明挖法地铁隧道结构计算
明挖法和暗挖法地下工程
明挖法【open cut method】指的是先将隧道或者建筑地下室部位的岩(土)体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。
明挖法的优点具有施工简单、快捷、经济、安全，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。
其缺点是对周围环境的影响较大。
明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。
其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。
主要有：(1)放坡开挖技术。
适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。
基坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡，必要时采用水泥粘土护坡。
(2)型钢支护技术。
一般使用单排工字钢或钢板桩，基坑较深时可采用双排桩，由拉杆或连梁连结共同受，也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。
(3)连续墙支护技术。
一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。
连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。
(4)混凝土灌注桩支护技术。
一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。
钻孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成桩。
支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。
(5)土钉墙支护技术。
在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管，外注水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。
(6)锚杆(索)支护技术。
在孔内放入钢筋或钢索后注浆，达到强度后与桩墙进行拉锚，并加预应力锚固后共同受力，适用于高边坡及受载大的场所。
(7)混凝土和钢结构支撑支护方法。
依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系，与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系，承受侧向土压力，内支撑体系在做结构时要拆除。
适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。
特定条件下，如城市中修建地铁，因街道狭窄，不允许长期封闭地面交通；邻近有高层建筑物；水文地质条件复杂，不允许因开挖范围过大而引起沉陷等，可采用地下连续墙法施工。
明挖法的概念
明挖法的概念明挖法，是土木工程中一个重要的施工技术。
它是指在施工现场全面挖掘地面，将建筑物或其它结构从地面向上建设，直到达到设计要求的高度和形状的工程方法。
明挖法在土木工程建设中具有广泛的应用，其中最为典型的就是地铁和隧道工程。
本文将从以下几个方面来介绍明挖法的概念及其运用。
一、明挖法的概念明挖法作为一个施工技术，其关键在于它将地面完全挖掘，于是就可以采用各种方式建设地下的工程结构或设施。
它的施工流程主要包括以下几个方面：1. 准备施工现场在施工前，需要对施工现场进行勘察、设计和方案编制等工作，并派遣施工队伍进行准备工作，包括设置工地办公室、派遣施工工人和各种设备以及材料配送等。
2. 测量和挖掘在施工现场准备完毕后，需要进行预检测量，尤其是对于较复杂的工程结构，要求进行三维测量。
然后，挖掘机等重型设备将现场地面彻底挖掘，以便建设地下工程。
3. 支撑结构在挖掘过程中，需要对挖掘的部分进行支撑，以防止塌方或事故发生，主要包括立柱、横梁、钢架等结构，同时还需要对挖掘面进行覆盖，以减少地面上方施工过程中的扰动，防止地面沉降或塌陷。
