第４１卷第１８期 ・１６８． ２ ０ １ ５年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１８ Ｊｕｎ． ２０１５ 文章编号：１００９—６８２５（２０１５）１８—０１６８—０３ 城市地铁施工方法应用现状与分析 潘吉洪 （中铁四局集团机电设备安装有限公司，江西南昌３３０２００） 摘要：分析了地铁施工方法应用现况，包括明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等，指出了地铁施工方法的选择原则，统计并分析了 我国地铁不同的施工方法的优劣势，并探讨了未来相关发展趋势。 关键词：地铁，施工，方法，分析 中国分类号：Ｕ２３１．３ 文献标识码：Ａ ０ 引言 随着城市现代化建设的飞速发展，城市空间拥挤、交通阻塞 问题日益严重，城市地铁的修建则是解决这一问题的良好途径。 的围护结构体系，如地下连续墙、排桩或组合结构、ＳＭＷ方法桩、 沉井结构、注浆法等，这也是各国地下铁道施工的首选方法。 ２）盖挖法。当地铁处于繁忙交通地段或有景观要求时采用， 也需要利用围护结构和支撑体系。不同的是它还 近年来，全国中等以上城市大多都在兴建地下铁道。地铁工程基 与明挖法相似，利用结构顶板或临时结构设施维持地面既有功能，然后在顶板下 本位于城市中心区域，其施工方法受到当地地面水文地质、环境 进行施工。它又分盖挖逆作法和盖挖顺作法。其中逆作法主要 保护要求、既有建筑物与道路交通，乃至施工机具和建设资金等 是用于有高层建筑且埋深较大时，而盖挖顺作法则多用于浅埋 诸多因素影响，需要通过合理比选施工方法、因地制宜建设。通 过多年的经验积累，已形成了以明挖法、盾构法为主的多种方法， 地段。３）暗挖法。暗挖法是新奥法、浅埋暗挖法、暗挖与盖挖相结 笔者以广州、深圳、西安、南昌等地地铁建设为研究对象，对地铁 合等施工方法的统称。 施工的不同方法实施效果情况进行分析。 ａ．新奥法即通常所说的矿山法。当地面交通和环境不允许 １ 地铁施工方法应用现况 明挖时采用，利用监控量测成果及时更改初支参数及二衬措施保 自１９６５年北京地铁一期工程开工以来，地铁建设已在全国 持稳定。大断面开挖时还可采用侧壁导坑、台阶和ＣＲＤ法等； 多个城市掀起高潮，发展态势迅猛。地铁建设最初多由国外承包 ｂ．浅埋暗挖法。首先对软弱地层进行加固后进行暗挖施工，是按 商施工，造价高昂，以明挖法和暗挖法为主，５年左右建成一条地 “新奥法”原理进行设计与施工的。其中对软弱地层的加固方法 铁线，随着盾构机的国产化，地铁施工技术水平不断的提高，盾构 通常用冻结法、注浆、深层搅拌和管棚等。大断面开挖时可采用 法造价的不断下降，工期进一步缩短，地铁修建方法已由最初单 ＣＤ法、ＣＲＤ法、侧壁导坑法等；ｅ．暗挖与盖挖结合法。将地铁车 一的明挖法发展到现在的盖挖法、明挖法、暗挖法、盾构法等多种 站视为由桩、梁和拱组成的地下结构，将暗挖与盖挖相结合进行 施工；ｄ．暗挖新技术。目前主要有预制块法、预切槽法和气压法 方法（见图１）。 等，主要用于大跨度隧道；ｅ．盾构综合法。先采用盾构法将地铁 贯通，再根据设计在车站位置将盾构隧道扩挖形成车站，以及采 用大直径盾构机或连体盾构机直接修建车站；ｆ．盾构法。盾构法 是目前地铁区间隧道施工采用的主要方法。以盾构为施工机具 的一种暗挖式隧道开挖，衬砌等作业的施工方法。由于该法施工 速度快、洞体质量较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在 软土地基段施工。 图１地铁施工常用方法 ２施工方案选择考虑因素 地铁工程施工投资大、时间长、要求高，而施工方法有很多 １）明挖法。当地面交通和环境允许时采用该法，尤其是有宽 阔的场地，修建空间较大时更是优先考虑。