地鐵隧道工程沉管法與盾構(gòu)法施工技術(shù)的對(duì)比分析

李曉敏

摘 要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為了人們不可或缺的交通工具，該文從沉管法與盾構(gòu)法施工技術(shù)兩個(gè)方面來(lái)對(duì)地鐵隧道工程進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)地鐵隧道的實(shí)際施工環(huán)境，技術(shù)要求進(jìn)行比較。

關(guān)鍵詞：交通工具 地鐵隧道 沉管法 盾構(gòu)法

中圖分類(lèi)號(hào)：TU921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）07（a）-0080-01

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速的發(fā)展與綜合國(guó)力的不斷增強(qiáng)，城市的規(guī)模也不斷的擴(kuò)大，人口流量不斷的增加，并且機(jī)動(dòng)車(chē)輛也不斷的加多，相應(yīng)的城市的交通隨之下降。為了改善這種交通環(huán)境，各城市都采取了許多的措施，高架橋、公交車(chē)、車(chē)牌號(hào)的限制，以及地鐵的修建，其中地下鐵道得到了人們普遍的稱贊，特別是近些年一些一線和省會(huì)城市都為了緩解交通壓力而興建大量的城市地鐵。城市地鐵的興建期間會(huì)遭到許多的阻礙，這些阻礙有來(lái)自人為因素、技術(shù)因素，以及城市本身固有的特點(diǎn)。比如說(shuō)地面建筑、城市地面上的交通設(shè)施以及水路環(huán)境等。針對(duì)具體的施工條件，修建地鐵產(chǎn)生了幾種主要的方法：暗挖法、盾構(gòu)法、沉管法、蓋挖法以及明挖法等。文章主要是從盾構(gòu)法和沉管法的施工技術(shù)要求方面進(jìn)行對(duì)比分析，說(shuō)明盾構(gòu)法和沉管法的適用環(huán)境。

1 盾構(gòu)法和沉管法施工技術(shù)對(duì)比分析

1.1 沉管法

沉管法是指把隧道管段分成若干段，段與段之間采用暫時(shí)的止水頭部，在此期間，通過(guò)一些機(jī)械手段把管段送到隧道的中心線地方，并且把它安置在預(yù)先挖出來(lái)的溝槽內(nèi)，接下來(lái)就是把各個(gè)段在水下拼接起來(lái)，把剛才的止水頭部去掉。

管道安裝好以后，填埋溝槽用來(lái)保護(hù)沉管免受其它物體的損壞，最后一步就是把隧道其他設(shè)施安裝好，確保整個(gè)隧道的安全、完整性。早期的沉管法不能夠得到廣泛的使用，直到基礎(chǔ)處理壓注法和水力壓接法的出現(xiàn)，這兩個(gè)方法至今都是沉管法的兩大關(guān)鍵技術(shù)，可以說(shuō)是它的里程碑，至今都在廣泛使用。

沉管隧道在土質(zhì)方面的要求不是很高，對(duì)那些地基松軟，甚至是河床、海岸較淺等地方都是可以實(shí)施的沉管法。沉管法不需要挖很深的溝槽，這相比與其他的幾種隧道方法來(lái)說(shuō)可以節(jié)省大量的財(cái)力和物力，它還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)就是它所需的隧道線路相比于盾構(gòu)法是大大縮減，沉管斷面形狀靈活可圓可方，可以根據(jù)具體的施工環(huán)境來(lái)選擇，這也是沉管法的一大優(yōu)點(diǎn)。沉管法的幾大主要步驟：溝槽挖掘、管段分離、管段輸運(yùn)以及相關(guān)設(shè)施建設(shè)，他們是可以并行工作的，不是嚴(yán)格的順序進(jìn)行，這樣可以把時(shí)間壓縮在盡可能短的范圍之內(nèi)，這對(duì)于當(dāng)今這個(gè)快節(jié)奏的社會(huì)來(lái)說(shuō)是非常有必要的。以上綜述的優(yōu)點(diǎn)使得沉管法在江河等水域方面得到大量使用，相比于盾構(gòu)法、沉管法在這些環(huán)境中使用更加經(jīng)濟(jì)、方便、快捷以及可靠。相比較而言，盾構(gòu)法在水下隧道方面較沉管法有許多的不足，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

（1）沉管法能夠得到高質(zhì)量的隧道施工。沉管中的管段是預(yù)先用水泥制作好的，在防水方面能夠得到及時(shí)的保證。每個(gè)管段都比較長(zhǎng)，并且有兩大技術(shù)之一的水力壓接法，從而能夠保證管段之間接頭較少以及實(shí)現(xiàn)不漏水連接。

（2）沉管法在隧道現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際工作的時(shí)間是較短的，這是因?yàn)楣芏味际穷A(yù)先在專(zhuān)門(mén)的地方制作而成的，管段的制作都是根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成。

（3）沉管法施工條件相比而言是非常好的，安全也能夠得到保障。雖然說(shuō)是建立水下隧道，但是大部分工作都是在地面上完成。

（4）上面所說(shuō)沉管法在水下作業(yè)時(shí)間較少，因此它能夠在水下較深的地方施工，安裝管段。

（5）沉管法斷面的柔性化選擇決定了它的施工方案多樣化，相比盾構(gòu)法而言，它能夠建造大型的截面，建造多車(chē)道的隧道。

1.2 盾構(gòu)法

盾構(gòu)法是指利用盾構(gòu)這種機(jī)械挖取地下隧道。盾構(gòu)（shield）是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒結(jié)構(gòu)。鋼筒的前部安裝有支撐和挖掘裝置，中部安裝了千斤頂，是為了機(jī)械在頂進(jìn)時(shí)候所需的，尾部可以拼裝預(yù)制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構(gòu)施工前需要做一些預(yù)先工作——修建一豎井，豎井的作用是輸運(yùn)挖掘出來(lái)的土質(zhì)，送達(dá)至地面。盾構(gòu)的以上施工特點(diǎn)決定了它有以下獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)。

（1）盾構(gòu)法幾乎不受地形、氣候等因素的影響，能夠在復(fù)雜的環(huán)境下工作，這是因?yàn)橛卸軜?gòu)的支護(hù)，這對(duì)于繁華的大城市而言是非常實(shí)用的，這樣就能夠盡量不用破壞原有設(shè)施。（2）機(jī)械、電氣化快速發(fā)展，使得盾構(gòu)機(jī)械在施工過(guò)程中自動(dòng)化、智能化，使得施工時(shí)間縮減，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。（3）機(jī)械自動(dòng)化、智能化使得盾構(gòu)法在挖掘長(zhǎng)距離、大直徑的隧道時(shí)有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，還有就是地面的人文景觀能夠得到保護(hù)，對(duì)其周?chē)沫h(huán)境影響很小。

從以上幾方面可以看出，沉管法非常適合那些水下隧道方面，在這方面沉管法比盾構(gòu)法無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)，施工時(shí)間還是其他方面都有很大的優(yōu)勢(shì)，例如港珠澳大橋隧道、佛山市汾江路南延線工程沉管隧道等就是采用沉管法；對(duì)于那些施工環(huán)境復(fù)雜，交通不便的陸地城市，中間不跨越大型水域，并且隧道較長(zhǎng)的就適合采用盾構(gòu)法施工，例如天津市地鐵輕軌、西安地鐵隧道都引進(jìn)了盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)。

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