4. 建设地下工程经过以上准备工作，施工现场就进入到了建设地下工程的流程中。
各种管道、电缆、钢筋网、隔离板和隔墙等构件都需要进行施工。
5. 完工与收尾在地下工程建设完成后，需要进行管路运行和验收等收尾工作，同时拆除支撑结构和挖掘层的覆盖物，使地面恢复原貌。
如果在地面上进行了建筑物的建设，则施工现场进入到室内装修和设备安装的流程。
二、明挖法的类型明挖法的类型主要分为两类：开挖切口和盖挖法。
1. 开挖切口开挖切口是指在地面上用挖掘机等重型设备进行开挖，取出土方等材料，并建设地下工程的合成法。
这种施工方法应用广泛，主要用于软土地区和低山丘陵地区。
2. 盖挖法盖挖法是指在地面上搭建施工工棚，然后在工棚内进行工程的挖掘、支护和建设，最终建设完毕后，再将工棚拆除。
这种方法的优点是工程质量可控，施工安全性高，适用于施工区域狭窄的道路、市中心等区域。
既有盾构隧道条件下明挖地铁车站施工的三维数值模拟
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第２ 卷 第３ ７ 期
２０ ０７年 ９月
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浅埋隧道施工方法(明挖-地下连续墙-盖挖-暗挖-明洞)
采用明挖法施工的北京地铁车站开挖
(二)斜支撑 (图4-1-3) 斜支撑是在基坑横向宽度较大或形状不规则， 不便使用水平支撑时采用的支撑形式。 采用斜支撑时，围护结构上部水平位移比较大， 易引起基坑外地面及附近建筑下沉，对沉降要求严 格的地段应十分慎重，因此基坑开挖深度也受到一 定限制。 （三）锚杆(图4-1-4) 锚杆是一种设在基坑外的支撑。一般由锚头、 拉杆和锚固体三个基本部分组成。
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第四节
浅埋暗挖法施工
一、浅埋隧道的判定标准 根据我国铁路隧道调查资料，Ⅲ级以上围 岩岩体强度较高，一般未出现由于浅埋而失稳 破坏的情况，因此，通常在Ⅲ--Ⅵ级围岩中才 考虑浅埋隧道的设计问题。 铁路隧道新奥法指南规定：当埋深大于： Ⅵ级围岩4D--6D、Ⅴ级围岩2.0D--3.0D、Ⅳ级 围岩1.OD--2.OD、Ⅲ级围岩0.5--1.OD；铁路隧 道设计规范规定:当埋深大于:Ⅵ级围岩35--40m、 Ⅴ级围岩18--25m、Ⅳ级围岩10--l2m、Ⅲ级围 岩5--6m为深埋隧道，反之为浅埋隧道。
三、浅埋暗挖法修建隧道的一般规定 1.采用浅埋暗挖法修建隧道时，应认真贯彻 “管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封 闭、勤量测 ”18字原则。 2.以喷射混凝土+网构钢架+钢筋网为初期支 护（即一次衬砌）、二次衬砌为模筑钢筋混 凝土，应在两层衬砌之间施作高材料的防水 层。
3.当隧道围岩为V类，由于其自稳能力差，必 须采取预注浆加固地层后方可开挖。
下一张
下一张
a)施工围护结构、中间支撑柱；b)浇筑顶板、向下挖土； c)浇筑负1层板、边墙柱，后挖土；d)浇筑底板、边墙、柱 。 图 4-3-1 盖挖逆作法施工程序图
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地铁车站中层板浇注及支模
盖挖法施工
地铁车站明挖施工技术分析
基准 。导墙 主要 是起 着 支护 槽 口土 体 、承 受地 面荷 载 以
及稳 定泥 浆 液 面 的作用 。现 阶 段在 地铁 车 站 明挖法 施 工
距、水平筋测距 、钢筋 网长度宽度等指标进行控制 。钢
筋 笼 的 吊装 应 该采 取平 吊的施 工作 业方 式 。在 钢筋 笼 吊
规范 要 求 ，在成 槽 后 以超声 波检 测 仪检 查成 槽 质量 ，重 点确 保墙 面 垂直 度 、槽 深 、槽 宽 、槽段 长度 以及墙 顶 中 心线 等进 行 控制 。之后 利用 导 管采 取泵 吸 反循 环进 行 二
关键 ，这对于提高地铁隧道建设水平也具有重要作用 。
次清底并不断置换泥浆，确保沉渣厚度满足设计要求 。
以及防水工程施工等关键工序质量控制不当，极易造成
施 工 或者 后 期投 入使 用 阶段 出现 安全 隐患 。 因此 ，结合 明 挖 工 程 施 工 技 术 特 点 ，合 理 的制 定 工 程 施 工 技 术 方 案 ，并严 格控 制 施工 质 量 ， 已经 成 明挖 工程 施 工 管理 的
