地铁隧道工程精选(九篇)

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第1篇：地铁隧道工程范文

关键词：暗挖；工程；事故

一、某地铁暗挖隧道工程事故经过

2016年7月，某市地铁暗挖区间隧道开挖过程中发生拱顶沉降较大险情，此隧道左线上台阶部分由2015年10月施工完成，下台阶未进行施工，施工单位采取喷混封面处理，2016年6月29日恢复施工，7月3日险情发生，掌子面塌方，拱顶下沉约1.2米，伴随着大量渗水，发生险情位置正上方有两条污水管线，一条热力管线，以及一条燃气管线。

二、事故处理

施工单位发现该出拱顶沉降较大后及时组织人力物力对该处进行回填堆载，对土体进行喷射混凝土处理，对该处至掌子面进行回填。场地内有燃气管线距离该处结构外边缘约9m、雨污水管线在场地围挡外侧。对该处地表进行24小时不间断监测，监测频率为1次/30分钟。隧道内除沉降量较大位置其他部位均未发生异常，地表未发生异常。同时在地表相对应位置进行挖探，经过现场挖探发现Ф600mm热力管线一条，热力管线下方有水流渗出。经过查看，未发现水流具体渗出位置。为了保证隧道内变形不再有继续变化的危险，对隧道拱顶沉降较大相应地表位置进行隧道内及地表同步注浆回填措施。

三、事故原因分析

隧道土体经过开挖对土体有一定的扰动因素外，加之此部施工并非一次性、连续性进行土方开挖、初期支护作业施工是本次险情出现的客观因素。发生拱顶沉降量较大位置正处于全断面位置，经过对比断面分界里程和拱顶沉降量较大区段，均与断面分界点里程相似度极高。由此可以确定施工单位在隧道初期支护断面转换处施工质量较为薄弱。但隧道拱部并没有出现明显开裂及变形等现象发生，减小了本次险情的损失及严重程度。隧道拱部沉降量较大位置上部发现Ф600mm热力管线一条，热力管线下方有水流渗出且水量较为明显。隧道上方土体经过有泄漏的水流长时间浸泡，极大的影响了土体的稳定性，直接对下方隧道拱部出现沉降量较大起到了决定性因素。

四、地铁暗挖隧道施工事故预防措施及对策

（一）加强安全管理

人的不安全行为往往是事故的直接原因。虽然在本次事故中人的不安全行为因素没有被强调，但暗挖隧道工程事故中往往伴随着人的不安全行为，具体行为有：操作错误、送料过快、行车过快（暗挖出土使用的三轮车）、使用不安全设备、用手代替工具操作、未使用防护用品、不安全着装、工作时说笑打闹等。

物（设备）的不安全状态，也是突发事故的直接原因之一。对于地铁工程来说，施工过程中涉及的设备、材料、半成品、燃料、机具、施工机械、设施等等均有可能出现各类不安全状态，对本次事故来说，在2015年完成上台阶施工之后进行的封闭处理时，没有充分考虑到半成品的保护工作，对施工作业面的封闭仅仅是网喷处理，显示了施工单位重视程度不足，为后续事故发生埋下隐患。

管理欠缺是发生事故的重要因素，有时甚至是直接因素，人的不安全行为和物的不安全状态都是事故发生的直接原因，但都与管理有着直接关系。因此，管理不善是造成安全事故的间接原因，人的不安全行为可以通过安全教育、安全生产责任制及安全奖惩机制等措施减少甚至杜绝。物的不安全状态可以通过提高安全生产的科技含量、推行文明施工和安全_标活动、建立完善的设备保养制度等活动予以控制。对现场加强安全检查就可以发现并制止人的不安全行为，扭转物的不安全状态，从而避免事故的发生。

（二）环境因素

不良环境对人的行为和物的状态产生负面影响，客观情况对人和物的影响也是十分巨大的，在事故过程当中，照明光线过暗或过强；作业场所狭窄、杂乱；地面积水、淤泥；作业面周围的水管线有泄漏等。本次事故中，环境因素起到了非常关键的作用，在施工作业面上方有着众多管线，其中的供热管线和污水管线均有渗漏现象，但是在施工进行之前并未发现，导致拱顶被长期浸泡，最终发生掉拱塌方事故。环境方面的各类因素除了通过上述安全管理措施解决之外，还需要施工各方通力合作，施工单位在进行施工的过程当中如果发觉地下水丰富程度和地质勘查报告有所不同，应当及时向建设单位反馈情况，提请增加地质勘查工作，确认周围的环境安全情况，进一步增加施工安全措施，从而降低环境风险对工程安全的影响。

（三）应急抢险

应急抢险措施是指事故发生之后为抢救遇险工人、消除现场危险源所采取的一系列措施，包括现场指挥、配备抢救物资、组织应急救援队等工作。这一阶段要达到应急救援目的，对工程可能出现的危险做出详细分析，按照事先制定的安全生产事故应急抢险预案随时做好处理各类事故的准备，这不仅有利于减少安全事故的发生，还有利于减少施工项目财产损失，使经济损失降到最低。工程项目部要制定整体应急预案，针对生产中可能发生的环境、安全事故和突发紧急事件，结合工程的实际情况，进行风险分析和安全评价工作，完善预测预警监测系统和信息传递通道，做到早发现、早报告、早处置。应根据实际情况建立相应的预测与预警系统，在事故发生时，根据事故类型启动相应应急方式。

五、结语

通过分析所管理的工程标段发生的一起暗挖隧道工程掉拱塌方的安全事故，为大家讲解一些地铁暗挖隧道工程中如何预防事故发生以及事故发生后如何抢险的心得体会，希望今后类似工程的施工能够从事故中吸取教训，为下一步安全工作的开展总结了宝贵的经验。

参考文献：

第2篇：地铁隧道工程范文

【关键词】 地铁；隧道工程；施工现场；监测方法；总结

【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2011）02-135-02

The Subway Tunnel Engineering Construction Spot Mmonitor Method Summary

【Abstract】 For construction safety that insure the subway tunnel, enhance to round in start construction process the rock monitors,

according to further round the rock variety circumstance excellent turn the design with adjust to start construction project, practice the

information turns monitoring construction, becoming an important work mission.Monitors to the spot of the some item tunnel engineering

now the method make the textual summary.

【Key words】 subway； Tunnel engineering； Construction spot； Monitor method； Summary

1工程简述

广州地铁三号线设计自花都白云机场北往南到番禺广场，线路长，开挖深度大。北半段从花都白云机场北到广州东站线路多丘陵起伏，地面高差大，建构筑物复杂。由于深度大，且穿越地层多为花岗岩石，北半段难以采用盾构或明挖的施工方法，整个线路需要开凿大量的隧道，隧道工程的施工技术安全成为该地铁工程项目的重点与难点。

为确保隧道的施工安全，在施工过程中加强围岩监测，根据围岩变化情况进一步优化设计和调整施工方案，实行信息化监测施工成为一项重要工作任务。现对该项目隧道工程的现场监测方法作本文的总结。

2现场监测安排

该项目隧道工程施工现场监测项目及内容列于表1。

全断面开挖时水平收敛基线布置3条，起拱线处水平布1条，起拱线下2m处布置1条，轨面以上1m处布置1条；正台阶开挖时水平收敛基线亦布置3条，起拱线上1m处布置1条，起拱线下1m处布置1条，轨面以上1m处水平布置1条。拱顶下沉测点的位置在每个断面内布置3点，各测点布置如图2和图3所示。

3监测方法

3．1周边水平位移监测。喷锚支护施作后，用风钻凿?准40mm、深200mm的孔，先用1：1水泥砂浆灌满后再插入测点固定杆，尽量使同一基线两测点的固定方向在同一直线上，等砂浆凝固后，即可进行监测工作。采用SWJ－Ⅳ隧道收敛计监测，SWJ－Ⅳ隧道收敛计结构见图4。

3．2拱顶下沉监测。拱顶位移监测的测点用风枪打眼埋设好固定杆，并在外露杆头设挂钩。测点的大小要适中，如过小，测量时不易找到；如过大，爆破时易被打坏。支护结构施工时要注意保护测点，一旦发现测点被掩埋，要尽快重新设置，以保证数据不中断。

采用水平仪、水准尺、挂钩式钢尺配合测量拱顶下沉，精度可达1～2mm。监测时用一把2～4m长的挂钩式钢尺挂上即可。拱顶下沉量监测见图5。

3．3地表下沉监测。与洞内收敛、拱顶下沉监测断面里程对应，地表下沉监测点集中设在隧道中线附近，并在开挖面前方H＋h1处设测点，（H为隧道埋深，h1为上半断面净高），直到开挖面后方约3～5B处。

