地铁隧道施工软体地层控制沉降对既有建筑物的重要性_开题报告

（一）地铁隧道施工方法

近年文献介绍地铁隧道施工因地质条件及施工环境因素大致分为：1、浅埋暗挖法（浅埋矿山法）；2、盾构法；3、沉管法；4混合法。

1、浅埋暗挖法（浅埋矿山法）浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工，新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出来的。

浅埋暗挖法的施工技术特点：围岩变形波及地表；要求刚性支护或地层改良；通过试验段来指导设计和施工。浅埋暗挖法施工隧道时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等，选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是全断面法、正台阶法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、CD工法、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法等，地下铁道是在城市区域内施工，对地表沉降的控制要求比较严格，所以更要强调地层的预支护和预加固，所采用的施工方法有超前小导管预注浆、开挖面深孔注浆、管棚超前支护。浅埋暗挖法的施工工艺可以概括为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18个字。

工程实例：北京地铁东单车站东南风道与车站主体结构正交，北侧在长安街下，中部及南侧穿过居民区，风道全长43.4m.采用浅埋暗挖洞桩法施工，在基本维持环境原状条件的情况下从地面居民生活区和人防设施下面顺利通过。

2、盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。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。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。按盾构断面形状不同可将其分为：圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较为广泛，但相对于矩形断面空间利用率大等特点，矩形断面将是未来施工方向；按开挖方式不同可将盾构分为：手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种；按盾构前部构造不同可将盾构分为：敞胸式和闭胸式2种；按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为：人工井点降水、泥水加压、土压平衡式，局部气压盾构，全气压盾构等。

盾构法的主要优点：除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。

工程实例：宁波地铁1号线即采用了盾构法施工，宁波地铁1号线是一条是东西走向的重要骨干线。一期工程线路经过海曙老城区、三江口、江东区及东部新城，由鄞州区高桥镇至东环南路，全长线路全长约25.52km.由于该路段地上大型建筑物密集，交通流量大，地下管网复杂，为减少对城市经济和市民生活的影响，经专家论证，决定采用盾构施工方法。

3、沉管法是将隧道管段分段预制，分段两端设临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。

4、混合法是根据地铁隧道的实际情况，在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用，称其为混合法。

（二）沉降控制措施

地铁隧道掘进过程中，因掘进施工对地层的扰动因不同地质情况将有不同程度的沉降，进而影响既有建筑物的安全和使用功能。在地层较好好、地层含水量不大采用浅埋暗挖法（浅埋矿山法）施工时，辅以预支付和预加固，针对监测数据及时完成初期支付及二衬，可以很好的减少对周边环境的影响。

在软土地基掘进中，土质集中表现为淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土、粉砂、粉质粘土夹粉砂。而宁波特有的软土地质，含水量大，透水性差，在隧道施工过程中如若控制不好，易发生沉降超限，尤其是盾构穿越断面后长时间的发生沉降，对既有建筑物的影响很大。在过程中通过加强施工监测管理、加强开挖、管片拼装、注浆、隧道的线形控制，能较好的控制地层变形和沉降。

二、^范文提纲

引言：简要介绍地铁施工方法及宁波地铁土建3104标施工段沉降控制成果。

一、地铁隧道施工方法

（一）国内地铁隧道常规施工方法

（二）国外地铁隧道流行施工方法

二、地层沉降控制措施

（一）开挖控制

（二）隧道的线形控制

（三）注浆控制

（四）管片拼装控制

（五）施工监测管理

三、宁波土建3104标施工段

（一）工程概况

（二）既有建筑物情况

（三）施工设备选型

四、周边环境影响

（一）环境因素分析

（二）地铁隧道施工地层沉降过程

五、宁波土建3104标施工段沉降控制效果

（一）控制开挖卸载回弹

控制盾构机开挖面内外土压数值（根基地层特性及覆土厚度）。盾构土压控制值,上限值：Pmax=地下水压+静止土压+预备压，下限值：Pmin=地下水压+（主动土压或松弛土压）+预备压；

在盾构掘进始发阶段（100m），应对该部分数据进行整理分析，为后期正常掘进提供指导，控制沉降效果。

（二）加强同步配比注浆（通过控制浆液配合比、注浆量、注浆压力）

浆液配合比（通过实验及现场施工确定）；数据整理中

浆液材料选择（根据土质情况）；

注浆量Q=V*∂,V=π（D2S-D20）*V/4），式中V—计算空隙量；∂—注入率（根据浆液特性、土质及施工损耗比例系数、基于施工经验确定）；DS—开挖外径；D0—管片外径。

注浆压力一般取100～300KN/m2(1～3kg/cm2),或间隙水压加200KN/m2左右；

注浆量和注浆压力要经过一定的反复试验，确定注浆效果、对周围地层和建（构）筑的影响等，并在一定施工中进行范围内的效果确认，反馈指导施工。

三、参考文献

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