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中国矿业大学力学与建筑工程学院《地铁与轻轨》课程报告

地铁浅埋暗挖法与盾构法的比较与应用

（中国矿业大学力学与建筑工程学院交建08-2班蒋玉波）

摘要：经过多年的实践，人们创造了适应各种围岩条件和环境要求的地下铁道施工方
法。浅埋暗挖法和盾构法是浅埋及软土环境下隧道施工中两种主要的暗挖施工方法。分
别对浅埋暗挖法和盾构法原理、特点、施工方法进行简要的论述，并对两种方法进行了
综合比较分析，并结合相关实际工程分析不同环境下采用的方法及在施工中两种方法的
综合应用。
关键词：地铁；浅埋暗挖法；盾构法；比较；应用

地铁是国际公认的解决大城市交通问题的首选技术[1]，随着科技的发展，地铁在不
断的发展，同时产生了众多的施工方法。我国在修建地铁中，已由原来单一的明挖法发
展到现在的明挖法、盖挖法、矿山法、盾构法等多种方法并存的局面，并已初步形成了
专门的专业技术体系，极大地推动了我国地铁建设事业的快速发展。目前区间隧道常用
的施工方法有明挖法及暗挖法两种，其中浅埋暗挖法和盾构法是我国地铁暗挖施工采用
的两种主要方法[2]。
1浅埋暗挖法与盾构法简介

1.1浅埋暗挖法简介
浅埋暗挖法是在城市软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条
件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅和锚喷作为初期支护手段，遵循新奥法大部
分原理，按照“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”十八字原则进行的
隧道设计和施工。其基本原理是通过对地层的适当加固和处理，合理调动围岩的自身承
载能力，采用短进尺开挖，及时施作初期支护结构并封闭成环，使围岩和初期支护结构
形成联合支护体系以共同承担施工阶段荷载，在变形基本稳定以后施作二次模筑衬砌，
完成隧道建设。基本施工程序为：①将钢管打入地层，注入水泥或化学浆液加固，然后
进行短进尺开挖；②立即作初期支护；③施作防水层；④完成二次支护。全程施工需利
用监控测量获得的信息进行指导[3]。
浅埋暗挖法作为软弱围岩浅埋地层中修建城区地下铁道的施工方法，为了有效地控
制围岩松弛及由此引起的地表下沉，浅埋暗挖法的基本施工方法有台阶法、CD法、CRD
法、PBA法和双侧壁导坑法[4]。
与其他施工方法相比，浅埋暗挖法具有如下特点：①需要选取地质条件和结构情况
有代表性的工程作为试验段先期开工，通过对试验段的研究与分析来指导地铁隧道的设
计和施工。②适用于各种地质条件和地下水条件，适合各种地铁隧道断面形式，具有高
度的灵活性。③通过采用不同的分部开挖方法和各种辅助工法改良地层，采用刚性支护
措施，能够有效地控制地表沉降和坍塌，可以极大地减少对城市地面交通的干扰和对商
业活动的影响，可下穿管道、道路和建筑物等，避免大量拆迁。④从综合效益上看，浅
埋暗挖法是比较经济的一种城市地铁施工方法[5]。
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1.2盾构法简介
盾构法是采用盾构机在岩层中修建隧道的一种施工方法，即一边采用刀盘和盾壳控
制开挖面及围岩不发生坍塌失稳，一边采用刀盘转动进行隧道掘进、用出土器进行出渣、
并在盾尾内拼装管片形成衬砌、并实施壁后注浆回填盾尾与管片衬砌间的空隙从而不影
响地面交通而建成隧道的施工方法。盾构法的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提
下完成施工、从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋没物的影响。为了达到这一
目的，除了刀盘和盾构钢壳可以被动地产生支护作用以外，使用压力舱内泥土或泥水压
力平衡开挖面上的作用土压力和水压力，使用壁后注浆及时充填由开挖产生的盾尾空隙
主动地控制围岩应力释放和变形是盾构技术的关键。主要施工步骤为：①在盾构隧道的
始发端和到达端各修建一个竖井；②盾构在始发竖井内安装就位；③依靠千斤顶将盾构
从始发竖井内始发；④盾构在地层中沿着设计轴线掘进，同时不断出土和安装衬砌管片
环，并及时向盾尾空隙内注浆，防止地层下沉；⑤盾构进入到达竖井后拆除[6]。
盾构法施工的核心是盾构设备，根据构造类型的不同分为全敞开式、半敞开式和密
封式及复合型四种类型盾构，根据机械化程度分为人工开挖、半机械式、机械式盾构，
目前世界上比较新颖的主要有土压平衡式盾构和泥水加压式盾构两种。盾构的基本构造
通常由盾构壳体、推进系统、出土系统、拼装系统和辅助注浆系统等五大部分组成[7]。
盾构法施工的特点可以归纳为以下几点：①对城市的功能环境影响很小，一般不需
要采取地下水降水等措施，无噪声、振动等施工污染。②盾构机必须根据施工隧道的断
面大小、埋深条件、地基围岩进行设计、制造或改造，只是适合于某一区间。③盾构施
工对精度的要求非常之高。④盾构施工一旦开始，盾构机就无法后退，否则会引起的开
控面失稳、盾尾止水带损坏等一系列的问题，前期工作辅助施工措施非常重要。⑤不足
主要表现为施工设备