两侧邻界条件的均衡性 ，保证槽壁垂直度满足施工技术
地铁车站 明挖施工技术分析
高海 宾
（ 中建 交通建设 集 团有 限公 司，天津 ３ ０ ０ ０ ７ ４）
摘要 ：文章针对地铁车站明挖施工，分别在围护结构 （ 地下连续墙形式 ） 施工、冠梁施工、土石方开挖、主 体 结构以及防水工程施工等几方面，论述 了明挖法地铁＿ Ｔ － 程施工质量控制要点，可 以为相关工程施工作业的 开展提供参考。
（ ４ ）钢 筋 笼 的制 作 与 吊装 。对 于钢 筋 笼 的 使 用 ，
某新建地铁区间顶推法与明挖法上跨既有线区间的工法对比研究
/文章编号：1009-4539(2021)03-0112-05某新建地铁区间顶推法与明挖法上跨既有线区间的工法对比研究任柏男(中国铁建昆仑投资集团有限公司四川成都610000)摘要：随着轨道交通建设的不断发展，地铁隧道修建对既有线的影响已成为当前地铁施工的重点问题。
当新建线上跨既有线时，上部土体的开挖容易造成既有线上浮，受限于设计、环境、施工等因素，如何控制既有线的上浮，成为了施工的技术难点。
本文以成都地铁17号线阳公桥站~龙爪堰站区间上跨7号线为工程依托，详细介绍了“箱涵顶推法”和增设型钢反力撑框架的“明挖法”两种工法。
采用Midas/GTS NX建立三维数值模型，计算得到不同工法下既有线的横纵向变形规律，综合考虑两种工法的优缺点，最后推荐选择箱涵顶推法为本区间的施工方法。
关键词：上跨既有线既有线上浮控制顶推法型钢反力撑框架明挖法中图分类号：U231.3文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1009-4539.2021.03.027A Comparative Study Between Jack-in Method and Open-cut Method for aNewly-built Metro Crossing over Existing TunnelREN Bainan(China Railway Construction Kunlun Investment Group Co.Ltd.,Chengdu Sichuan610000,China) Abstract:With the continuous development of rail transit construction,the impact of subway tunnel construction on existing tunnels has become a key issue in current subway construction.When a new line spans an existing line,the excavation of the upper soil is likely to float up on the existing line.Limited by design,environment,construction and other factors,how to control the uplift of the existing line has become a technical difficulty in construction.Based on the engineering background of the section between Yanggongqiao Station and Longzhuayan Station on Chengdu Metro Line17, this article introduces in detail two construction methods:the jack-in method and the open-cut method of adding a steel reaction support frame.Midas/GTS NX is used to establish a three-dimensional numerical model,and the transverse and longitudinal deformation laws of existing lines under different construction methods are