采用水平仪、水准尺配合测量地表沉降，精度可达2～4mm。用经纬仪将所有测点布设于同一直线上。测点钢筋安设就位后，表面磨平，并用钢钉等锐器在其表面冲眼标记。地表沉降监测区间及测点布置见图6与图7。

4监测实施与处理

各个隧道工程初期支护施作2h后即埋设测点，进行第一次监测数据采集。测试前检查仪表设备是否完好，如发现故障应及时修理或更换；确认测点是否松动或人为损坏，只有测点状态良好时方可进行测试工作。测试中按各项监测操作规程安装好仪器仪表，每测点一般测读三次；三次读数相差不大时，取算术平均值作为观测值，若读数相差过大则应检查仪器仪表安装是否正确、测点是否松动，当确认无误后再按前述监控监测要求进行复测。每次测试都要认真做好原始数据记录，并记录掘进里程、支护施工情况以及环境温度等，保持原始记录的准确性。监测数据应在现场进行粗略计算，若发现变位较大时，应及时通知现场施工负责人，以便采取相应的处理措施。试完毕后检查仪器、仪表，做好养护、保管工作。及时进行资料整理，监控监测资料须认真整理和复核。

该项目的监测频率见表2。

在实施过程中，将监测数据进行处理和分析，绘制时间――位移曲线。一般情况会出现如图8所示的两种时间─位移特征曲线。

①图表示绝对位移值逐渐减小，支护结构趋于稳定，可施作模筑混凝土衬砌。

②图表示位移变化异常，出现反弯点初期支护出现严重变形，这时应及时通知施工管理人员，该段支护须采取加强措施，确保隧道不坍方；严重时施工人员须迅速撤离施工现场，保证施工人员安全。

5结语

在该工程的施工过程中，通过现场监测，及时了解了围岩及支护变形情况，以此调整和修正支护参数，保证了围岩的稳定和施工安全，并提供了判断围岩和支护系统稳定的依据，确定混凝土衬砌施作时间。

该工程项目的整个监测过程与数据，基本上都没有超过设计规定的限值，但没有超过并不等于完全平安无事。在该线路地铁隧道的梅花园至燕塘区间，采用的是正台阶爆破开挖方法，虽然所有监测数据都在施工管理允许范围内，但爆破基本完成时发现该区段隧道附近居住小区部分房屋开裂。经过对房屋的鉴定，虽然造成的开裂并不影响结构的安全使用，但也造成居民一定的心理负担，遭到投诉并为处理而造成一定的经济损失。

从该工程项目所出现的问题看，对于城市地铁隧道，尤其是对居民区附近采取爆破开挖的地铁隧道，有必要制定更严格的监测管理值与上限值，同时应增加洞内弹性波速度测试（采用各种声波仪及配套探头）与增加地中岩体垂直位移及水平位移等B类监测项目，以便在施工监测过程中，依据更为全面的监测资料反映的问题，及时采取相应措施，更好地保证工程的施工安全并加快施工进度，并以此积累现场监测数据资料，总结经验，提高施工技术水平。

现场监测是在隧道施工过程中对围岩和支护系统的稳定状态进行的，通过该工程项目的施工监测分析，可为初期支护和模筑混凝土衬砌的参数调整提供依据，把监测的数据经整理和分析得到的信息及时反馈到设计和施工中，进一步优化设计和施工方案，以达到安全、经济、快速施工的目的，是施工管理中的一个重要环节，是施工安全和质量的保障。

参考文献

1于书翰等主编。隧道施工.人民交通出版社，2001.5

第3篇：地铁隧道工程范文

关键词：交通工具 地铁隧道 沉管法 盾构法

中图分类号：TU921 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0080-01

随着我国经济建设的快速的发展与综合国力的不断增强，城市的规模也不断的扩大，人口流量不断的增加，并且机动车辆也不断的加多，相应的城市的交通随之下降。为了改善这种交通环境，各城市都采取了许多的措施，高架桥、公交车、车牌号的限制，以及地铁的修建，其中地下铁道得到了人们普遍的称赞，特别是近些年一些一线和省会城市都为了缓解交通压力而兴建大量的城市地铁。城市地铁的兴建期间会遭到许多的阻碍，这些阻碍有来自人为因素、技术因素，以及城市本身固有的特点。比如说地面建筑、城市地面上的交通设施以及水路环境等。针对具体的施工条件，修建地铁产生了几种主要的方法：暗挖法、盾构法、沉管法、盖挖法以及明挖法等。文章主要是从盾构法和沉管法的施工技术要求方面进行对比分析，说明盾构法和沉管法的适用环境。

1 盾构法和沉管法施工技术对比分析

1.1 沉管法

沉管法是指把隧道管段分成若干段，段与段之间采用暂时的止水头部，在此期间，通过一些机械手段把管段送到隧道的中心线地方，并且把它安置在预先挖出来的沟槽内，接下来就是把各个段在水下拼接起来，把刚才的止水头部去掉。

管道安装好以后，填埋沟槽用来保护沉管免受其它物体的损坏，最后一步就是把隧道其他设施安装好，确保整个隧道的安全、完整性。早期的沉管法不能够得到广泛的使用，直到基础处理压注法和水力压接法的出现，这两个方法至今都是沉管法的两大关键技术，可以说是它的里程碑，至今都在广泛使用。

沉管隧道在土质方面的要求不是很高，对那些地基松软，甚至是河床、海岸较浅等地方都是可以实施的沉管法。沉管法不需要挖很深的沟槽，这相比与其他的几种隧道方法来说可以节省大量的财力和物力，它还有一个很大的优点就是它所需的隧道线路相比于盾构法是大大缩减，沉管断面形状灵活可圆可方，可以根据具体的施工环境来选择，这也是沉管法的一大优点。沉管法的几大主要步骤：沟槽挖掘、管段分离、管段输运以及相关设施建设，他们是可以并行工作的，不是严格的顺序进行，这样可以把时间压缩在尽可能短的范围之内，这对于当今这个快节奏的社会来说是非常有必要的。以上综述的优点使得沉管法在江河等水域方面得到大量使用，相比于盾构法、沉管法在这些环境中使用更加经济、方便、快捷以及可靠。相比较而言，盾构法在水下隧道方面较沉管法有许多的不足，主要体现在以下几点。

（1）沉管法能够得到高质量的隧道施工。沉管中的管段是预先用水泥制作好的，在防水方面能够得到及时的保证。每个管段都比较长，并且有两大技术之一的水力压接法，从而能够保证管段之间接头较少以及实现不漏水连接。

（2）沉管法在隧道现场的实际工作的时间是较短的，这是因为管段都是预先在专门的地方制作而成的，管段的制作都是根据设计要求完成。

（3）沉管法施工条件相比而言是非常好的，安全也能够得到保障。虽然说是建立水下隧道，但是大部分工作都是在地面上完成。

（4）上面所说沉管法在水下作业时间较少，因此它能够在水下较深的地方施工，安装管段。

（5）沉管法断面的柔性化选择决定了它的施工方案多样化，相比盾构法而言，它能够建造大型的截面，建造多车道的隧道。

1.2 盾构法

盾构法是指利用盾构这种机械挖取地下隧道。盾构（shield）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前部安装有支撑和挖掘装置，中部安装了千斤顶，是为了机械在顶进时候所需的，尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构施工前需要做一些预先工作――修建一竖井，竖井的作用是输运挖掘出来的土质，送达至地面。盾构的以上施工特点决定了它有以下独有的优点。

（1）盾构法几乎不受地形、气候等因素的影响，能够在复杂的环境下工作，这是因为有盾构的支护，这对于繁华的大城市而言是非常实用的，这样就能够尽量不用破坏原有设施。（2）机械、电气化快速发展，使得盾构机械在施工过程中自动化、智能化，使得施工时间缩减，降低了劳动强度。（3）机械自动化、智能化使得盾构法在挖掘长距离、大直径的隧道时有非常明显的优势，还有就是地面的人文景观能够得到保护，对其周围的环境影响很小。

从以上几方面可以看出，沉管法非常适合那些水下隧道方面，在这方面沉管法比盾构法无论是在经济，施工时间还是其他方面都有很大的优势，例如港珠澳大桥隧道、佛山市汾江路南延线工程沉管隧道等就是采用沉管法；对于那些施工环境复杂，交通不便的陆地城市，中间不跨越大型水域，并且隧道较长的就适合采用盾构法施工，例如天津市地铁轻轨、西安地铁隧道都引进了盾构法隧道施工技术。

参考文献

[1] 陈韶章.沉管隧道设计与施工[M].北京：科学出版社，2002.

[2] 何阳.地铁隧道盾构法施工模拟分析[D].南昌：南昌大学，2011.

[3] 龙帅.盾构法隧道施工[D].重庆：重庆大学，2013.

[4] 卢普伟，梁邦炎，资利军.港珠澳大桥隧道工程沉管法与盾构法比选分析[J].施工技术，2012（41）：372.

