小間距地鐵隧道設(shè)計略談

【摘要】隨著城市地鐵建設(shè)的逐漸發(fā)展，近年來隧道工程和城市地下工程日漸成為建設(shè)主流，由于城市周邊施工環(huán)境復(fù)雜，地上高層建筑物較多，諸多城市地鐵建設(shè)過程中均面臨著小間距地鐵隧道問題。筆者將根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗，分析獨立小間距地鐵隧道的設(shè)計概念，對施工工藝方面、防排水方面和結(jié)構(gòu)受力方面等進行研究，分析小間距地鐵隧道的防水設(shè)計特點、單線隧道施工的可行性和一些先進的工藝設(shè)施，為連接隧道設(shè)計一個新的模式。

【關(guān)鍵詞】小間距；地鐵隧道；工藝設(shè)計

現(xiàn)階段來看，有些地鐵站由于受到周圍建筑物和形勢路線的影響，所以會在其中間位置形成喇叭狀路線。在傳統(tǒng)的地鐵設(shè)計思路中，人們通常采用的是雙連拱隧道設(shè)計方案。但是，在設(shè)計過程中，仍然存在以下幾個方面的弊端：其一，防水過程中存在安全隱患問題；其二，施工周期比較長。在設(shè)計連拱隧道的基礎(chǔ)之上，將其作為獨立單線地鐵隧道，一方面能夠在很大程度上提高地鐵隧道的防水可靠性，另外一方面能夠合理利用工隧道的建筑界限[1]。

1、工程概況和地質(zhì)狀況

以重慶環(huán)線某接軌區(qū)間的地鐵隧道為例，地面交通非常繁忙，周邊建筑物較為密集，管線較多，且地質(zhì)條件較差。此鐵區(qū)間隧道正線區(qū)間地隧道左線長828.01米，出入場線隧道長約838.2米。地鐵隧道的最大坡度為36%。自**站起正線出入場線四線并行，后逐漸展線，線路呈喇叭口狀，由四線隧道展線為三線隧道+單洞單線隧道，由三線隧道展線為雙線隧道+單洞單線隧道，區(qū)間隧道最小凈距約1米。其地質(zhì)狀況為：此區(qū)間位于石馬河向斜西翼，巖層單斜產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀：130°∠8°。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，擬建場地原始地貌屬構(gòu)造剝蝕淺丘地貌，后經(jīng)改造，原始地貌已發(fā)生顯著變化，形成城市居民建筑區(qū)和城市道路，地形較平緩。區(qū)間隧道主要位于砂質(zhì)泥巖層，拱頂覆巖厚度約5～16米。

2、小間距隧道工程的技術(shù)要點

城市地鐵的小間距隧道工程和隧道的圍巖性質(zhì)軟弱、地下水等問題有關(guān)，因此加大了工程的難度和風(fēng)險系數(shù)。目前小凈距隧道在重慶地鐵中較為常見，小間距隧道有其特有的特點，線路的走向相對較為靈活，其可以處于曲線段中；在施工過程中，小間距地鐵隧道施工監(jiān)控量測結(jié)果更為清晰。目前小間距隧道工程有以下幾個方面的特點和難點：其一，隧道圍巖變形量比較大；其二，地表沉降比較大；其三，土巖穩(wěn)定性差[2]。想要解決上述問題，必須要應(yīng)用好小間距隧道工法。

3、設(shè)計思路

3.1隧道支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計

在隧道斷面形式設(shè)計中，根據(jù)隧道線路的間距大小，充分考慮到左線和右線的隧道斷面形式，再確定好隧道斷面整體設(shè)計。對于單個隧道斷面來說，采取曲邊墻的形式顯著優(yōu)于直邊墻形式。基于此，在條件允許下，應(yīng)該對隧道斷面設(shè)計成一個曲邊拱形斷面，將單線隧道設(shè)計成馬蹄形，避免直接采用直墻斷面形式。在兩隧道的連接形式中，需要調(diào)整好不均勻的受力狀態(tài)，實現(xiàn)支護整體受力作用。基于此，左線和右線的支護結(jié)構(gòu)連接非常重要。兩個隧道之間連接方式被分為以下幾種：其一，中柱式連接方式；其二，拉桿式連接方式。拉桿連接方式實質(zhì)上市一中剛?cè)岵姆绞?，中柱式連接方式則是將兩個隧道連接做成整體結(jié)構(gòu)，從而增大隧道整體結(jié)構(gòu)的剛度、強度，再將圍巖錨和中柱上下交叉位置的錨桿固定在一起，最終目的是提高支護抗偏壓能力。

3.2單個隧道支護設(shè)計

單個隧道支護設(shè)計主要包括以下幾個部分：其一，初期支護；其二，超前支護；其三，二次襯砌。小間距地鐵隧道存在偏壓問題， 辯證考慮支護之間的關(guān)系，需要在時間上和空間結(jié)構(gòu)上加以連接，以期達到整體支護效果。在支護組成設(shè)計中，要遵循以下幾個方面的原則：其一，初期支護的剛度要強；其二，超前支護要適度強化。提高隧道支護結(jié)構(gòu)的強度和整體性，從而能夠形成左線和右線互為連接的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)量測結(jié)果形成封閉支護結(jié)構(gòu)，不斷改善支護的受力狀況。在初期階段，采用鋼筋網(wǎng)形式和噴混凝土形式能夠提高隧道支護結(jié)構(gòu)的整體性[3]。

3.3保護好圍巖的自身強度和做好防水工作

開挖方式中，需要根據(jù)隧道斷面的具體情況來采取合理的施工方法，再控制好循環(huán)進尺，開挖完之后提供及時支護處理。在開挖作業(yè)中，采用弱爆破開挖方法，能夠嚴格控制好爆破速度，繼而盡最大努力來降低開挖的擾動性。有條件的話需要采用人工開挖作業(yè)方式，在上覆巖土體重，利用拱部的小導(dǎo)管巖土體，大斷面處采用管棚支護，使得隧道尚不開挖能夠在支護條件下順利進行。另外，在隧道開挖過程中要注意做好防水工作，開挖掌子面之后，需要及時噴射混凝土，防止圍巖被風(fēng)化。開挖時，面臨著大面積淋水狀況，要對出水點設(shè)管引排。加強施工過程中的地質(zhì)預(yù)報且核實地質(zhì)資料，在隧道開挖過程中探明好工作地質(zhì)和水文地質(zhì)狀況，再及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。

結(jié)語：

本文根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗，分析獨立小間距地鐵隧道的設(shè)計概念，對施工工藝方面、防排水方面和結(jié)構(gòu)受力方面等進行研究，分析小間距單線地鐵隧道的防水設(shè)計特點、單線隧道施工的可行性和一些先進的工藝設(shè)施，為連接隧道設(shè)計一個新的模式。綜上所述，小間距地鐵隧道充分能體現(xiàn)出改善環(huán)境和加強隧道防水功能的優(yōu)勢，從而為連接拱隧道提供相應(yīng)設(shè)計理念。

參考文獻：

[1]蔡冬興.小間距地鐵隧道靈感構(gòu)思以及細節(jié)把控[J].世界華商經(jīng)濟年鑒·城鄉(xiāng)建設(shè)，201312，（3）：239.

[2]劉潔，廖紅建，顧飛等.地鐵隧道錨桿系統(tǒng)對地表沉降影響的數(shù)值分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，31（z1）：646-649，738.

[3]李曉英.北京地鐵六號線二期起點～物資學(xué)院站區(qū)間相鄰小間距隧道設(shè)計思路[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2015，10（7）：800-800，803.