它利用预先施作的围 种，不同的施工方法会影响地铁建设的造价、进度和安全，需要深 护结构，从地面开始往下挖到要求深度，其成果的关键是采用稳固 入分析相应的设计方案、具体的水文地质、工程周边环境，然后因 Ｔｈｅ ｆｏｒｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｖｉａｔｏｒｓ ｏｆ ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ Ｈｏｕ Ｈａｉｌｏｎｇ Ｌｕｏ Ｗｅｉｂｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｊｉａｏｔｏｎｇ ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｉｂ—ｔｙｐｅ ａｎｄ ｂｌｏｃｋ—ｔｙｐｅ ｄｅｖｉａｔｏｒｓ ｆｏｒｍ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｈｏｓｅ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｐｒｅｓ— ｔｒｅｓｓｅｄ ｔｅｎｄｏｎｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｇｌｅｓ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｖｅａｉ・ ｃａｌ ｍａｘｉｍｕｍ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｉｔｏｒ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｅｎｄｏｎ ａｎｇｌｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ｓｏｍｅ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｖｉａｔｏｒ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｖｉａｔｏｒ，ｅｘｔｅｒｎａｌ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｔｅｎｄｏｎｓ，ｓｔｒｅｓｓ 收稿日期：２０１５—０４－２０ 作者简介：潘吉洪（１９７１一），男，高级工程师 第４ｌ卷第１８期 ２ ０ １ ５年６月 潘吉洪：城市地铁施工方法应用现状与分析 ・１６９・ 地制宜，综合比选、科学合理、经济可行是选择施工方法的基本 原则。选择施工方法时要充分尊重专家的建议和意见，根据科 学的方法正确决策，不可主观臆断。考虑的因素通常有如下几 方面： 序 方法名称 丐 口 比较项目 表１ 地铁隧道施工方法比较表 明挖法 矿山法 盾构法 １）社会影响。地铁施工过程中，必将对社会环境造成影响。 例如会影响周边安全，影响交通和商业以及资源的利用，同时还会 影响周围的居民的生活质量，以及对环境造成污染等。选择方案 时需要综合考虑这一系列的问题。 浅埋、有场地：可采用 在有条件的区间首选 放坡开挖、土钉墙、排 深埋、岩层有一定的 盾构法；但洞身围岩 １ 选择原则 桩＋内支撑等围护结 自稳能力；施工中不 强度超过８０ ＭＰａ、灰 构型式。在城市郊 允许中断交通或配 岩区有溶洞／土洞地 区，场地开阔，周边建 线变化断面 区、有孤石地层不应 筑物较少地区使用 首选盾构方法 工期／进度 指标 ３０ｍ／月～６０ｉｎ／月 ２．８ ｍ／ｄ一１３ ｍ／ｄ， 平均为１１４ ｍ／月～ １５３ ｍ／月 ２）建设环境。