城市地铁盾构法和矿山法相结合施工技术Word文档格式.docx
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城市地铁通常为浅埋隧道，且穿越路线为城市繁华地段，上覆建筑物多、人口密集、交通繁忙，所以通常采用盾构法施工以减少对地面影响。
然而在开挖过程中若遇到硬岩、孤石群或长距离上软下硬地段时，仍采用盾构法施工将会加速刀具磨损、降低掘进速度，频繁更换刀具将使人工成本及工程成本不断上升，且施工安全风险极大，对工程整体进度产生影响。
故在此类地段可以考虑矿山法与盾构法相结合进行施工。
关键词：
盾构法；
矿山法；
结合施工技。
1.Introduction
Alongwithourcountrycitytracktransportationtunnelengineeringconstructiondevelopment,theengineeringgeologicalconditionbecomesmoreandmorecomplex,simpleshieldmethodconstructiontechnologyandconstructiontechnologyofsimpleminingmethodontheadaptationofformationincreasinglimitations.Whenthetunnelsegmentswithunevenhardnessandthedifferenceislarger,ifonlyusingshieldmethodconstruction,selectioncanalsomeetthecuttingstrengthislowandsoftsoilexcavationofhighstrengthrockcompositeshieldmachineshieldmachine,notonlythehighcost,inhardrockexcavationcostishigh.Andwhenthestratumunevenhardnessdifferenceinhardrockstrengthishigh,theshieldmachineisverydifficulttosatisfytherequirementsofboth,willcauseaseriesofproblemsandaccidents.
Ontheotherhand,thesoftrockofmineconstruction,highcostofconstruction,longconstructionperiod,andtheconstructionriskisdifficulttocontrol.Especiallyincitysubwaytunnel,thebuildingsonthegroundandpipes,thetunnelconstructionprocessofgroundsubsidenceanddeformationofhighcontrolrequirements,whenthereisanaccident,economiclossisestimatedhard,socialinfluencetobear.
2.Principleandcharacteristicofsubwaytunnelconstruction
2.1PrincipleofSubwayTunnelConstruction
Citysubwayusuallyshallowburiedtunnel,andtheroutetothebustlingcitylots,overlyingbuildings,dense,heavytraffic,soitisusuallyconstructedbyshieldmethodtoreducetheeffectofground,doesnotaffectthecitytraffic,nopollution,nonoise.
2.2CharacteristicofSubwayTunnelConstruction
Citysubwayconstructionisoneofthegreatestfeatures,istheprojectislocatedinflourishingregionofthecity,commerce,trafficisbusy,manybuildingsontheground.Therefore,inmostcases,thecitysubwayconstructiononlybytunnelingmethod.Incitysubwayproject,theconstructiontimeisthelongest,thelargestprojectistheconstructioncostofsubwaystationconstruction.Especiallyincitysubwaytunnelshieldconstructionafterintroduction,duetoshieldconstructionspeed,intervaltunnelconstructionspeedandconstructionofsubwaystationspeedasymmetryofthecontradictionishighlightedparticularly.
3.TechnologicalProcessofShieldTunnel
Shieldconstructionistoshieldtheconstructionmachineryonthegroundbelowdarktunnelconstructionmethod.Theshieldisacansupporttheformationpressureandpromoteactivitiesintheformationofsteeltubestructure.Steelcylinderisarrangedatthefrontendofthesupportandexcavationequipment,steeltubejackinginstallationhasthedesiredjacks,Steelcylindertailcanbeassembledprefabricatedorcastliningring.Eachringofashieldadvancedistance,atshieldtailsupportofassemblingaringlining,andtheliningringtoperipheralgappressureinjectionofcementmortar,topreventtunnelandgroundsubsidence.Theshieldadvanceforcebyaliningringbear.Shieldconstructionbeforetheconstructionofashaft,inshaftmountedwithintheshield,shieldexcavationsoilbyaccessshaftoutoftheground.Becauseofitsresistancetocircularformationofearthpressureandwaterpressureonliningisbetter,assemblyissimple,canusethegeneralcomponent,easytoreplace,soitiswidelyused.
Shieldmethodismainlycharacterizedinthat:
exceptforshaftconstruction,constructionoperationsareintheground,whichdoesnotaffectthegroundtransportation,butalsoreducetheresidentsinthevicinityofthenoiseandvibration;
Shieldtunneling,excavation,assemblingtheliningthemaincycleofconstruction,easymanagement,constructionpersonnelisrelativelysmall;
lessquantityofearth;
Crossingtheriverdoesnotaffectshipping;
constructionfromthestormsandotherweatherconditions;
inpoorgeologicalconditions,highundergroundwaterleveltothelocalconstructiondeeplyburiedtunnel,shieldmethodhashighertechnicalandeconomicsuperiority.
4.TechnologicalProcessofMiningMethod
Miningmethodoriginatedinthe1986BeijingsubwayFuxingmenreentrantlineengineering,istheChinesepeopletocreatetheirownsuitableforChina'
snationalconditionsofatunnelconstructionmethod.Itsoutstandingadvantageisnotinfluencecitytraffic,nopollution,nonoise,andissuitableforvarioussizesandcrosssectionoftunnel.Theprincipleis:
useofsoillayerintheexcavationprocessinshorttimesincethesteadyability,taketheappropriatesupportmeasures,rockorsoilsurfacetoformaclosetypethinwallsupportingstructureofslottedconstructionmethod,ismainlyappliedtotheclay,sand,thesandandgravellayerandgeological.Asaresultofshallowtunnelingmethodineliminatingmanyapproval,demolition,excavationandotherprocedures,thisisconstructionunitcommonlyadopted.