第4篇：地铁隧道工程范文

关键词：隧道工程；地裂缝；灾害特征；设防长度

中图分类号：U452.27文献标志码：B

Abstract： Based on the field investigation and data collection， the development and disaster characteristics of the ground fissure at the intersection with the metro line and its annual activity rate were analyzed in detail by studying the tunnel of Xian Metro Line 6 crossing ground fissure. Using the spatial geometrical relationship， it was proposed that the threeway displacement between the adjacent segmental tunnels will be generated， which will cause the decrease in internal clearance. And the mathematical formula was used to calculate the longitudinal influence length of the Xian Metro Line 6 crossing ground fissure. It is suggested that the metro line should be designed to intersect the ground fissure at a large angle.

Key words： tunnel engineering； ground fissure； disaster characteristic； fortification length

0引言

地裂缝作为现代城市地质灾害的重要类型之一，它的活动与强度加剧是内外地质营力及人类工程活动等因素共同作用的结果，可造成各类建筑工程（如基础建设、生命线工程、交通及水利设施等）的直接破坏，一般表现为道路拉张错位、地下设施变形以及建筑物的基础或墙体开裂，尤其对地铁的建设构成了严重的威胁，也引起一系列的地质环境问题。西安地裂缝在中国城市地裂缝灾害中尤为严重和典型，彭建兵等提出了在盆地伸展背景下断层构成西安地裂缝原型，以及水的作用加剧其活动发展的耦合成因模式[1]。西安继地铁1～5号线建设后，6号线现已全线开工建设。由于地铁线路多为线性分布，不可能完全避让地裂缝，因此地裂缝对地铁的影响不可忽视，加上国内外无相关工程经验可借鉴，西安地铁面临的地裂缝问题可谓是世界性工程技术难题。

以往的相关研究大多集中在西安地裂缝的整体分布及成因机制等方面，且主要为活动特征描述与灾害危险性评价，而在地裂缝对地铁隧道的影响机制方面的研究稍显不足，同时对隧道结构防护措施的研究相对较少，这种现象不利于地铁隧道的施工、运营[25]。

综上所述，从西安地铁隧道适应地裂缝活动变形的结构防治研究程度来看：目前开展的系统分析及防治对策研究仍处于逐步完善阶段，同时现有的地铁隧道穿越地裂缝的结构措施仍需要时间的验证，有必要开展进一步研究；针对地铁6号线沿线涉及的地裂缝的具体分布及发育特征、活动趋势、结构设防还没有开展专门的研究；此外在地铁隧道与地裂缝交汇区域，对地裂缝上下盘隧道需设防的长度也成为必须解决的技术问题。基于此，本文以西安地铁6号线涉及到的地裂缝灾害为例，在对沿线主要属于二类勘察场地的地裂缝进行详细调查的基础上，就其发育特征及灾害特点进行分析，并定量计算地铁隧道穿越地裂缝的纵向设防长度。

1研究背景

1.1沿线工程地质概况

西安市区地貌受基底临潼―L安断裂的控制，从南往北变现为黄土台塬、冲洪积平原及河流阶地，在黄土台塬前的冲洪积台地区域，依次间隔分布了数十条狭长的黄土梁和槽形洼地。地铁6号线位于西安市西南至东北方向的主要通道上，线路先后通过了长安区、雁塔区、碑林区、莲湖区、新城区以及灞桥区等6个行政区，长约39.82 km，分两期建

设。根据野外调查，并结合钻孔及其他资料得出，沿线出露的地层从新到老依次有：全新统人工堆积层（Qml4），主要由杂填土和素填土组成，厚2～4 m；全新统冲洪积层（Qal+pl4），分布在皂河一级阶地和古河道上，上部为黄土状土，下部为粉质黏土与砂土互层，砂层多呈透镜状，为细、中、粗砂，层厚15～30 m；上更新统风积层（Qeol3），上部为马兰黄土，厚8～17 m，底部为红褐色古土壤，该层广泛分布在二、三级阶地等地貌单元上。

1.2西安地裂缝基本特征

自20世纪50年代以来，西安市先后出现了10余条定向性强、连续性好、破坏性大的地裂缝，总体呈北东走向，与临潼-长安断裂近似平行，由南而北有规律地在黄土梁洼间发育（图1）。实地勘察发现：地裂缝在地表出露的总长度逾70 km，一般以主裂缝及其次级裂缝组成的地裂缝带的形式出现，带宽3～8 m，局部达20～30 m。地裂缝的活动特点为：在剖面上，南 （上）盘相对北 （下）盘下降错动；平面上两盘表现为背向拉伸运动；空间上伴有相对扭动[614]。

2沿线地裂缝发育与灾害特征

根据地铁6号线线路分布，结合现场调查与实际勘探成果，查明与线路相交的地裂缝有f4、f5、f6、f7、f8。

2.1f4地裂缝

f4地裂缝呈NE70°走向，与地铁线路相交于劳动南路大唐西市V场东侧（图2），地裂缝活动造成路面变形隆起，新铺地砖开裂等，表现为带状破裂，影响带宽度约2.2 m，裂缝水平张开量为0.5 cm（图3）。

2.2f5地裂缝

f5地裂缝的西段走向为NE70°，与地铁线路交于高新路枫叶高层小区门口，附近没有明显的变形迹象，为隐伏状态，该段地裂缝活动性弱；f5地裂缝东段走向为NE60°，与地铁线路交于兴庆公园北门，造成墙面开裂，裂缝贯穿整个墙体（图4）。

2.3f6地裂缝

f6地裂缝西段走向为NE80°，与地铁路线交于高新路与科技四路路口，该处路面有多处开裂现象，影响带宽约18 m，该段地裂缝活动性强（图5）；f6地裂缝中段走向为NE56°，与地铁路线交于咸宁中路与复聪路路口东28.6m处，造成路面地形起伏明显，最大错距达17 cm；f6地裂缝东北段走向为NE45°，与地铁路线交于纺北路，路面有裂缝，且交汇处西侧的围墙及住宅楼墙面开裂，裂缝一直贯通至楼顶。

2.4f7地裂缝

f7地裂缝西段走向为NE70°，与地铁路线交于唐延路陕西妇女儿童活动中心西门以北216 m处，裂缝延伸长度为6 m；f7地裂缝东段走向为NE59°，与地铁路线交于咸宁东路，在交汇区域附近未见裂缝出露迹象，判断f7地裂缝在该段的活动性弱。

2.5f8地裂缝

f8地裂缝西段偏西的区段走向为NE76°，与地铁路线交于亚迪路与锦业二路路口，路面发现多条裂纹，该段裂缝活动性相对较强；f8西段偏东段走向为NE75°，与地铁路线交于唐延路，路面发育有1条长4 m、宽1 cm的裂纹，另外在省体育训练中心院内还发现多条走向一致的地裂缝，地表多处开裂。

2.6地裂缝年活动速率

根据相关监测资料，得到与地铁6号线相交的主要地裂缝的年平均活动速率变化情况（图6）。由图6可知，在现有的地质环境条件下，与线路相交的大部分地裂缝均处于稳定阶段，活动速率一般均小于5 mm・a-1，整体活动趋缓，相比而言f6地裂缝较为活跃，应加以关注[15]。

3地铁隧道设防

3.1分段隧道结构的变形破坏

在地铁隧道与地裂缝相交的情况下，地裂缝活动会导致土体发生位移和变形，从而引起地铁分段隧道结构之间的净空发生变化。由于受地裂缝倾角和线路夹角的影响，相邻分段隧道结构之间的预留空间将随地裂缝的活动产生三维位移，即在竖向、轴向和横向上发生错位、拉伸与扭动等变形破坏，也就是说，斜交条件下分段隧道结构之间将产生明显的三向位移，从而引起其内部净空减小，严重影响列车行车安全。地裂缝活动作用下相邻分段隧道变形位错的横断面投影见图7，设o'为o的轴向投影，b'为b的轴向投影，则ab（即Δz）为相邻分段隧道的垂直位错量，ac（即Δx）为横向位移量，ab'为平面上的轴向拉伸位移量。由于地铁整体式衬砌隧道和盾构隧道均无法适应地裂缝的大变形，地铁隧道穿越地裂缝带时必须采取分段设变形缝加柔性接头进行处理，才能保证工程安全。

3.2隧道纵向设防长度

课题组通过大型物理模拟试验和数值分析等，得出地铁隧道设计时地裂缝的影响范围为60 m，其中上盘35 m，下盘25 m。在地铁隧道分段设特殊变形缝，而分段隧道设防区域长度，即在隧道纵向上需要进行设防的总长度（L），将随隧道轴线与地裂缝之间的夹角θ的变化而变化，分段隧道与地裂缝斜交平面如图8所示。