工程建设环境是地铁施工的决定性制约因素， 例如：周边建筑物情况、交通情况、地下管线情况、重要的文物建筑 ２ ３ｌ单延米／月 情况、拆迁难易情况以及施工场地情况等。 ３）工程造价。城市地铁工程施工方法不同，工程造价亦不相 同。根据国内部分已完或在建的情况统计，明挖法造价较高，矿山 法及盾构法隧道相对较低。明挖法的造价受线路埋深影响较大， 通常只在线路埋深较浅以及其他暗挖法隧道难以实施的情况加以 考虑。 ４）施工工期。盾构法是地铁施工进度较快的方法之一，每月 可完成１８０ ｍ左右，因而，地铁施工大多选择盾构法，但在实际施 工过程中，盾构法不能全面平行施工，如果因盾构施工难度太大或 工期紧迫，则通常会选择矿山法或明挖法进行区间施工。 ３我国地铁方法统计分析 ３．１ 不同方法比较 地铁施工中，不同施工方法有不同的适用范围，目前国内地 铁线路施工大多采用明挖法、矿山法、盾构法。 明挖法工艺简单、安全可靠、容易控制、可采用平行或交叉作 业、可根据工期情况安排施工、综合造价较低。但需要有良好的 周边环境条件，如场地宽敞、地下管线不受影响或可迁移、道路交 通能够疏解，目前在地铁车站施工中应用较多；矿山法施工可借 鉴山岭隧道的施工经验进行，但过大地面沉降是城市地铁施工所 不允许的，故而造价较高、风险较大，较少采用；盾构法利用机械 掘进、工艺先进、安全快速、易于控制，因而，在有条件的地段通常 首选盾构法。各种施工方法比较见表１。 ３．２不同方法应用情况 １）地铁车站情况。车站施工时，明挖法是首选，约占８５％以 上，但该法深基坑围护技术和地面变形监控技术要求较高；盖挖 法应用亦较为普遍，约占１５％，该法主要是针对地面交通要求不 能中断而采用，因此，需要有合理的交通，灵活的施工机械。目 前，由于采用人力施工比例较大，速度慢、风险高，相应施工机械 化水平和施工方法有待进一步提升。 ２）区间隧道情况。地铁区间隧道施工中，笔者根据广州、西 安、北京、深圳、东垸、南昌等城市９条地铁线所采用的方法分析 可知，施工方法首选盾构法，占隧道比例８０％以上，矿山法约占 １０％，明挖法占５％～１０％，随着围护结构施工水平的提高，明挖 法有加大比重的发展趋势。例如深圳地铁３号线西延段均为地 下线，明挖法隧道线路长度占总长２．５％，盾构法隧道占总长 ８９．０％，矿山法隧道占总长８ ５％。 从工程成本和进度考虑，施工方法也在发生变体。例如广州 地铁１号线施工时，盾构法主要由国外承包商承担，造价最高，明 挖法次之，矿山法造价较低；而２号线施工时，因国内盾构水平的 提高，明挖法所占成本已高于矿山法和盾构法；３号线建设时，单 从概算价来看，盾构法略高，但因其长大区间较多，标段划分偏 长，中标价与其他方法无太大差别，如果综合考虑其他因素，盾构 法仍然优势明显。 ３ 旋工工期 工期较长，受外界环 工期长，受地质情况 工期短 境影响较大 影响较大 ４ 结构防水 易保证 难保证 质量好 质量 ５ 地质条件 好 较好 较差 适应性 ６ 线型 线型容易受到周边环 线型适应性好 线型适应性好 适应性 境制约 ７ 断面形式 断面形式丰富 断面形式丰富 断面形式单一 ８ 施工场地 及交通 施工场地较大，对交 施工场地较小，通疏解影响较小 对交 施工场地较大（但集 通疏解影响较大 中），对交通疏解影 疏解 响较明挖小 对周边 对闺围环境影响很大 对周围环境影响 对周围环境影响较小 ９ 的影响 环境 保护等）（房屋、管线拆迁及 较大（房屋、管线保 （房屋 护等） 、管线保护等） １０ 施工难度 工艺简单技术成熟 工艺简单、灵活、成熟 控制 工艺成熟，质量易于 ，１１ 施工风险 较低 较高 较低 ｌ２ 方法 线路埋深大时，投资 地质情况较好时，投 投资较小 经济性 较大 资较小 优点 适用各种不同的地 质条件占用场地少工艺成熟、，长隧 质量好，质量好 、 短打对周边环境 。