地铁暗挖区间隧道设计的现状与思考

《地铁暗挖区间隧道设计的现状与思考》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、地铁暗挖区间隧道设计的现状与思考樊红卫（西安市地下铁道有限责任公司710016）摘要：本文以作者的设计实践，通过地铁暗挖区间隧道与铁路隧道的比较，指出了目前国内地铁暗挖区间隧道设计中存在的规范不明确、设计混乱的问题，并提出了自己对这些问题的看法，供同行借鉴。关键词：地铁暗挖隧道设计1.前言地铁区间隧道是地铁工程中的重点工程，区间隧道的结构安全贯穿于隧道施工及运营的各个方面，从国内最早修建的北京地铁至今，已有十几个城市在修建地铁，但从各地地铁的建设及运营来看，暗挖区间隧道存在较多的问题，除施工方面的问题外，设计中存在的问题不容小视的。其中很重要

2、的原因是地铁暗挖区间隧道设计在规范上存在不明确的问题，对设计的指导方面存在一定的缺失，其他的原因有人们至今对于地层的本构关系及地层与结构的相互作用还不能准确的模拟，对于地层与结构之间的相互作用的力的大小及作用的范围还不是非常清楚。由于地质状况的千差万别，施工过程对地层的扰动的不同，每个隧道在施工过程中的受力和使用过程中的受力是不同的。笔者根据自己多年参加铁路、公路、地铁隧道设计的经验，认为国内地铁暗挖区间隧道设计中存在以下问题，需要引起各方的注意。2区间暗挖隧道设计存在的问题2.1规范的混乱性国内地铁设计专属于地铁的唯一规范是《地铁设计规范》

3、，在设计过程中广泛使用其它的规范，由于这些规范之间缺乏系统性，造成地铁设计各个专业之间存在很多问题。地铁设计规范中对区间隧道的设计可操作性较差，只是一些原则性的规定，国内地铁区间暗挖隧道设计一般采用《铁路隧道设计规范》《铁路隧道锚喷构筑法指南》《锚杆喷射混凝土技术规范》等。以上规范是针对铁路隧道的规范，地铁隧道在埋深、地面变形等方面的要求与铁路隧道有很大的不同，因此参照铁路隧道的规范进行地铁区间隧道的设计必然带来许多问题。集中表现在以下几个方面。第一，铁路隧道和地铁区间暗挖隧道对地表变形的要求不同，虽然铁路隧道设计规范和地铁设计规范，对地面变

4、形的标准均未进行明确规定，但由于铁路隧道所处的环境较为宽松，基本不考虑地面变形的问题，地铁区间暗挖隧道因为基本走行于城市主要道路下方，因此对地面变形的控制要求较为严格，设计一般采用的控制标准是隆起小于10mm，沉降小于30mm。但该要求缺少规范的支持。第二，对设计荷载和初期支护的定位要求不同，地铁设计规范中对区间隧道设计的上覆荷载如何取值没有明确的规定，铁路隧道设计规范对此有经验性的规定，但其中忽略了地层的特殊性，只用两个参数，围岩级别和洞室跨度确定结构的受力，这样显然有失偏颇。另外，由于至今人们对第四系黄土的应力应变的机理还不是很清楚，所以

5、在隧道6结构上作用的荷载至今还没有明确的认同的计算方法，在国内地铁区间隧道的设计中大多还是沿用铁路隧道规范中的计算方法，但铁路隧道中的计算方法是针对环境和埋深等与地铁区间隧道有很大区别的山岭隧道总结出来的，其对于地铁区间暗挖隧道的设计是否适用还有待进一步的验证，因此在规范的制定上应该抓紧制定适合地铁使用的荷载计算方法。笔者认为应该将区间暗挖隧道的地质情况从大类上划分为土层和岩层，然后依据埋深和跨度的不同，经过系统实验给出不同的荷载计算方法，以便于区间隧道的设计有所遵循，避免造成浪费或安全问题。国内不论是铁路隧道还是地铁暗挖区间隧道，如果采用浅

6、埋暗挖法施工，均采用复合式衬砌，但不论是铁路隧道规范还是地铁设计规范，对于复合式衬砌中的初期支护的作用定位却一直没有明确，不明确的主要有两点，第一点是，在主体结构的使用寿命内考虑不考虑初期支护的作用，第二点是，对初期支护的受力没有明确规定。至今国内同行还在对初期支护和二衬的受力分配争论不休，由于认识上的不统一，造成设计上千差万别，有初期支护和二衬采用二八分配的，也有采用三七分配的，由于人为的对结构受力进行分配，造成工程中的事故屡见不鲜。第三，防水方面的区别，铁路隧道设计规范中规定“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”；地铁设计规范规定“以

7、防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理”。笔者认为两种不同的规范中对防水问题做不同的规定是正确的，也是符合实际的，铁路隧道一般修建于山岭地区，由于水位较高，完全防水困难，因此采取防排结合的做法是既能满足使用要求，又能降低工程成本的可行做法；地铁区间隧道由于处于城市地下，如果对地下水不能采取有效的封堵措施，势必引起城市地下水环境的破坏，引起道路下沉、管线破裂等灾害，严重影响市民的正常生活。所以，地铁规范中对地下水的规定是很有道理的，在设计和施工的实践中应力争做到。第四，对辅助工程的规定，铁路隧道中对施工需要的竖井、斜井、平行导坑等有简单

8、的规定，而地铁规范中对于施工中广泛采用的施工竖井却只字未提。铁路隧道施工中，辅助坑道是为加快工程进度而采取的一种工程手段，而在地铁暗挖隧道施工中，由于车站和区间的工