『城轨小知识』系列4 城市轨道交通线路施工方法

城市轨道交通线路施工包括隧道施工和车站施工两方面：

隧道施工 为连通地下相邻两座车站而进行的线路建设，一般采用掘进方式形成隧道，隧道掘进中需要在三度空间进行精确定位，同时需要进行支撑形成稳定的结构；

车站施工 是在确定位置进行的建设，它的特点是原地建设，基本不产生位移，属于建筑物的建设范畴。

1.1 明挖法

明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法施工步骤如下。

图1 明挖法施工步骤

在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工，浅埋地铁车站和区间隧道也经常采用明挖法。该方法施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案；但其缺点也十分明显，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境造成影响。

1.2 盖挖法

盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工的施工方法。盖挖法根据施工步骤的不同可细分为盖挖顺作法、盖挖逆作法和盖挖半逆作法。施工步骤如下。

图2 盖挖顺作法施工步骤

图3 盖挖逆作法施工步骤

图4 盖挖半逆作法施工步骤

在城市繁忙地带修建地铁车站时往往占用道路、影响交通。当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。

1.3 暗挖法

暗挖法是在特定条件下不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。暗挖法主要包括钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。

（1）浅埋暗挖法（浅埋矿山法）

浅埋暗挖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。

图5 浅埋暗挖法施工

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。

（2）盾构法

盾构法施工是以盾构机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。

图6 盾构机

图7 盾构法施工概况

2.1 地面筑堤法

地面筑堤法是一种从地面筑起护堤，在堤上铺设道床和轨道的方法。地面筑堤方式虽然建设费用不高，但堤下土地不能利用，造价反而更高。

2.2 高架桥法

高架桥主要是用混凝土建造。高架桥法类似于城市高架桥和公路高架桥的形式，有拱形桥、梁形桥和刚性框架桥。高架桥主要由梁、墩台和基础三部分组成。高架桥跨越一般河流时，桥梁孔径应保证设计频率洪水、流冰及其他漂浮物或船只通过的安全要求。当高架桥跨越铁路、公路或城市道路时，桥梁孔径及桥下净空应满足有关规范的规定限界。一般情况下，为了节省城市轨道交通系统的造价，高架桥结构要求建筑高度偏小。

图7 城市轨道交通高架示意