假定地裂缝呈理想线性延伸，根据几何关系可确定在纵向上地铁隧道受地裂缝影响的长度，即隧道沿纵向需设防的长度，计算公式为

L=L1+L2=D1sin θ+D2sin θ=D/sin θ（1）

式中：L为隧道纵向设防总长度；L1为上盘设防长度； L2为下盘设防长度；D为地裂缝影响区域范围；D1为上盘影响区宽度；D2为下盘影响区宽度；θ为地铁隧道与地裂缝的夹角。

将相交夹角和地裂缝上下盘的影响区宽度代入式（1），可得到地铁6号线隧道在与各地裂缝相交位置的纵向设防长度的理论计算值（表1）。

并且地铁隧道与地裂缝相交的夹角越小，隧道纵向设防的长度就越大，所以在设计线路走向时应尽量与地裂缝正交或呈大角度相交，避免与之小角度相交。

4结语

（1）分析了与西安地铁6号线相交的地裂缝的灾害特征，以及其年活动速率，认为沿线地裂缝活动总体处于稳定阶段。

（2）根据几何关系得出，分段隧道将随地裂缝的活动产生三维空间位移，从而引起相邻分段隧道结构在竖向、轴向和横向上发生错位、拉伸与扭动等变形破坏，严重影响行车安全。

（3）通过数学公式定量计算了地铁隧道的纵向设防长度，并提出在设计地铁线路时应尽可能与地裂缝呈大角度相交。

（4）地铁穿越地裂缝产生的震动会影响地层的稳定性或引发地表沉陷，从而加剧地裂缝的发展，应长期观测沿线地裂缝活动速率的动态变化。

参考文献：

[1]PENG J B，CHEN L W，HUANG Q B，et a1.Largescale Physical Simulative Experiment on Ground Fissure Expansion Mechanism[J].Chinese Journal of Geophysics，2008，51（6）：18261834.

[2]黄强兵，彭建兵，樊红卫，等.西安地裂缝对地铁隧道的危害及防治措施研究[J].岩土工程学报，2009，31（5）：781788.

[3]黄强兵，彭建兵，门玉明，等.地裂缝对地铁明挖整体式衬砌隧道影响机制的模型试验研究[J].岩石力学与工程学报，2008，27（11）：22242331.

[4]黄强兵，彭建兵，闫金凯，等.地裂缝活动对土体应力与变形影响的试验研究[J].岩土力学，2009，30（4）：903908.

[5]黄强兵，彭建兵，高虎艳，等.地铁隧道斜交穿越地裂缝带的纵向设防长度[J].铁道学报，2010，32（1）：7378.

[6]彭建兵，范文，李喜安，等.汾渭盆地地裂缝成因研究中的若干关键问题[J].工程地质学报，2007，15（4）：433440.

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[8]邓亚虹，彭建兵，卢全中，等.地铁工程地质灾害危险性综合评估定量方法[J].地球科学与环境学报，2009，31（3）：291295.

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[12]张勤，赵超英，丁晓利，等.利用GPS与InSAR研究西安现今地面沉降与地裂缝时空演化特征[J].地球物理学报，2009，52（5）：12141222.

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第5篇：地铁隧道工程范文

关键词：城市地铁；暗挖隧道；特殊地段；施工技术

中图分类号：U231+.3文献标识码： A 文章编号：

为了进一步提高城市公共交通的服务水平，推进城市地铁工程的建设已经成为时展的必然趋势。在城市地铁工程中暗挖隧道是其重要的施工项目之一，尤其是在特殊地段将面临更多的技术难题，必须对相关问题进行深入的探讨，以促进我国地铁工程整体施工技术水平的提升。

1工程概述本文以国内某地铁工程为例，对暗挖隧道特殊地段施工技术及相关问题进行介绍。本工程由两个车站及两个区间段组成，全长约为2500m。该工程的车站部分采用明挖顺筑施工方法，区间段部分则采用盾构施工方法。1.1地质水文情况，1）地质情况，暗挖隧道范围自上而下分别为：素填土、中砂、砾质粘性土、砂质粘性土、微风化花岗岩、中风化花岗岩、全风化花岗岩、强风化花岗岩，最大岩石强度为144.7MPa，洞顶部分为中粗砂层与砂质粘性土；2）水文情况，项目所在地的地下水主要为孔隙水与基岩裂隙水。孔隙水主要分布于粘性土、残积层及第四系砂层；基岩裂隙水则主要分布于花岗岩中等风化层及强风化层。

1.2特殊地段情况，1）暗挖隧道工程主要位于城市主干道下11-13m，隧道上方的部分管线已改迁完毕，路灯等地下管线尚未改迁，场地内仍然存有大量的污水、废弃雨水；2）暗挖隧道两侧主要为上世纪90年代的零星建筑物，层数多为4-7层。另外，项目所在地附近还分布人行天桥、市政排水渠箱及岗顶立交等构筑物；3暗挖隧道地段的交叉口施工项目较多，小断面及大断面扩挖是最为突出的技术难题。同时，项目所在地的地质条件较差，含水量丰富，客观加大了施工难度与风险。

2特殊地段施工技术措施

2.1爆破，在本工程的暗挖隧道施工中需要穿越大面积的风化岩层，必须进行爆破开挖。考虑到本地铁工程隧道断面的高度为9.4m、宽度为6.4m，不适宜采用分台阶、分部开挖的方式，而上覆岩层较薄，也不适宜采用全断面开挖的方式。在对上述问题进行综合分析的基础上，技术人员决定在洞室掏槽后，采用全断面一次性控制的爆破方式，即洞室掏槽中每循环进尺1.0m进行全断面一次性控制光爆。采用此种爆破方式的技术优点主要表现为：1）洞室掏槽采用小药量及弱爆破，明显减弱了对于周围构筑物的爆破震动效应；2）洞室掏槽过程中采用全断面一次性控制光爆，使得隧道上覆岩体的爆破应力波明显减弱，对于保障施工安全具有积极的作用。

2.2降排，根据施工前期的地质勘探结果，本工程的暗挖隧道施工中，可以选取的地下水处理措施主要有：轻型井点降水、电渗井点降水、洞内全断面注浆止水、管井(深井)井点降水、喷射井点降水等。考虑到本工程范围内的地下砂层含水量丰富，多属于强含水层，结合相关的地质水文资料、工程工期、工程造价，以及施工单位的技术水平等，在暗挖隧道中采用大口径深层井点降水的技术措施，其优势主要表现为：降水深度大、设备简单、井点数量少、效果好等，对于地下水进行有效控制的同时，保证了施工作业的进度、安全与质量。

2.3超前预支护大管棚施工，针对本工程特殊地段的实际情况，超前预支护大管棚施工中应注意的技术问题主要包括：1）开挖管棚工作室，由于本工程中部分区域为软弱围岩，所以，在开挖工作室时必须加强支护，并且采取相应的混凝土衬砌措施。本工程的管棚工作室长度为6-8m，为了便于钻机架设与钢管安设，工作室必须开挖至隧道开挖线以外0.8-1.1m。第一段管棚段开挖30.0m左右时，即可进行第二段管棚工作室的施工与钻孔，纵向管棚的搭接长度约为2.8-3.2m，依此类推逐步完成管棚超前支护施工；2）平台搭设、钻机安装及孔位测定，为了确保暗挖隧道施工作业的顺利推进，在施工中应严格按照管棚孔的设计方位要求进行钻机的固定。为了保证钻孔的精度，每钻进15m就要对钻杆方向进行反复校核，并且对钻机位置进行调整。同时，要保证孔位的准确测定，以避免施工中出现孔位偏差过大的现象，进而影响到暗挖隧道的整体安全性；3）注浆，在本工程的暗挖隧道施工中，为了保证隧道的稳定性、抗震性及安全性，技术人员决定采用前进式注浆，利用自制的注浆套管与管棚用套丝进行连接，利用阀门控制注浆套管上的出气管、进浆管。同时，在注浆施工中，安装直径为20-25mm的塑料管作为排气管，与各种管路进行连接，利用锚固剂加固孔隙，防止出现漏浆的现象。注浆完成后，采用分析法、开挖取样、注水试验等方法进行质量检测，对于存在质量问题的部分需按照要求补浆。

2.4仰拱衬砌，在本工程的暗挖隧道施工中，考虑到地下水及周边构造物等因素，在仰拱二次衬砌结构施工过程中，按照技术方案割除临时中隔壁工字钢后，方可进行基面、防水板铺设及防水保护层等施工项目。临时中隔壁作为本隧道工程整个初期支护体系的重要受力结构，如果在施工前期拆除临时中隔壁，难以保证二次衬砌结构的施工进度，而且可能引起拱顶及地表沉降过大等施工质量与安全问题，进而危及到周边建筑的稳定性。因此，在本工程的暗挖隧道特殊地段施工中，仰拱施工采取了“支撑转换”方式，即在施工过程中将临时中隔壁工字钢每隔两根割除一根，在割除部分按照要求布置防水板与保护层，按照以上工序完成作业后，进行仰拱防水板、保护层及混凝土浇筑等施工项目。

3结束语

总之，在地铁暗挖隧道特殊地段施工中，必须注重各种技术措施的合理应用，以确保周边构造物的安全，减少对于项目所在区域的不利影响，从而提高施工作业的安全、质量与进度。

参考文献：

[1]谭天元，张伟，叶勇.隧道工程超前地质预报中的综合物探技术[J].贵州水力发电，2004，(09).

