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摘要：近些年来，随着我国社会经济水平的不断提高，我国人民的生活水准也得到了一定的提升，现今已经基本进入了全民有车的时代，由此也产生了极大的交通压力，为了缓解交通压力，提高城市居民的出行效率，我国各个省市进一步加强了地铁的建设，其中一些一线城市的地铁里程数更是追赶上了世界水准，在城市地铁的隧道穿越区地下工程结构设计当中，明挖法、盖挖法、盾构法以及一些其他方法都是重要的工程技术，其中由于穿越区地下工程的限制，暗挖法一般不适用于城市地铁的建设工作，为了能够更好的促进我国地铁事业的发展，本文中作者将针对地铁隧道穿越区地下工程结构设计进行研究。
关键词：地铁隧道；穿越区；地下工程；结构设计；方法
自改革开放实行以来，在我国，公民的温饱问题已经得到了很好的解决，在此基础上，我国人民对于生活的需求越来越高，其中，在交通条件上，现有的公共交通环境已经无法满足城市人口日益激增的发展现状，为了使城市居民的出行更加方便、安全，地铁在我国得到了很好的发展平台，但是地铁隧道一般来说要穿越整个城市的各种地下区域，所以在具体的工程结构设计上有许多的难点问题急需解决。
一、地铁的概述
地铁，又被称之为地下铁道，是当今世界范围内主流的城市轨道交通系统，简而言之，它作为一种铁路的运输形式，具有无平交、专有性等路权特点，由此来区分轻轨交通系统与地铁。在我国，地铁的标准轨距一般为1435毫米，还有一些窄轨，就比如我国的钢铁厂的铁轨，其轨距一般小于1435毫米。
地铁最早于1863年起源于英国伦敦，而我国真正建设的第一条地铁线路则是1969年的北京地铁。
二、地铁隧道穿越区地下工程结构设计方法
在我国，由于国土广袤、地形复杂，所以城市内的地铁隧道穿越区的工程设计方法类型是多种多样的。其基本上可以分为以下三大类：第一，就是崇山峻岭的施工类型、位于水底的隧道类型以及非深度掩埋方法和非硬土隧道施工类型。其中不同的施工类型又有不同的施工方法作为依托，下文中将列出表格并挑选其中两个比较具有代表性的方法进行简短分析。
表一：地铁隧道穿越区地下工程结构设计方法
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（一）矿山法施工技术
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图一：新奥法与传统的矿山法施工区别示意图
矿山法这一施工技术，由于其实用性的特征，所以能够在我国绝大部分的城市地铁建造当中使用，其具体操作方法是通过臂式的挖掘机进行挖掘，或者是通过钻爆的方法。矿山法施工技术，其优势就在于不会影响到地面的施工作业以及城市中人民的日常生产生活，并且能够很好的对地面的下沉进行控制，这种优势在比较坚硬的地面使用显得更加明显。矿山法施工技术又可以延伸为台阶法以及开挖法等，其具体划分依据是以开挖的面积大小来进行的，而这其中，台阶法作为一个重点的方法又可以延伸为长、短台阶法以及超短台阶法。而开挖法作为另一个重点方法则更加适用于地面岩石分布均匀、并且岩石坚硬的地表使用，并且运用这种方法进行挖掘时，穿越区隧道应当不低于一公里。
（二）新奥法施工技术
新奥法施工技术是由矿山法延伸而来的，其又被称之为NATM，其在本质上与矿山法虽然相似，但是具体实施起来仍然存在许多的不同之处。其中，在确保整个工程的施工安全方面，矿山法依然运用的是传统的混凝土厚壁对一些可能松动或是已经松动的围岩进行支护，而新奥法则与此不同，新奥法是通过塑性理论的引导，来进行一个柔性薄壁的建设，并且能够结合实际的围岩结构，来保护围岩的承载力，以此来稳定整体的支护结构，确保施工安全。这就要求相关的施工作业人员，要在实际的施工开始之前，对现场的情况进行考察，而后利用新奥法制定相关的施工方案。下面附上新奥法与传统的矿山法的施工区别示意图。
三、具体设计过程
（一）工程整体概述
拿吉林省某事的地铁项目三号线工程为例，该工程的总体施工面积大约为200000平方米，并且该项目的基本情况比较复杂。地铁将要穿过25层，高度约为一百米的主体楼段、地上与地下各为五层和三层的裙楼，并且该裙楼的高度不到三十米，还有长宽高约为200米、150米以及-10米左右的地下室。并且该工程的具体设想是当地下室的工程段全部完工之后，在上面的工程段开始施工之前，将地铁的盾构穿越过约为4米左右的地下室底板，并且在具体的结构设计时，必须考虑到地铁隧道穿越区可能带来的各种影响。
（二）桩基的设计
根据实际的现场调研显示，该工程的地质情况十分复杂，其中具体可包括以下一些方面：层素填土、层粉质黏土、层淤泥黏土、夹粉土、层黏土、等等多达十余种。其中，地下室的底板位于层淤泥黏土层，而地铁的实际隧道位于层粉质黏土层，二者之间的最大间距大约为6米左右。并且为了尽最大可能减少地铁隧道穿越区对地面的影响，一些类似于桩体的构筑物绝对不能够出现在盾构隧道附近的2米左右，并且桩基在实际的设计当中还要考虑好土壤层的扰动程度。
（三）地下室底板的设计
一般来说，地下室底板的土木受到挤压而隆起，都是由地铁的盾构开始穿越之后产生的，在这个时候，为了最大程度的减少土木隆起造成地下室底板弯曲等其他结构上的不利影响，必须要封闭地下室底板的后浇带，并且采用一边的悬臂板。另外，在地铁的盾构开始穿越之前，还要将已经完成的地下室的施工工程进行封闭，在这个过程中一旦出现一些开裂、断层的现象就需要及时的进行注浆添堵工作。最后，为了给地下室底板与地铁隧道之间的土体减轻压力，还可以对该部分土体进行适当的加固。在地下室底板完成之后，使用液浆来进行填充与封口工作。
（四）地下室主体的设计
在这个工程当中，地下室主体的设计是最为关键的一部分，其主体部分的西南面与对应的另一面之间的地铁隧道穿越区的外墙还要充当转换梁来使用，该转换梁高度约为6米左右，并且这之间的距离基本可达到40米。这时地下室的底板部分则可以和附近的一些桩体、主体共同来承受压力，以此来提高施工的安全性。
结束语
综上所述，在我国，地铁作为与民生息息相关的重点建设工程之一，需要我们世世代代来为之努力，不断建设发展我国的地铁里程，作者为了能够贡献属于自己的一份力量，在本文中对地铁隧道穿越区地下工程结构设计进行了简要的分析。
参考文献：
[1]李星宇.近接城市地铁隧道的深基坑支护结构设计研究[J].建筑施工,2020,42(09):1800-1801.
[2]吴春伟.地铁盾构隧道结构设计参数分析[J].四川建材,2020,46(06):179-180.
[3]林坚.地铁区间隧道盾构管片衬砌结构设计[J].工程建设与设计,2019(14):72-73.
[4]黄强兵,姜紫看,邓亚虹,王立新,胡士伟.穿越地裂缝带地铁隧道结构分段长度优化研究[J].水文地质工程地质,2019,46(02):109-117.
[5]胡焕校,王忠,巨建勋,刘先.地铁隧道穿越区的溶洞预处理技术[J].岩土工程界,2007(09):50-53+56.
作者简介：刘剑锋，（1978.09-）男 ，汉族，本科学历，高级工程师，就职于湖北建科国际工程有限公司，项目经理，研究方向：地下工程与隧道