结构断面多 影响少，造价低 始发场地大、断面单 综 造价高、有场地限 作业环境差，结构 一。常见问题：上软 制、工期长，对环境 防水难保证。常遇 下硬地层、硬岩段掘 △∞ 影响大。常遇到的 到的问题塌方、流 进难题、小半径曲线 缺陷／常 沙、失水、地表沉 段线型控制、在花岗 见问题 问题有位移、流沙、 降拱顶下沉、爆破 岩残积地层中球状 塌方至地面沉陷、周 、边建（构）物开裂、 风化体（孤石）处理 染。注意拱部注浆 中击波和噪声污 方法、盾构机结泥 管线爆裂等 以保证拱背密实 饼、地质钻孔封孔不 良地表水下泄至 洞身 从实际施工进度指标比较，明挖法１号线为２７ 月～３１ ｍ／月， ２号线为６０ ｍ／月左右，暗挖法１号线和２号线均为３１ ｍ／月左 右。盾构法１号线为２．８ ｍ／ｄ一１３ ｒｎ／ｄ，平均为１１４ ｍ／月～ １５３ ｍ／月。三种方法采用情况如表２所示。 表２广州地铁１号，２号。３号线三种方法应用情况 ％ 方法 明挖法 盾构法 矿山法 线路名称 １号线 ２号线 ３号线 １号线 ２号线 ３号线 １号线 ２号线 ３号线 所占 比例 ２４ ２０ ．９ ３０ ３３ ６８ ４６ ４７ ２３ ４结语 地铁施工中明挖法适用各种不同的地质条件，但造价高、有 场地限制，对环境影响大；矿山法占用场地少，有利于硬岩段道施 工，但作业环境差，结构防水难保证；盾构法质量好，对周边环境 影响少，造价低，但始发场地大、断面单一。随着我国地铁建设的 不断发展，新的施工方法也将被逐步应用到施工中，但暗挖技术 将是今后发展的主要方向，当然施工中应重视施工方案和施工方 法的优化，并应选择合理的辅助工法，采取有效措施控制地层沉 降和结构变形。 参考文献： 第４１卷第１８期 ．１７０・ ２ ０ １ ５年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４１ Ｎｏ．１８ Ｊｕｎ． ２０１５ 文章编号：１００９—６８２５（２０１５）１８—０１７０—０２ 悬臂浇筑混凝土连续梁桥施工监控技术分析 廖忻 练水泉 俞俊 （华南理工大学土木与交通学院，广东广州５１００００） 摘要：针对混凝土连续梁桥悬臂浇筑施工监控技术，对其监控内容及监控方法进行了系统的论述，介绍了影响监控质量的主要 因素，确保成桥结构的安全以及线性符合使用要求。 关键词：混凝土连续梁桥，悬臂浇筑，施工监控 中图分类号：Ｕ４４５ 文献标识码：Ａ ０ 引言 异常，要找到其原因，常见的因素有吊带没有锚紧、挂篮刚度不 钢束张拉不完全、挂篮分离导致其变形值的改变等等。对于 对于大跨径预应力梁桥，采用架设支架的施工方式是十分困 够、出现的问题采取的措施，如果误差不大，可以通过调节下节段的 难的，因此工程中更多的会采用悬臂浇筑的施工方式，其施工过 程比较复杂，施工过程中要考虑的因素也相对较多，很容易出现 标高来保证全桥线性的平顺，可以分为一次或者两次调整完成，防止标高突变；对于误差较大的情况，可以考虑凿掉重新浇筑。 桥梁结构的实际情况与设计设定的目标不一致，所以，在这个过 程中需要对其进行多方面的监控，包括有各浇筑节段的高程、轴 表１ 悬臂浇筑桥梁线性允许偏差 序号 １ ２ ３ ４ 项目 立模标高 桥面平整度 轴线偏差 合龙高差 允许偏差 ±１０ 土８ ±ｌ０ ±ｌ５ ｍｍ 线以及节段内部应力，确保成桥的结构的安全以及线性符合使用 要求。 １ 悬臂浇筑连续梁桥施工监控内容 施工监控过程中，针对结构的安全和线性状态分为三个监控 指标，包括有桥梁各个节段的标高、各个工况下面结构的内部应 １．２力以及桥梁结构的稳定安全。 应力监控 线性标高的监控是主要部分，是从整体上来反映桥梁各个方 面的综合情况，而应力监控是辅助的观测桥梁结构内部应力的重 １．１ 标高监控 桥梁的整个线性合理是结构安全的必要条件，是悬臂浇筑施 要手段。