第6篇：地铁隧道工程范文

【关键词】地铁换乘车站与市政隧道资料收集站位选择结合形式换乘关系

一、前言

随着经济发展及城市规模的快速扩张，为了解决日益严重的交通拥堵问题，地铁及市政隧道等市政工程正处于高速建设阶段，因地铁及市政隧道工程均沿城市主干道敷设，地铁换乘车站越来越多，同时它们与市政隧道的交集越来越多，随之而来的是工程的设计越来越复杂。本文主要针对地铁乘车站与规划或正准备实施的市政隧道结合体进行论述。

二、设计特点

1、复杂性

影响方案设计因素多，较单一地铁车站及市政隧道更为复杂。

2、一次考虑到位，分期实施

地铁换乘车站与市政隧道结合工程一般为三个单体工程的结合体，应根据规划情况确定建设时序，而工程设计时需一次考虑到位，充分研究工程的可实施性，从而明确工程实施分期范围，尽量减小近期工程的投资。

3、综合投资兼顾地铁车站功能

本工程需是综合投资与地铁车站功能的完美结合，在综合投资尽可能小的情况下获得较好的地铁车站使用功能及换乘功能。

三、设计前准备

设计前准备主要内容为收集及掌握资料，主要需收集资料有地铁车站站址环境、地上构（建）筑物、周边规划、道路交通、地下管线、市政隧道相关技术资料、客流资料、配线形式及其他地铁相关技术资料等。

四、设计技术要点

1、根据收集资料分析确定工程设计的重难点

（1）地下管线

地下管线主要决定地铁车站站位及整个地铁与市政隧道结合体的覆土及埋深，而一般市政隧道位于城市主干道路中。

（2）市政隧道相关技术资料及地铁车站配线形式

往往很多市政隧道均处于规划意向阶段，相关技术要求并不明确，因此此处作为工程设计的重难点列入。在此情况下，应及时建议业主提请规划部门明确市政隧道是否实施及相关技术要求，同时应咨询具有同类隧道设计经验的单位进行前期设计。

配线形式也是决定结合体方案及规模的重要因素，如不明确，很容易造成设计方案的反复，因此在设计之初应提请业主尽快明确。

（3）地铁车站站位的选择

地铁车站位的选择主要受地上构（建）筑物、地下管线、客流及市政隧道的影响，需根据以上资料合理确定地铁车站的站位。

（4）结合形式的选择

根据市政隧道的规划情况确定市政隧道与地铁车站的空间关系，如市政隧道仅下穿单个路口，市政隧道埋深较浅，应采用市政隧道在上，地铁在下的空间关系；如市政隧道长度长、规模大，则可采用市政隧道在下，地铁在上的空间关系，此种关系对地铁影响较小。同时需根据地铁车站站位与空间关系的选择来确定合理的结合形式。

（5）换乘关系的选择

换乘形式常见的主要通道换乘和节点换乘两种，节点换乘又包含平行换乘、岛岛换乘，岛侧换乘。

节点换乘根据两站站台相交形式的划分，换乘形式又可分为“十”字形换乘、“T”形换乘及“L”形换乘。设计人员需根据设计边界条件选择合理的换乘关系。

2、站位的选择

（1）车站与下穿隧道平行

下穿隧道一般位于地下一层，地铁车站位于其下方，此种情况下应考虑车站跨路口设置，便较好的吸引路口四个象限的客流。

（2）车站与下穿隧道相交

车站跨路口设置则可充分吸引路口四个象限的客流，但下穿隧道位于车站站厅中部，使车站站厅形成两个端站厅，车站的使用功能略差。

车站不跨路口设置则可使车站站厅位于下穿隧道一侧，虽车站使用功能好，但客流吸引较差。

是否跨路口设置尽管需根据各地设计习惯及民众对端站厅的认知决定，但笔者认为应尽量考虑跨路口设置，完善客流吸引功能。

3、结合型式的选择

为减小结合体的底板埋深，应尽量考虑下穿隧道底板与车站顶板合建。

（1） 车站与市政隧道平行，市政隧道位于地下一层，地铁站厅层位于地下二层，地铁站台层位于地下三层，其结合形式如图1所示。深圳市城市轨道交通11号线南山站工程即采用这种形式，如图2所示。

图1 车站与下穿隧道平行结合形式横剖面图2 南山站与市政隧道横剖面

（2） 车站与市政隧道相交，市政隧道与地铁车站位于地下一层，地铁站台层位于地下二层。

地铁车站跨路口设置，则市政隧道将地铁站厅层隔断，东莞市城市快速轨道交通R2线工程旗峰公园站即采用此种形式，其结合形式如图3所示。

地铁车站不跨路口设置，则地铁车站公共区公位于市政隧道一侧，长沙市轨道交通5号线工程晚报大道站即采用此种形式，其结合形式如图4所示。

图4所示为车站站厅及站台不跨路口，将活塞风道设于路口另一侧，如设计边界条件不允许，可考虑将车站完全置于市政隧道一侧。

4、换乘关系的选择

地铁换乘形式有很多种，设计人员应根据设计边界条件合理选择换乘形式，总的原则是：

（1） 换乘车站为近期线应考虑节点换乘，近期实施车站应预留地下三层换乘节点；

（2） 换乘车站为远期线应考虑通道换乘，近期实施车站在站厅预留换乘通道接口。

5、换乘车站功能的优化

换乘车站与市政隧道结合工程空间关系较为复杂，为减小综合体的综合投资，必然造成地铁车站功能的下降，因此需考虑措施完善车站功能。

（1）地铁车站跨路口设置，市政隧道将车站站厅分为两个端站厅，造成车站两端无法连通，使用不便，因此需新建一连通道将两端站厅进行连通。

（2）换乘车站与市政隧道结合工程的空间关系一般地下一层为下穿隧道，地下二层、地下三层分别为换乘车站的两条线的站台层，故换乘站的两站站厅不在同一层，两站出入口的提升高度也不同，如两站均采用一次提升到位方案，则造成两线出入口相对独立，无法连通共用，故建议站厅位于地下二层的车站出入口分段提升，中间与同一象限的换乘车站出入口相连，完善出入口流线。连通形式主要有两种，如图6、图7所示。

五、结束语

以上为笔者对地铁换乘车站与市政结合工程的实际设计经验的一些总结，希望能对类似工程设计起到一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]北京城建设计研究总院，GB 50157-2013，《地铁设计规范》

[2]深圳市城市轨道交通11号线南山站初步设计、施工图设计文件，中铁隧道勘测设计有限公司

第7篇：地铁隧道工程范文

【关键词】地铁隧道；穿越；立交桥；施工技术

1、工程概况

1.1 芙蓉立交桥概况

芙蓉路中心立交桥为三层结构，芙蓉路为下沉式车行通道，其上为跨越芙蓉路的五一大道立交桥，桥梁周边中部为地道和人行天桥。其中，主桥基础采用直径1000㎜的人工挖孔桩，桩长：14.6m；1、3和5号地道、人行天桥基础为直径700㎜的钻孔桩，桩长度为18.6 m，其桩基上部7米配钢筋、，下部11.6 m为素混凝土；2、4和6号地道条形基础。

1.2 区间隧道与芙蓉立交桥的关系

根据区间线路平面和纵断面设计，2号线芙蓉广场站～迎宾路口站区间线路下穿了3、4、5和6号地道、3、4号天桥及主桥，根据标高关系，3、5号地道和3、4号天桥桩基础侵入2号线区间隧道结构约为1.556米，与主桥桩基础结构的竖向净距为5.110米。

2、施工方法

2.1施工原理

该立交桥加固方案原理是将原单独基础连成整体式的片筏基础，设置结构连体构成组合结构，以增加结构刚度，克服不均匀沉降；袖阀管注浆托换法采用液压将水泥浆液注入地层中，浆液以填充或渗透等方式排出地层中的水和空气，起到地基土固化，提高地基土的强度，消除地基不均匀沉降的一种加固方法。

该立交桥加固主要分为桥底地表面下浇筑钢筋混凝土筏板和深层地层袖阀注浆加固。该立交桥加固施工方法：基坑开挖采用小挖掘机开挖，出渣车运输，混凝土筏板施工完成后，进行上部结构钢支撑施工。