calculated.The advantages and disadvantages of the two construction methods are comprehensively considered.Finally,the jack-in method is recommended as the construction method for this section.Key words:crossing over an existing tunnel；control the uplift of the existing line；jack-in method；open-cut method of steel reaction support frame|吉环境，不可控因素较多［，-31o地铁区间在遇到上跨5le既有线、区间侵限既有线车站结构等复杂情况下,在建筑较为密集的市区修建地铁工程时，经常无法采用盾构法直接施工，“箱涵顶推”和“明挖施受制于周边建(构)筑物、既有线、管线等复杂外围工”等工法则成为了过复杂地段的首选施工方收稿日期：2020-12-21基金项目：中国铁建昆仑投资集团有限公司科技研发项@(KLTZ-KX01-2018-001)作者简介：任柏男(1991—),男，四川雅安人，工程师，主要从事轨道交通、建设工程管理方面工作；E-mail：****************112铁道建筑技术RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY2021(03)任柏男：某新建地铁区间顶推法与明挖法上跨既有线区间的工法对比研究/法[4'6]o如何在既有线上方开挖土方的同时，控制好既有线上浮，是施工的技术难点[7-8]o同时在城市高速发展的大环境下，选择一种既安全又节约工期的工法，是地铁工程能否在市区复杂环境下顺利推进的关键。
地铁工程施工方法介绍(3篇)
第1篇地铁工程作为城市交通的重要组成部分，其施工方法的选择对工程进度、质量和安全都有着至关重要的影响。
以下是几种常见的地铁工程施工方法：一、明挖法明挖法是指在地表开挖，暴露出地下空间，然后进行土方开挖、基础施工和主体结构施工的一种方法。
明挖法分为无支护放坡开挖和基坑支护开挖两种形式。
1. 无支护放坡开挖：适用于场地宽敞、覆土较浅的地下工程，如地铁车站、地下人行通道等。
其优点是不需设置支护结构，施工场地大，便于施工布置；缺点是开挖工程量相对较大，占用场地大。
2. 基坑支护开挖：适用于场地条件受限的地下工程，如城市地下工程施工。
为保证基坑侧壁稳定及邻近建筑物的安全，需采取基坑侧壁的支护加固措施，如设置支护桩墙、支撑系统、围檩、防渗帷幕、土钉及锚杆等。
二、暗挖法暗挖法是指在地下进行土方开挖、基础施工和主体结构施工的一种方法。
暗挖法分为隧道钻挖机法和盾构法。
1. 隧道钻挖机法：适用于地下工程空间较大、地质条件较好的情况下。
施工速度快，工期短，但需进行大量的爆破作业，对周边环境有一定影响。
2. 盾构法：适用于地质条件复杂、地下空间受限的地下工程。
盾构法具有施工速度快、对周边环境影响小、工期短等优点。
但盾构设备成本高，施工技术要求严格。
三、装配式施工技术装配式施工技术是将地铁车站等结构构件在工厂预制，然后运至施工现场进行拼装的一种方法。
这种施工方法具有以下优点：1. 施工速度快：预制构件在工厂完成，现场只需进行拼装，可缩短工期。
2. 质量保证：预制构件在工厂生产，质量可控性强。
3. 减少对周边环境的影响：装配式施工减少了现场爆破作业，降低了施工噪声和振动。
4. 节约资源：预制构件生产过程中，可实现资源的高效利用。
总之，地铁工程施工方法的选择应根据工程地质条件、开挖工程规模、地面环境条件、交通状况等因素综合考虑。
在实际施工过程中，还需结合项目特点，灵活运用各种施工方法，以确保工程顺利进行。
第2篇随着城市化进程的加快，地铁作为一种快速、大容量的公共交通工具，在我国各大城市得到了广泛应用。
地铁结构的设计流程
地铁结构的设计流程地铁结构的设计可是个超有趣又很复杂的事儿呢！一、前期调研阶段。
这就像是要去一个陌生地方旅游之前先做攻略一样。
得了解这个城市的地形地貌呀。
要是城市里有好多山，那地铁在设计结构的时候就得考虑怎么穿过这些山，是打隧道呢，还是绕开。
还有地质情况也特别重要，有的地方土质松软，像软乎乎的蛋糕一样，那地铁结构就得设计得能在这种软土上站稳脚跟。
