摘要：为了满足逐渐扩大的城市交通需求，我国大部分城市纷纷投入到轨道交通建设中来，已有相当多的地铁线路开通运营，取得了良好成效。随着我国大部分城市地铁线路的竣工和运营，形成了一个由城市中心向周边区域辐射的交通网络，有效促进了周边城区的经济发展，缓解了城市交通拥堵现象，提高了交通运输行业的经济效益，为人们的生活提供了便利。
关键词：地铁隧道；结构设计；主要形式
引言：就目前而言，地铁已经成为城市交通的主要发展方向，地铁隧道工程在城市建设项目中占有极大的比重。地铁区间隧道的设计方案主要有三种：明挖矩形断面隧道、圆形盾构断面隧道和暗挖马蹄形断面隧道。在实际地铁隧道工程实施中需要根据线路埋深、施工地点的地质条件与周边环境等因素来选择不同的设计方案以应用。
一、我国地铁隧道结构的主要形式
我国建设的地铁隧道中所选用的结构形式主要包括：明挖现浇钢筋混凝土矩形结构、圆形盾构结构、矿山法马蹄形结构等，因为圆形盾构结构隧道通常是由预制钢筋混凝土管片拼接组装而成，与矿山法马蹄形结构和明挖现浇钢筋混凝土矩形结构相比较之下，圆形盾构结构隧道的横向刚度和纵向刚度较为薄弱，并在受到外界施工作业的扰动情况下，圆形盾构结构隧道的抵抗能力较差，在进行地铁隧道结构设计和施工前期，需要对该施工地附近的施工情况和地质条件做好深入详细的调查和研究，以便于为地铁隧道的顺利施工创造良好的条件。
二、针对地铁隧道设计结构方案的分析
2.1明挖矩形结构隧道
明挖矩形结构隧道结构设计简称为明挖法，所采用的施工方法是将隧道内的的土体或者岩体统一挖掘清除，继而进行隧道洞门和洞身的修建，待此环节施工完成后再将泥沙或岩石回填。在地铁隧道施工在我国发展初期，最常使用的就是明挖法，也正是应为如此，明挖法的施工工艺和施工技巧在长久的发展中逐渐趋于成熟。探析明挖法受到普遍认同和广泛应用的优势，主要表现为以下几个方面：实现了工程分段同时进行，提高了工作效率缩减了工程所需时间；于受到地质影响较小，应用范围较大；相对来说，隧道内部的防水工作较容易；榆施工方法简单易行，施工风险较小；明挖法的施工过程较好控制。此外，明挖法也存在其自身的缺陷，譬如：受到其施工方式的制约，在进行明挖法隧道施工时将会对周边交通以及居民生活造成不良的影响，并需要大面积的地面环境辅助施工。
2.2圆形盾构结构隧道
圆形盾构结构归类为暗挖法其中的一种，施工方式主要采取全机械施工法。盾构不仅是一种隧道施工中常用的机械工具，还是进行隧道施工过程中相当重要的短暂性支撑结构，当盾构机械在进行地下施工环节时，该机械的的外部结构能够有效的支撑隧道周围岩土层，主要功能就是将机械前方的土体和泥沙进行切削、破开，并通过运输装置将碎土排出施工隧道，进而完成预制的混凝土管片的拼装作业，最终完成隧道结构的施工。采用盾构法进行隧道结构施工的主要优势，该施工方法选用预制的管片和复合防水封垫实施隧道施工，能够较好的实现隧道防水性能，保证隧道的工程质量。采取该施工方式进行隧道施工，能够有效降低对施工地周边居民的生活影响以及城市交通的影响，并不会受到隧道深度的影响，施工效率高施工速度快。但圆形盾构施工法还是存在一定弊端：淤实施盾构法必须从地下掘进，需要购置大量的新型盾构机械，在很大程度上增加了建设成本，不适合连续建设长度在300m以下的地铁隧道应用。根据对以往盾构法的施工情况来看，该方法比较适用于在土质较为松软的地基路段进行施工，而一旦遇到地基中夹有坚硬的球状风化体或者岩石层时，工程施工进度将会受到诸如机械设备严重磨损等因素的影响，导致工程效率降低或者停滞的情况。
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2.3 矿山法马蹄形结构隧道