2.2施工准备

施工前用统一的围挡把施工现场封闭，进行交通疏解；并将施工范围的地下管线探明，进行迁改。

2.3施工工艺

施工工艺流程图见图。

3、施工方案

3.1 测量放样

根据施工设计图纸所给的各点的设计坐标，由测量队对各点进行测量放样为1.5*1.5m，梅花桩型布置，并用红油漆和小钢钉做好记号，并报测量监理复测。

3.2 土方开挖

基坑开挖采用机械配合人工的开挖。配置一台普通小型挖掘机，人工辅助开挖和清底，基坑开挖为施工中一个重要的工序，施工中应按照施工规范及设计要求操作。临时性挖方的边坡值应符合设计的规定。

3.3 袖阀管注浆加固

3.3.1 钻孔施工

（1）钻机就位后利用垂球结合水平尺检查钻机水平及钻杆垂直度。同时在钻孔钻进过程中对钻孔垂直度进行检查。钻机就位与设计位置偏差小于5cm，垂直偏差度小于1%。

（2）钻孔时采用比重为1.2～1.3（水：膨润土=1：0.36～0.58（重量比））的护壁泥浆。

（3）在钻孔过程中要做好记录，以供注浆作业参考。

（4）注浆孔开孔直径不小于108 mm，终孔直径不小于90 mm，孔口管采用直径76 mm，壁厚4 mm的热轧无缝钢管，管长3 m，孔口应埋设牢固，并有良好的止浆措施。

（5）为防止钻孔与注浆施工相互干扰和注浆时浆液串孔，钻孔按施工顺序进行。

（6）钻进过程中遇涌水或因岩层破碎造成卡钻时应停止钻进，进行注浆扫孔后再行钻进。

（7）钻孔顺序先后内部，从进行围、堵、截，内部进行填、压，同一排间隔施工。

3.3.2 注浆管安设和注浆孔封口作业

袖阀管的制作：袖阀管Φ50mm塑料管，由两部分组成，注浆段为带射浆孔的花管，注浆段以上为实管。花管每隔33cm（即每米3组）钻一组（6～8个孔）射浆孔，注浆孔呈梅花型布置，其外为长5一8cm的橡皮袖阀包裹。

每一钻孔完成后，利用钻机吸浆管将套壳料混和液（选用重量比为：水泥：膨润土：水=200：30：830）压入钻孔内，具体施工工艺为：将钻杆下到孔底，用泥浆泵将拌好的套壳料经钻杆孔注入孔内，将孔内泥浆全部置换出来。然后分节（每节4米）将袖阀管下入已填满套壳料的孔内，相邻两节袖阀管采用套箍联接，并用粘合剂粘接牢固。袖阀管接至地面后（应高出地面30cm），向袖阀管内灌满清水，然后用封口盖盖紧袖阀管管口。

孔内套壳料混合液已达到初凝后进行注浆孔封口作业。封口料采用C15细石混凝土掺入适量速凝剂，封口位置为注浆孔周围0.3m，深0.8m。

3.3.3 注浆施工

袖阀管安装完毕后，经监理工程师同意后就可注浆，注浆形式采用后退式注浆，如果岩层破碎容易造成坍孔时，可采用前进式注浆。

Ⅰ序注浆孔注浆施工

①、注浆芯管下放

袖阀管安设完成20～24小时后，下放注浆芯管，进行压密注浆。芯管采用2m一节Φ25镀锌钢管制成，节间用螺纹套管连接。

②、制浆

采用立式搅拌桶拌制0.8：1～1：1的水泥浆，根据试验室确定水泥和水玻璃的加入量，确定水泥和水玻璃每桶掺量。浆液拌好后必须过筛放入储浆桶，防止杂物进入浆管堵塞袖阀管。为使水泥浆不发生离析，储浆桶内设慢速搅拌装置。

③、浆液性能检验

用量筒在储浆桶内准确量取200ml水泥浆，倒入小塑料桶内，在试验室确定其性能。

对比设计与实际胶凝时间，必要时调整缓凝剂加入量来调整双液浆胶凝时间。

④、注浆

在浆液性能满足要求后，即可进行注浆施工。注浆时按设定注浆顺序进行，从下向上按步距（每步距0.5m）进行，注浆压力1.0～3.0MPa，通过注浆压力控制每步距注浆效果。

Ⅰ序孔以注浆量作为主要控制标准，在注浆量达到设定值后可进行下一步距注浆。

Ⅱ序注浆孔注浆施工

在与Ⅱ序孔相邻的Ⅰ序注浆孔注浆24h后进行Ⅱ序注浆孔注浆施工。Ⅱ序孔注采用双液浆液。为控制注浆扩散半径，内排压密注浆先采用0.5～0.8MPa低压慢注，然后采用2.0～2.4MPa定压压住，使浆液充分填充、加固土体空隙，增强抗渗能力。

终止注浆标准

终灌标准：在注浆压力（1.0～3.0MPa）下，注入量

封孔，在压密注浆结束后，向袖阀管内灌入水泥浆封孔。

3.4 原有承台植筋

土方开挖至原有承台，在原有承台上凿孔、植筋，植筋施工应满足以下要求：

（1）钻孔后应将孔内尘土清理干净；孔内应干燥、无积水。

（2）植筋用的粘结剂，应使用专门的灌注器或注射器进行灌注。灌注的方式不妨碍孔洞中的空气排出，灌注量应以植筋后有少许粘结剂溢出为宜。

（3）粘结剂完全固化前，不得触动所指钢筋。

3.5 钢筋工程、模板工程、混凝土工程

3.5.1 钢筋工程

进场钢筋按不同钢种、等级、牌号、规格及生产厂家分批验收，分别堆放，不得混杂，且应设立标志，钢筋堆置于钢筋棚内，若露天堆置应垫高加遮盖，并且按试验规程要求对钢筋原材料抗拉、抗弯、焊接、时效等原始数据统计，并报送监理，合格后进行钢筋加工及安装。

钢筋安装施工前，要求工地技术主管对施工操作人员进行书面技术交底，进行现场放样。安排质检员对钢筋进行抽检，特别是对钢筋搭接点、节点部位作重点检查，发现问题，及时处理。钢筋绑扎过程中，对复杂节点部位，按照设计图纸逐根就位的顺序，并要注明其先后顺序，减少返工。钢筋绑扎完成后，必须稳定可靠，禁止从高空向网片坠落材料或在其上堆放物体。

3.5.2 模板工程

施工前，对模板支撑系统进行详细设计、检算，并报监理审批，要充分保证支撑系统有足够的强度，刚度和稳定性，并且拆卸、安装方便，可重复使用。

3.5.3 混凝土工程

混凝土采用商品混凝土。结构施工前事先对搅拌站的混凝土质量，供应能力，原材料等进行详细调查，选择质量有保证的搅拌站。浇注前根据交通情况选择合适运输线路，确保砼供应畅通，连续浇注。混凝土的振捣采取定人、定岗、定责的方法，不漏振，不过振确保混凝土捣鼓密实。混凝土养护采用洒水覆盖养护，混凝土养护时间不少于14天。

3.6 施工监测

3.6.1 监测项目

在建筑物加固期间和盾构施工过程中应进行地表沉降建筑物（地道和天桥）沉降，建筑物（地道和天桥）位移与倾斜，建筑物（地道和天桥）裂缝，地下水位进行监测，具体监测情况如下：

隧道监控量测表

序号 监控项目名称 量测仪器及工具 测点布置 量测间隔时间

1～15天 16天～1个月 1～3个月 3个月以后

1 地表下沉 水准仪、水平尺等 每5米一个断面 1次∕天 1次∕2天 1～2次∕周 1～3次∕月

2 拱顶和隧底下沉 水准仪、水准尺、钢尺、

测杆等 每5米一个断面 1～2次∕天 1次∕2天 1～2次∕周 1～3次∕月

3 周边净空位移 各种类型收敛计 每5米一个断面 1～2次∕天 1次∕2天 1～2次∕周 1～3次∕月

4 建筑物（地道或天桥）沉降 水准仪、水平尺等 沿建筑物20～15mm，

且相邻柱位沉降差

5 建筑物（地道或天桥）

位移与倾斜 水准仪、经纬仪等 施工影响范围内的建筑物 1次∕天

6 建筑物（地道或天桥）裂缝 施工影响范围内的建筑物 1次∕天

7 地下水位 沿每栋建筑物周边间距

20～25m设置一个 1次∕天

3.6.2 监测资料的收集和信息反馈

坚持长期的、连续的、定人、定时、定仪器地进行收集资料，用专用表格做好记录，做到签字齐全，用计算机进行整理，绘制各种类型的表格和曲线图，对监测结果进行一致性和相关性分析，预测最终位移值，预测结构物的安全性，及时反馈指导施工。