像上海有些地方是软土地基，设计地铁结构的时候就得多考虑怎么防止沉降这些问题。
另外，城市的人口分布也得搞清楚。
人口密集的地方，地铁站就得设计得大一点，可能还得多几个出入口，这样大家进出才方便。
而且，周边的建筑物也不能忽视。
要是旁边有古老的建筑，那地铁施工的时候可不能把人家震坏了，所以在结构设计上就得考虑怎么减少对周围建筑的影响。
二、确定线路走向。
这就像是给地铁画一幅旅行路线图。
要考虑城市的功能分区，比如说商业区、住宅区、工业区都分布在哪里。
一般会把地铁线路设计在人们出行需求大的地方。
像从住宅区到商业区，或者从住宅区到办公区的这种主要通勤路线上。
还要考虑城市的发展方向呢，如果某个区域是城市重点开发的新区，那地铁线路也可以提前规划到那里，这样可以带动新区的发展。
而且，线路不能太绕，要是坐个地铁像坐过山车一样转来转去，大家肯定会晕头转向的。
要尽量设计得笔直又高效，让大家能快速到达目的地。
三、选择合适的结构形式。
这就像是给地铁挑选一件合适的衣服。
有明挖法施工的结构形式，就像在地上挖个大坑，然后把地铁结构放进去再盖起来。
这种形式适合在城市比较开阔、建筑物少的地方。
还有盾构法施工的结构形式，就像是用一个超级大的钻地龙，一边挖隧道一边把地铁的圆形结构给做好。
这种形式在地下施工，对地面的影响比较小，适合在城市中心人口密集、建筑物多的地方。
另外，还有暗挖法等其他形式呢。
不同的结构形式有不同的优缺点，要根据前面调研的结果和线路走向等来选择最适合的。
四、结构计算与分析。
这可是个超级考验数学和物理知识的环节。
围堰明挖法隧道施工工艺
围堰明挖法隧道施工工艺【围堰明挖法隧道施工工艺】一、引言朋友，你知道吗？在咱们生活的城市中，那些错综复杂的隧道，为我们的出行带来了极大的便利。
而今天咱们要聊的“围堰明挖法隧道施工工艺”，就是建造这些隧道的重要方法之一。
接下来，就跟您好好唠唠这其中的门道。
二、围堰明挖法隧道施工工艺的历史1. 起源与早期应用其实啊，围堰明挖法的历史可以追溯到很久以前。
在过去，当人们想要在水域或者松软的地质条件下修建地下结构时，就开始尝试这种方法了。
比如说，在一些古老的运河修建中，为了建造穿过河流的通道，工匠们就想到了先围起来一部分水域，然后把里面的水排干，再进行挖掘和施工。
这可以说是围堰明挖法的早期雏形。
2. 发展与创新随着时间的推移，技术不断进步，围堰明挖法也变得越来越成熟和高效。
从简单的土石围堰，到后来的钢板桩围堰、混凝土围堰等，材料和技术的改进让围堰更加牢固和可靠。
而且啊，挖掘设备、支护技术的提升，也使得施工速度更快、质量更高。
三、围堰明挖法隧道施工工艺的制作过程1. 前期准备说白了就是要做好各种准备工作。
这就好比咱们出门旅行前要做攻略一样，得先把路线规划好，准备好需要的东西。
首先得进行详细的地质勘察，了解地下的情况，就像医生给病人做检查，清楚哪里有“毛病”。
然后根据勘察结果设计施工方案，确定围堰的类型、尺寸和位置等。
2. 围堰施工这一步就像是给要施工的区域穿上一件“防护服”。
常见的围堰有土石围堰、钢板桩围堰等。
土石围堰呢，就像是用一堆土和石头堆成的墙，把水挡住。
钢板桩围堰则像是用一片片长长的钢板插在地上，连成一堵坚固的“钢墙”。
比如说在修建一条跨河的隧道时，如果河水较浅、流速不大，可能就会选择土石围堰；要是河水深、水流急，那钢板桩围堰可能就更合适。
3. 排水与降水把围堰围好后，接下来就得把里面的水弄出去，让施工区域变得干燥。
这可以通过抽水机来实现，把水抽到外面去。
同时，为了防止地下水位上升影响施工，还得进行降水处理，就像给地下“抽湿”一样。
地铁工程单位(子单位)、分部工程划分
地下工程
工程防水
基坑围护
细部构造防水、特殊构造防水，一般围护结构防水，地下连续墙防水
内部结构
防水混凝土，水泥砂浆防水层，卷材防水层，涂料防水层，塑料板防水层，金属板防水层，细部构造防水、特殊构造防水、渗漏水治理
沉井
防水混凝土、涂料防水层、细部构造防水、渗漏水治理
顶管法
顶管法防水、渗漏水治理
地层超前支护及加固、洞身开挖、初期支护、防水工程、主体结构
高架车站工程
主体车站工程
地基与基础、主体结构、屋面工程
高架通道工程
地基与基础、下部结构、上部结构、桥面和桥梁附属设施
地下通道工程（明挖法）
基坑工程、地基（加固）与基础（桩基础）主体结构、防水工程
区间工程
