二级建造师:不同方法施工的地铁区间隧道结构有哪些?

发布于 2018-02-26 08:53  编辑:XIE
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二级建造师:不同方法施工的地铁区间隧道结构有哪些?


(一)明挖法施工隧道

在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区,应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。明挖法施工的地铁区间隧道结构通常采用矩形断面,~般为整体浇筑或装配式结构,其优点是其内轮廓与地下铁道建筑限界接近,内部净空可以得到充分利用,结构受力合理,顶板上便于敷设城市地下管网和设施。明挖法施工隧道可采用整体式衬砌和预制装配式衬砌。整体式衬砌由于结构整体性好,防水性能容易得到保证,可适用于各种工程地质和水文地质条件;但是,施工工序较多,速度较慢。预制装配式衬砌整体性较差,对于有特殊要求(如防护、抗震等)的地段要慎重选用。


(二)喷锚暗挖(矿山)法施工隧道

在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区进行隧道施工,喷锚暗挖法常是一种较好的选择。隧道施工时,一般采用拱形结构,其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。前者多用于单线或双线的区间隧道或联络通道,后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上。采用喷锚暗挖法隧道衬砌又称为支护结构,其作用是加固围岩并与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系,共同承受可能出现的各种荷载,保持隧道断面的使用净空,防止地表下沉,提供空气流通的光滑表面,堵截或引排地下水。根据对隧道衬砌结构的基本要求以及隧道所处的围岩条件、地下水状况、地表下沉的控制、断面大小和施工方法等,可以采用基本结构类型及其变化方案。

喷锚暗挖(矿山)法施工隧道的衬砌主要为复合式衬砌。这种衬砌结构是由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成。复合式衬砌外层为初期支护,其作用是加固围岩,控制围岩变形,防止围岩松动失稳,是衬砌结构中的主要承载单元。一般应在开挖后立即施作,并应与围岩密贴。所以,最适宜采用喷锚支护,根据具体情况,选用锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢支撑等单一或并用而成。

在干燥无水的坚硬围岩中,区间隧道衬砌亦可采用单层的喷锚支护,不做防水隔离层和二次衬砌,但这种衬砌对喷混凝土的施工工艺和抗风化性能都应有较高的要求,衬砌表面要平整,不允许出现大量的裂缝。

在防水要求不高,围岩有一定的自稳能力时,区间隧道也采用单层的模筑混凝土衬砌,不做初期支护和防水隔离层。施工时如有需要可设置用木料、钢材或喷锚做成的临时支撑,不同于受力单元,一般情况下,在浇筑混凝土时需将临时支撑拆除,以供下次使用。单层模筑衬砌又称为整体式衬砌,为适应不同的围岩条件,整体式衬砌可做成等截面直墙式和等截面或变截面曲墙式,前者适用于坚硬围岩,后者适用于软弱围岩。


(三)盾构法施工隧道

在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁,施工条件困难地段,采用盾构法施工隧道能显示其优越性:振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠,对沿线居民生活、地下和地面构筑物及建筑物影响小等。盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模筑钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类(见图2K313012-1)。



预制装配式衬砌是用工厂预制的构件,称为管片,在盾构尾部拼装而成。管片是城市轨道交通隧道最常见的衬砌形式,按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁以及由几种材料组合而成的复合管片,这几种管片刚度大,组成的衬砌防水性能有保证。

钢筋混凝土管片的耐压性和耐久性都比较好,目前已可生产抗压强度达60MPa.抗渗等级大于P12的管片。钢管片的强度高,具有良好的可焊接性,便于加工和维修,重量轻也便于施工,与混凝土管片相比,其刚度小、易变形,但钢管片的抗锈性差,在不做二次衬砌时,必须有抗腐、抗锈措施。铸铁管片强度高,防水和防锈蚀性能好,易加工,和钢管片相比,刚度亦较大,故在早期的地下铁道区间隧道中得到广泛的应用。钢和铸铁管片价格较贵,现在除了在需要开口的衬砌环或预计将承受特殊荷载的地段采用外,一般都采用钢筋混凝土管片。

为了防止隧道渗水和衬砌腐蚀,修正隧道施工误差,减少噪声和振动以及作为内部装饰,可以在装配式衬砌内部再做一层整体式混凝土或钢筋混凝土内衬,形成双层衬砌结构。根据需要还可以在装配式衬砌与内层之间铺设防水隔离层。双层衬砌主要用在含有腐蚀性地下水的地层中。


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