3.7 施工注意事项

（1）施工前应对被托换桩施工图纸进行学习并与现场实际情况进行对比，当差异较大时，应立即通知设计、监理、业主等有关部门。

（2）施工前加强对地下管线的调查，施工中加强对管线的保护，影响施工的要同有关部门协调进行处理。

（3）必须保证对原有承台植筋的质量，确保原有承台与现有承台形成统一整体。

（4）必须确保注浆加固质量，增加土体整体型。

（5）施工中加强施工监测，确保施工安全。

4、结语

实践证明，地铁隧道穿越立交桥进行桩基托换，必须根据工程所处的地理环境和工程地质情况，针对工程特点，在确保道路行车安全和施工安全前提下，制定切实可行的施工方案和相关措施，制定详细的应急预案及监测方案，保证盾构机安全通过。

参考文献：

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[3]谢婉丽，张林洪等.地基处理中的托换技术及应用[J].昆明理工大学学报，2001（2）

第8篇：地铁隧道工程范文

关键词：既有建筑物；试验段；初期支护；数值模拟

中图分类号：U231+.3 文献标识码： A

近年来，随着我国许多大城市地铁工程的快速建设，新建地铁隧道下穿既有建筑物及其相互影响研究已成为地下工程研究的重要课题，为此国内外诸多学者对隧道在施工过程中与其相邻建筑物的相互影响做了许多研究，卿伟宸[1]运用同济曙光分析软件对地表建筑物沉降进行模拟分析，探讨了隧道埋深对地表沉降的影响规律以及隧道对地表建筑物沉降的影响范围；汪小敏[2]对软弱围岩隧道施工中的力学性态进行了计算机模拟与分析，发现隧道的支护方式对减少由开挖引起的扰动起着重要作用，采用台阶法开挖时的台阶长度一般在0.5倍洞径左右；杨博[3]利用Ansys有限元软件对穿江隧道开挖过程进行了三维动态模拟,分析了隧道拱顶沉降的特点和变化规律，即拱顶沉降随空间位置变化不太显著，隧道上层覆土固结程度越高拱顶沉降越小。魏纲[4]采用有限元法对邻近建筑物工况下的暗挖隧道施工进行了模拟和分析，指出建筑物的存在会增大隧道开挖引起的地面沉降和衬砌的受力与变形，同时隧道开挖也会使邻近建筑物产生附加应力和变形；何海健[5]研究了地铁施工对邻近桥桩的影响与控制。文献[6]中,Mroueh和Shahrour研究了城市隧道开挖对桥桩的影响，发现开挖会在邻近基桩中产生较大的内力，内力的分布则取决于桩尖与隧道水平轴线的相对位置以及基桩轴线与隧道中心线的水平距离；Cheng等对隧道-土-桥桩的相互作用进行了三维数值分析,当基桩与隧道中心线的水平距离大于两倍洞径时，隧道施工在基桩中引起的弯矩几乎可以忽略，而当基桩与隧道中心线的水平距离小于一倍洞径时，基桩中引起的弯矩会超过容许弯矩。

哈尔滨地铁一期工程哈南站站~农科院站区间下穿铁路桥隧道，铁路行车密度高，关系重大，控制施工沉降，保证桥体安全稳定，保证车辆正常通行是施工控制的关键。因此隧道过编组站前先做一段试验段，试验段宜从隧道靠近714竖井端往小里程方向，距离9号桥20m左右，并根据试验段沉降控制水平完善设计和施工方案，确保施工安全及铁路桥的正常运行。为此，论文利用有限元软件分析了初期支护结构的稳定性，并结合现场监测资料进行综合分析，得到施工对稳定性的影响规律。

1 工程概况及施工过程

1.1工程概况

区间隧道属于单车道双洞隧道，在SK0+390~SK0+690段下穿哈尔滨南站1~9号铁路桥。隧道所处地段属岗阜状高原地貌单元，区间隧道埋深8~13米，主要穿越粉质粘土层，围岩分级为Ⅵ或Ⅴ，具有弱湿陷性。场地上部地层主要由粘性土组成，冻胀等级为Ⅱ~Ⅳ级，冻胀类别为弱冻胀~冻胀。区间地下水主要赋存于冲洪积地层内，水温14~16℃，含水层主要为孔隙潜水，地下水埋藏较深。

1.2 隧道施工步骤

隧道开挖采用分步开挖，施工时对上台阶预留核心土，拱部采用Φ159大管棚+Φ42小导管超前支护。待隧道开挖一定长度，根据监测的实际情况确定何时对已开挖隧道进行二次衬砌的施工。具体开挖步骤见图1和图2。

图1 隧道开挖步骤 图2 隧道纵向施工图

2 开挖过程的数值分析

2.1 计算模型及其边界条件

有限元计算采用Drucker-Prager本构模型，围岩采用实体单元solid45模拟，超前支护和初期支护采用shell63单元模拟。地层计算范围为：横向两端总宽为30m；高为埋深10m、隧道地下一倍洞高（6.5m），总共地层高为23m，研究区域地层与结构物理力学参数见表1。

表1 地层与结构物理力学参数表

有限元为八节点六面体单元，模型共有14448个节点，共13230个单元，网格划分如图3和图4所示。

图3 地层网格划分 图4 超前支护网格图

计算模型的边界条件为:两侧边界约束x方向的位移，下部约束y方向的位移，上部地面为自由面，前后边界约束z方向的位移。因隧道埋深较浅，故计算时只考虑自重应力场。

2.2 计算结果及其分析

隧道开挖按每次1米模拟，首先开挖上半断面预留核心土并对拱部及上部边墙喷射混凝土进行初期支护，然后开挖核心土及下半断面并对下部边墙喷射混凝土进行初期支护，循环开挖5米后改变施工方法，即只开挖上半断面预留核心土并对拱部及上部边墙喷射混凝土进行初期支护，连续开挖5米，随后对掌子面拱部施作超前支护。

2.2.1 应力分析

(a)开挖上台阶后(b)开挖下台阶后 (c)超前支护后

图5主应力图

由图5(a)可知，上半断面预留核心土开挖支护后，上半断面拱顶及拱脚处出现小范围的应力集中，最大主应力值可达0.95MPa。由图5(b)可知，核心土及下半断面开挖后，主应力的最大值出现在拱底，其边墙处最大主应力值变为3.77MPa。从图5(c)可以看出，隧道在超前支护过后最大主应力仍然在拱底处，并且离掌子面越近应力值越大，而边墙处最大主应力并未发生明显变化，其值为3.81MPa。

2.2.2 位移分析

(a)开挖上台阶后(b)开挖下台阶后(c)超前支护后

图6水平方向位移图

(a)开挖上台阶后(b)开挖下台阶后(c)超前支护后

图7竖直方向位移图

隧道开挖前在自重力作用下土层产生均匀沉降，开挖后即发生应力重分布。由图6(a)和图7(a)可知，上半断面留核心土开挖支护后，拱顶几乎没有产生水平位移，围岩水平方向的最大位移出现在拱脚处，这与应力图中拱脚处出现应力集中相对应，可在拱脚处施作锁脚锚杆以增强结构刚度。垂直方向的位移在拱顶仅产生了较小的下沉，说明在隧道开挖后应力得到释放，初期支护与上覆土体形成压力拱，共同承受上覆土层的压力，同时核心土呈“外扩”态势，因此，隧道在施工时可根据实际情况调整台阶长度，必要时应尽早对掌子面采取喷射混凝土封闭。

由图6(b)和图7(b)可知，核心土及下半断面开挖支护后，洞壁受到两侧土的挤压，在拱腰处产生较大的水平位移，位移最大值为8.39mm，因此，隧道水平位移应以拱腰处作为控制点。垂直方向的位移在拱部上方变化不大，下半断面的开挖对拱顶位移影响不大的原因可能是上半断面开挖后拱部应力已经基本释放，变形趋于稳定。若拱顶沉降过大，则可能导致隧道掌子面塌方等严重后果，因此应将拱顶的沉降值作为设计和施工控制的重要指标。数值模拟显示隧道底部围岩向上的位移回弹值为4.35mm，应尽快采取全断面封闭或尽快施作仰拱加以控制，必要时可缩短开挖进尺，并及时立格栅钢架等措施来强化围岩强度控制其沉降。

由图6(c)和图7(c)可知，隧道在超前支护过后，洞口附近水平收敛值趋于稳定状态，洞口附近水平位移最大值为7.57mm，说明初期支护结构有向外的扩张变形。垂直方向的位移变化较为明显，在整个开挖过程中洞口附近位移最大值为8.2mm，掌子面附近核心土及下半断面位移有隆起的趋势。