明挖区间工程
敞开段、暗埋段、工作井
基坑围护、沉井、地基处理与降排水、基坑开挖与回填、内部结构、工程防水
盾构法
隧道防水、渗漏水治理
管棚
每20米
超前导管
每20米
注浆加固
每20米
洞身开挖
人工开挖
每20米
钻爆开挖
每20米
初期支护
钢架制作与安装
每20米
喷射混凝土
每20米
锚杆、锚管、锚索
每20米
初支背后注浆每2Βιβλιοθήκη 米防水工程卷材防水层
每施工段
涂料防水层
每施工段
塑料板防水层
每施工段
金属板防水层
每施工段
水泥砂浆防水层
每施工段
防水混凝土
每施工段
内部结构（地下工程）
模板
按《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定划分检验批
钢筋
混凝土
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明挖法地铁区间隧道结构计算
一、横断面几何尺寸及力学模型
几何尺寸
力学模型
二、单元类型
衬砌结构：beam3
地层弹簧：Link10
侧向约束：link1
1、beam3单元
输入参数：
（1）实常数（Real Constants）
AREA – 横截面积
IZZ – 横截面惯性矩
HEIGHT – 梁高
由于衬砌中不同位置的厚度不一样，故需定义多个实常数。
（2）材料参数（Material Properties）
EX——弹模
DENS——密度
PRXY——泊松比
其它选项采用默认即可
2、Link10单元
（1）Real Constants
AREA – 横截面积，取单位面积1。
（2）Material Properties
EX——弹模，需满足E*A=地层抗力刚度
其它选项采用默认即可
3、link1单元
（1）Real Constants
AREA – 横截面积，取单位面积1。
（2）Material Properties
EX——弹模，为了不影响计算结果取足够小，如1。
三、结点力计算
1、均布荷载时
中间结点：
2/)(11nnxxpFn
两端结点：
2/)(121xxpF
2/)(1NNNxxpF
2、梯形荷载时
中间结点：
))(2())(2(611111nnnnnnnnyyppyyppFn
两端结点：
))(2(6112211yyppF
))(2(6111NNNNNyyppF
三、建立ANSYS模型
/prep7
et,1,beam3
et,2,link10
et,3,link1
keyopt,2,3,1 !*****只受压******
R,1,0.9,0.06075,0.9, , , ,
R,2,1,0.0833,1, , , ,
R,3,0.8,0.04267,0.8, , , ,
R,4,0.4,0.00533,0.4, , , ,
R,5,1, ,
R,6,1, ,
!定义混凝土衬砌材料
mp,ex,1,3.45e10
mp,prxy,1,0.2
mp,dens,1,2500
mp,ex,2,5e7
mp,prxy,2,0.01
mp,ex,3,1
mp,prxy,3,0.01
!建立几何模型
K,1,0,0
K,2,0,6.06
K,3,5.05,6.06
K,4,10.1,6.06
K,5,10.1,0
K,6,5.05,0
L,1,2
L,2,3
L,3,4
L,4,5
L,5,6
L,3,6
L,6,1
!设置划分单元大小为0.5m/个
Lsel,all
LESIZE,all,0.5, , , , , , ,1
Type,1
Mat,1
Real,1
Lmesh,2
Lmesh,3
Real,2
Lmesh,5
Lmesh,7
Real,3
Lmesh,1
Lmesh,4
Real,4
Lmesh,6
!复制建立地层弹簧
nsel,s,loc,y,-0.1,0.1
NGEN,2,500,all, , , ,-1, ,1,
NGEN,2,1000,24, , , 1, , ,1,
allsel,all
*do,i,24,46
type,2
real,5
mat,2
e,i,i+500
*enddo
type,3
real,6
mat,3
e,24,1024
nsel,s,loc,y,-1.1,-0.9
nsel,a,,,1024
d,all,all
allsel,all
四、计算结点荷载
假定：p=2.2e5kN/m；q1=1e5kN/m；q2=1.7e5kN/m。