应力的监控需要在浇筑节段中埋入钢弦式传感器来测 ０号 工过程中最重要的部分，监控过程通常会下发预拱令，其中立模 量应变得到应力，因此一般选择在比较重要的截面（跨中处，１／４跨处）埋设传感器，随时测量各个工况的应力状态，保证施 标高一般由设计标高、预拱度、挂篮变形以及调整值相加得到，通 块，也能及时反映问题，解决问题，达到对结构 过对比立模、浇筑、张拉预应力、前移挂篮工况下面的浇筑节段的 工过程中桥梁的安全，边跨进行合龙的目标。 标高与理论设计标高来调整，能够保证最终成桥的线性一方面满 中跨、足预拱度的要求，另一方面是桥梁形成的舒适的必要条件。 在埋设钢弦式传感器前需要对其进行稳定性的检测，以保证 悬臂浇筑连续梁桥时，有很多的因素会影响标高的观测，因 埋设后得到的施工监控数据具有可靠性以及准确性 Ｊ。在埋设 然后在悬臂体系发生任何改变的时候对 此在考虑计算标高与实际标高的时候，允许存在一定的合理误 前读取传感器的初读数，测读选择在清晨（温度２０℃左右），以保证数据的稳 差…，见表１。另外，对于浇筑后、张拉后、前移挂篮所测的标高， 其进行测读，需要对其进行对比分析，与计算模型中的结果相比较，如果出现 定性。桥梁受力监控允许误差见表２。 ［１］ 李连生，熊卫明．西安地铁２号线钟楼站隧道暗挖施工技术 ［５］ 油新华．地铁车站施工方法的综合决策［Ｊ］．现代城市轨道 ［Ｊ］．铁道标准设计，２０１０（４）：９２－９３， ２０１２，３８（３０）：１９７—１９９． 交通，２００６（６）：５７－５９． ２００８（６）：４１—４２． ［２］ 王立志．谈城市地铁区间隧道施工方法［Ｊ］．山西建筑， ［６］ 张世琴，张光辉．广州地铁三号线施工方法［Ｊ］．四川水利， ［３］ 赵京．地铁区间施工方法及造价分析［Ｊ］．铁路工程造价 ［７］ 李海军．城市地铁区间隧道施工方法探讨［Ｊ］．工程设计施 工与管理，２０１４，１３１（１）：１３１—１３２． ２０１３（１）：６３—６５． 管理，２００４（１）：２７—３０． 程，２００４，９８（７）：１０９—１１２． ［４］ 李 围，何 川．地铁车站施工方法综述［Ｊ］．西部探矿工 ［８］ 马永航．论述目前国内外地铁施工的方法［Ｊ］．广东建材， Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ０ｆ ｃｉｔｙ ｓｕｂｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ Ｐａｎ Ｊｉｈｏｎｇ （Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ ｏｆ ＣＴＣＥ Ｇｒｏｕｐ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３０２００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｖｅｒ ｃｕｔ ｍｅｔｈｏｄ， ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｓｈｉｅｌｄ ｍｅｔｈｏｄ ｅｔｃ．，ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｃｏｕｎｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｓｕｂｗａｙ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙ，ｃｏｎｓｔｕｃｔｉｒｏｎ，ｍｅｔｈｏｄ，ａｎａｌｙｓｉｓ 收稿日期：２０１５—０４—１５ 作者简介：廖忻（１９８９一），男，在读硕士；练水泉（１９８９一），男，在读硕士；俞俊（１９８８．），男，在读硕±