施工方法对结构型式的确定和土建工程造价有决定性影响。施工方法的选定,一方面受沿线工程地质和水文地质条件、环境条件(地面建筑物和地下构筑物的现状、道路宽度、交通状况等)、线路平面位置、隧道埋置深度及开挖宽度等多种因素的制约,同时也会对施工期间的地面交通和城市居民的正常生活、工期、工程的难易程度、城市规划的实施、地下空间的开发利用和运营效果等产生直接影响。因此,施工方法的确定,必须因地制宜、统筹兼顾,选择的工法应技术可靠、水平先进、经济合理。根据国内外修建地铁的经验,区间隧道的施工方法可基本分为明挖法、矿山法、盾构法、沉管法。
1.明挖法地铁区间隧道明挖法一般用于场地较开阔的地段,要求该地段地面建筑和地下管线少,对道路交通影响小,或道路交通量小,或有条件进行交通疏解,或结合市政工程的建设进行明挖施工。明挖法施工作业相对简单,施工工期短,造价相对较低。但施工对周边环境、地下管线和交通的影响较大。在地质条件较差、隧道埋深较深的情况下,明挖施工时,基坑围护的工程量大,此时明挖施工的综合造价较高。
2.矿山法矿山法适用于隧道埋深较深,地质情况较好,地下水含量小或地下水位较低,无明挖施工条件的地段。矿山法施工对地层变化的适应性强,技术成熟,工法简单,施工对周边环境、地下管线和交通的影响较小。当隧道围岩松散、地下水含量大或地下水位较高时,须采取降水、注浆加固等辅助施工措施。施工所产生的地表沉降量也较大,工期较长,施工的安全性较差,投资的可控性差。
3.盾构法
盾构法适用于结构断面单一的圆形隧道的施工。但在盾构机选型时,须特别注意以下地层:灵敏度高的软弱土质、透水性强的松散土质、高塑性土层、含有承压水的砂土层、含有大粒径卵砾石或孤石的地层、预计有朽木和其他夹杂物的地层、含有软硬两种土质的地层等。盾构法施工进度快,作业安全,地表沉降小,占地少,对地面环境影响小,但盾构机设备复杂、价格昂贵,在不利的地层条件下,盾构机选型须慎重。另外盾构法不适用于结构尺寸复杂多变的隧道施工,如渡线段、存车线地段等。
4、沉管法沉管法是修筑水底隧道的主要方法之一。沉埋法隧道施工时,先在隧址附近修建的临时干坞内(或利用船厂的船台)预制管段,预制的管段用临时隔墙封闭起来,然后将此管段浮运到隧址的规定位置,此时已于隧址处预先挖好的一个水底基槽。待管段定位后,向管段内灌水压载,时期下沉到设计位置,将此管段与相邻管段在水下连接起来,并经基础处理,最后回填覆土成为水底隧道。
三种地下区间施工方法各有自己的适用范围和优缺点,三者之间的分析比较详见下表。