2.2.3 支护应力分析

图8 初期支护应力图图9 超前支护应力图

从图8中可以看出，隧道在开挖过程中，初期支护主要承受压应力，最大压应力处出现在拱底，其原因是由于拱底隆起造成。随着隧道开挖，洞口附近最大应力出现在拱顶与拱底处，拱腰处最大应力为16.2MPa，因此隧道下台阶开挖后应及时施作临时仰拱，待围岩稳定后再进行开挖。从图9中可以看出，超前支护在掌子面附近需承受较大的压应力，主要分布在拱顶与拱脚处，所承受压应力最大值为34.1MPa，而管棚支护所采用钢材的弯曲应力为125MPa，剪应力为90MPa，模拟结果完全满足强度要求。

3 现场监控量测

隧道监测采用拱顶沉降监测和水平收敛监测。隧道施工中，每隔5米布设拱顶沉降点和水平收敛监测点，并且将拱顶下沉和水平收敛监测点布设在同一断面上，力求可反映出同一平面内不同位置的位移变化量，找出其内在的联系和变化规律，服务于支护系统设计，确立开挖方式及二次衬砌时间，保障施工安全。由现场监控量测数据可得隧道拱顶沉降、水平收敛与时间的关系如图10和图11所示。

图10 隧道拱顶沉降图11 隧道水平收敛

由现场监控量测数据可知，隧道开挖初期各断面变形较大，10天之后基本趋于稳定状态，实测拱顶沉降值为9.4mm，水平收敛值为6.4mm，实测拱顶沉降值略大于数值分析值，这可能是因为数值模拟时未考虑车辆等移动荷载的作用。实测隧道水平收敛值小于数值模拟分析值，这可能是因为在数值模拟过程中，未考虑对边墙锚杆支护的模拟，因而减小了边墙支护结构的强度，而隧道洞内监测点的埋设往往滞后于开挖掌子面，一部分变形信息已经在开挖面到达前发生，从而造成监测信息在时间和空间上的滞后现象，在分析中应引起注意。

4 结论

(1)数值分析结果表明，上半断面留核心土开挖支护后，在初期支护的拱顶及拱脚处产生应力集中现象，开挖核心土及下半断面后，拱顶应力并未发生明显变化，在拱腰处应力增大，拱底出现较大的压应力。

(2)整个隧道开挖过程中，以掌子面附近断面位移变化较大，其中竖向位移以拱顶最大，水平位移在拱腰处最大，应将拱顶和拱腰处作为监测的重点；隧道底部位移回弹值较大，而实际监测过程中并未对隧道底部的隆起进行监测，应及时施作仰拱，使支护结构形成承载环，尽快达到稳定状态。

(3)结合数值模拟结果与现场监控量测数据发现，隧道洞口附近断面随着掌子面的开挖，逐渐趋于稳定，初期支护结构设计满足施工的要求。

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第9篇：地铁隧道工程范文

[关键字]深大基坑 PLAXIS 地铁隧道

[中图分类号] U45 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-4-259-3

1 工程概况

该基坑工程位于杭州下沙经济技术开发区，分为86-1和86-2二个地块。其中86-1地块为住宅用地，总用地面积为41109m2，设有连通的二层地下室，地下室建筑面积为50338m2。86-2号地块为商业用地，南侧紧邻地铁隧道，总用地面积为28734m2，设有三-四层地下室，地下室建筑面积为125950m2。本工程±0.000相当于绝对标高6.300m，基坑周边自然地坪相对标高为-0.150m（即绝对标高6.150m）。

综合考虑承台、电梯井和地梁的间距和密度，取基坑底标高为-8.850m、-10.050m和-15.800m，设计基坑开挖深度为8.70～15.65m。设计基坑安全等级为一级。

1.1 基坑环境条件

用地红线以南为九沙大道，九沙大道下有杭州地铁下沙中心站的主体结构及隧道。下沙地铁中心站主体结构顶面标高为绝对标高3.500m，板底标高为绝对标高-9.39m～-11.39m，采用钢筋混凝土框架结构，地下连续墙“二墙合一”围护（墙底绝对标高为-24.00m），距基坑边的距离约为27.10m。地铁隧道中心点绝对标高-6.090m，直径6.2m，壁厚350mm，轨顶绝对标高-7.950m，隧道与基坑边的距离约为7.70m。九沙大道市政管线，埋深在0.6m～2.80m之间，距基坑的距离在1.1m～47.8m之间（图1.1）。

1.2 工程地质条件

根据场地岩土工程勘察报告，场地土体可分为七个大层，十八个亚层。基坑开挖影响范围内各土层主要物理力学性质指标见表1.1所示。

2基坑围护结构设计

2.1基坑的围护结构型式选择

86-2地块基坑采用内撑式围护结构，围护墙分别采用地下连续墙和钻孔灌注桩排桩墙；本基坑基坑东侧南段、南侧和西侧南段临近地铁车站及隧道，采用地下连续墙围护结构。对于临近地铁隧道的1A-1A剖面，在地连墙外侧增设一排钢筋混凝土排桩墙。86-1地块采用拉锚式围护结构，围护墙采用钻孔灌注桩。

2.2支撑体系设计

86-2地块周围环境条件比较复杂，临近有地铁轨道及车站需保护，因此考虑采用三层内支撑的围护方案。在支撑的竖向布置上，共设置三道钢筋混凝土内支撑。支撑顶标高分别确定为-1.50m、-7.20m和-12.20m。

3基坑开挖对邻近地铁隧道影响分析

3.1计算模型与参数

基坑长度约250m，且与地铁隧道基本呈平行布置，属于比较典型平面应变问题。分析软件采用岩土工程专用有限元软件Plaxis。Plaxis软件分析时，地基土为两相连续介质材料，无须将桩土等简化为弹性地基。本次分析桩体材料采用线弹性模型，土体材料与桩土界面采用Mohr-Coulomb理想弹塑性模型，桩土单元均采用高精度的15节点三角形等参单元，桩土界面采用Goodman单元。

3.2分析模型与参数

基坑开挖、降水施工对隧道影响的分析模型为平面应变分析模型，如下图3.1所示。坑外土体计算范围50m>3h，h为开挖深度；模型两侧水平向约束，底部竖向约束；考虑降水引起的渗流场及其对土体应力场的影响，模量两侧为侧向水源补给，坑外水头分别降至地表下4m与8m，坑内采用深井降至开挖面以下0.5m，粘土层为不透水层；分析方法采用有效应力法，土体材料与桩土界面强度和变形参数均为有效应力指标。地连墙、支撑结构砼强度C30，弹性模量Ec=30GPa。

基坑开挖对地铁隧道影响的分析模型如图3.1所示，分析软件为岩土工程专业有限元软件Plaxis 7.2。地铁隧道外径6.2m、壁厚350mm、6片拼装，拼接处按铰接考虑。地连墙与灌注桩外侧有一道？850@600三轴水泥搅拌桩，水泥土的割线模量E50取260MPa。水平支撑刚度取主支撑与板带截面抗压刚度。

3.3基坑开挖对地铁隧道影响分析

开挖与降水计算工况根据施工步骤共分为7个工况（包括4次开挖和3次换撑），见表3.2。

各个施工工况的位移场、地连墙的侧向变形分析结果（最大值）如图3.2～图3.4所示，隧道变形与隧道管片压力如图3.5～图3.9所示。

由前述分析可见：

（1）受基坑开挖、降水等因素的影响，南侧地连墙最大变形为27.5mm，小于0.18%H（28.2mm），满足环境保护要求为一级的基坑变形控制要求。

（2）在基坑开挖及地下室施工期间，隧道1最大水平位移为7.0mm、最大沉降为3.6mm；隧道2最大水平位移为13.3mm、最大沉降为4.8mm。

（3）地下结构施工完毕停止降水后，隧道1残余水平位移为6.2mm、残余沉降为0.5mm；隧道2残余水平位移为11.5mm、残余沉降为3.0mm。

（4）基坑施工对隧道管片压力的影响很小。

4结论

本文以杭州下沙某深大基坑工程为背景，通过及基坑开挖对地铁环境效应的数值分析，研究得出以下主要结论：

2.采用PLAXIS分析了基坑开挖对邻近地铁隧道的影响，分析表明基坑开挖对地铁隧道结构的内力影响较小；地铁隧道的变形均小于15mm。

基坑施工工序较多，现场工况与模拟分析时的工况可能存在不一致，导致结合工况来分析基坑围护结构的受力及变形相当困难。本文分析时，适当做了一些简化，很难做到预测分析和实际施工完全吻合。考虑真实工况可以获得与实际更为接近的结果。

数值计算时岩土参数的选取对计算结果的影响很大，然而由于岩土材料和工程地质的复杂性，极难选取精确的、合适的参数来反映现场实际。进一步考虑岩土材料在不同应力路径和不同应变水平下参数取值，可以更为准确地预测基坑开挖对周围环境的影响。

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