5.CombinationofTwoTechnologicalProcess
Constructionschemedesignforarangeusingminingexcavation,anchorshotcretelining,compositeconstructionmethod.Firstly,usingthetunnelprimarysupport,andthenuseashieldsegmentairispushedthroughthetunnelbyminingmethod,Airpushbytheshieldsegmentsformminingmethodtunneltwolining,twoliningandprimarysupportbetweentheporewithgrainsizeoflessthan10mmgravel（stone）filled,andthenfillingthespacesbetweenthegravel,andultimatelybythegroutandsegmentsconstitutetheminingmethodtunneltwolining.
6.Conclusion
Therefore,taketheminingmethodandtheshieldmethodofcombinationconstruction,whichnotonlysolvestheshieldmethodinhardrocksectiontunnelingdifficultproblem,butalsoavoidtheminingmethodinsoftrocksectionconstructionrisks.Atthesametime,becausethecitysubwaytunnelconstructionisoftenrestrictedtotheconstructionsite,theminingmethodandtheshieldmethodconstructionofshieldincombination,hasbeenappliedtotheminetunnelairpushedpastapproaches,hardrocksectionendswithoutsettingashieldmachine,hangingoutandthenstartingworkwell,caneffectivelyreducetheconstructionsiterequirements,greatlyfacilitatetheconstructionorganization.
Theminingmethodandtheconstructiontechnologyofshieldmethodcombination,canshortentheconstructionperiod,reducestheengineeringcost,andreducetheconstructiondifficultyandtheconstructionrisk,canplaytwokindsofmethodtheadvantagesandbenefits.
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1引言
随着我国城市轨道交通隧道工程建设的发展，面临的工程地质条件越来越复杂，单纯盾构法施工工艺及单纯矿山法施工工艺对适应地层的局限性越来越突出：
当隧道各区段软硬不均且差异较大时，若单纯采用盾构法施工，需选用能同时满足掘削强度很低的软土和掘削高强度岩石的复合式盾构机，不但盾构机造价高昂，在硬岩中掘进成本也较高；
且当地层软硬不均差异过大硬岩强度过高时，盾构机很难同时满足两者要求，将导致一系列工程难题和事故。
另一方面，单纯采用矿山施工，软岩段建设成本高、工期长，且施工风险难以控制。
特别是城市地铁隧道，地面建筑及管线密集，对隧道施工过程中的地面沉降和变形控制要求高，一旦发生安全事故，经济损失难以估量，社会影响难以承受。
2地铁施工的原则和技术特点
2.1地铁施工的原则
城市地铁通常为浅埋隧道，且穿越路线为城市繁华地段，上覆建筑物多、人口密集、交通繁忙，所以通常采用盾构法施工以减少对地面影响，不影响城市交通，无污染、无噪声。
2.2地铁施工的特点
城市地铁施工的一个最大特点，就是工程位于城市繁华地区，商业、交通繁忙，地面建筑物众多。
故在大多数情况下，城市地铁施工只能采用暗挖法施工。
在城市地铁工程中，施工时间最长，施工费用最大的工程即为地铁车站工程。
特别是城市地铁区间隧道引进盾构法施工后，因盾构法施工速度快，区间隧道施工速度与地铁车站施工速度快慢不对称的矛盾尤为突出。
3盾构法施工特点
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。
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。
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。
4矿山法施工特点
矿山法起源于1986年北京地铁复兴门折返线工程，是中国人自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法。
它的突出优势在于不影响城市交通，无污染、无噪声，而且适合于各种尺寸与断面形式的隧道洞室。
其原理是：
利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。
由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序，现被施工单位普遍采纳。
5盾构法和矿山法联合运用技术
施工方案总体设计思路为一段区间采用矿山法开挖，锚喷初支，管片衬砌的复合施工方法。
即先采用矿山法施工隧道初支，然后再利用盾构拼装管片空推通过矿山法隧道，空推的同时由盾构拼装管片形成矿山法隧道的二衬，二衬和初支之间的孔隙采用粒径小于10mm的碎石（细石）填充，然后注浆填充碎石间的空隙，最终由注浆体和管片共同构成矿山法隧道的二衬。
6总结
因此，采取矿山法和盾构法组合施工，既解决了盾构法在硬岩段掘进困难的难题，又避免了矿山法在软岩段施工的巨大风险。
同时，由于城市地铁隧道建设往往施工场地严重受限，采取矿山法和盾构法组合施工，盾构在已施作好的矿山法隧道内空推过去的办法，硬岩段两端不必设置盾构机拆卸、吊出和再始发的工作井，可有效减少对施工场地的要求，大大方便施工组织。
采用矿山法和盾构法组合施工技术，既缩短了工期、降低了工程成本，又显著降低了施工难度和施工风险，可发挥两种工法各自最大的优势和效益。
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