）、11.6m（跨度）×9.178m（高度）、11.906m（跨度）×9.266m（高度）、12.406m（跨度）×9.411m（高度），其最大开挖断面达到了110m2, 拱部均为砂卵石层。初支施工采用双侧壁导坑法施工，全断面分成6个掌子面开挖。施工期间平均进尺1.5米/天。

工法之三：暗挖隧道CRD施工工法

1、工法特点

1.1 “CRD”工法理论源于新奥法，但强调预支护，及时支护，控制地面沉降，保证施工、地上建筑物、地下构筑物和各种管线等的安全。

1.2 隧道暗挖的“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”十八字方针，是“CRD”工法的精髓。

1.3 该工法施工组织计划和施工工序应严格遵守“先排管，后注浆，再开挖，注浆一

段，开挖一段，支护一段，封闭一段”的原则。

1.4 采用“CRD”工法施工安全度高、

2、工艺原理

“CRD“法是以新奥法的基本原理为指导，采用监控量测信息来反馈设计和指导施工的新理念，并采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系，初期支护和二次衬砌共同承担上部荷载。在采用该法施工时，同时采用多种辅助工法进行超前支护，来改善和加固围岩，调动部分围岩的自承能力；及时支护、封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；在施工过程中应用监控量测等手段，及时反馈信息，不断优化设计，实现不塌方、少沉降、安全生产与施工。

3、应用实例

北京地铁四号线第一标段的设计起点～马家楼站区间风道采用“CRD六步法”施工。该风道长度为47.79m，断面形式为城门洞型，共分为三种断面形式（FA、FB、FC），FA断面结构开挖尺寸为7.4×11.48m，长度为27.05m；FB断面结构开挖尺寸为7.4×12.46m，长度为15.99m；渐变断为FA向FB断面过渡段，长度为5.1m ；FC 断面结构开挖尺寸为7.4×15.04m，长度为5.4m。风道上部位于圆砾卵石层，边墙处于中粗砂层、粉土层，底部处在圆砾卵石层。衬砌结构采用复合式衬砌。

工法之四：隧道衬砌模板台车施工工法

1、特点

1.1 台车架优化设计，既保证足够的强度和刚度，又结构简单，重量减轻，且外形美观。

1.2液压系统采用了液压锁、平衡阀等措施，对液压缸进行液压锁定，同时配套采用了丝杠机械锁定，这样的“双锁定”保证了模板在衬砌状态不变形、不移位，强化了模板的支承刚性，减轻了模板结构重量。

1.3 电气系统有全防爆式和不防爆式两种，可用于瓦斯隧道和普通隧道的衬砌施工，这在衬砌台车设备中具有创新性。

1.4钢模衬砌台车的研制成功，是对传统隧道衬砌施工方法的重大突破，一次衬砌长度最长可达12m，混凝土注入采用机械化，衬砌效率是传统施工方法的数十倍，可节