矿山法马蹄形结构也可称为矿山法，属于暗挖法的一种，该施工方法主要是运用地下坑道开挖实现隧道工程的修建工作。矿山法也是较为传统的隧道施工方法，其工作原理在于根据松弛荷载理论，实行隧道内部分区化开挖，在此过程中需要做好隧道内部支撑工作，以保证施工安全。分析矿山法隧道施工的特点大致有以下两个方面：
（1）矿山法优势分析：由于矿山法主要是采取计算机技术辅助设计与施工。在实际施工中可以利用计算机信息监测设备，实现施工设计和施工方法的评估与检验，并将结果反馈到相关管理人员处，以便于能及时发现施工中的错误并加以更改，该方法能够有效应对城市地铁隧道施工的复杂环境，以及恶劣的地质条件和较高的内部防水要求。另外，进行矿山法的施工只需占据小部分隧道洞口或者施工竖井的面积，对于周边民众生活所需管线和城市交通的影响较小。不仅如此，矿山法在施工中能针对地质各异的情况采取有针对性的施工措施。最后，对于土质硬度不均衡的地层，矿山法能够有效采取相应的施工方法进行处理。矿山法还有一个特点就是，在施工时对隧道内的土体和岩层破坏较小。
（2）矿山法弊端分析：虽然矿山法在施工方面有很多的优势，但也存在一定的缺陷。譬如，在实施矿山法施工时容易造成地下水流失情况，引发地面下沉或者地面隆起现象，因此，需要对附近房屋周边采取科学有效的防护措施，以及对重要管线实施合理地保护；一旦在施工中有不当操作，则会直接引发坍塌事故，造成人员伤亡和经济损失，在施工时需要严格按照规范的施工顺序和工艺，有条不紊的完成施工作业，同时还需要采取严密谨慎的监察控制工作，最大限度降低事故发生率。
三、地铁隧道施工风险分析与控制
与其他工程相比，地铁隧道工程是技术要求复杂、投资大、工程建设周期长的大型土木工程。由于隧道工程施工技术复杂，施工地点地质环境具有不确定性，工程在施工期内的所具有的风险种类纷杂。为了保证施工安全，减少工程成本，提升施工效率，在地铁隧道工程进程中要严格做到风险控制。
3.1风险分析
风险分析即是将已经识别的风险因素，如安全性，隧道掘进和自然环境等，进行量化处理。目前多数学者采用的风险评估方法即用两个数据相乘得到的量作为风险大小评价的标准。但这种评价标准会使两者产生不符合实际风险水平的稀释作用或者放大作用，在风险评估上存在巨大的盲区，不能切合实际地反映出风险水平。因此，适合的铁隧道工程的一套风险评估系统的建立十分必要。
3.2风险识别
通过事先对地铁隧道工程进行风险识别找出施工过程中可能出现的风险就能有效做到对风险的规避。由于当前对于地铁隧道工程风险分析的资料较为缺乏，需要对风险进行种类划分，如矿山法隧道施工风险、盾构隧道施工风险等，采取专家调查的方式提高风险识别的准确度，有效避免风险的发生。
结束语：随着社会的不断进步和经济的发展，促进了城市建设的进程，建筑领域的发展潜力随着我国社会主义现代化城市的发展进程的加快而不断开发出来，建筑业的发展空间也不断增加。在此过程中，我国城市交通网络不断扩展，以地铁为主要运输方式的城市轨道交通也得到了长足的发展，并取得了较好的成效。对此，我们需要积极探索、不断更新设计、施工理念，在不远的将来建设出更符合时代发展的轨道交通运输。
参考文献：
[1]明升亮.地铁隧道结构设计的应用[J].中华民居，2014（03）：66，71.
[2]王洋.地铁隧道结构设计的应用[J].商品与质量•建筑与发展，2014（09）.
[3]贺跃光，熊莎，吴盛才.基于监测数据的某地铁基坑工程安全风险模糊评价[J].工程勘察，2013（9）
[4]钟长平，周翠英，魏康林.明挖法扩挖盾构隧道修建地铁车站施工技术研究[J].广东土木与建筑，2013（7）
论文作者:魏坤安
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/16
标签：隧道论文; 盾构论文; 地铁论文; 矿山论文; 结构论文; 风险论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第23期论文;