矿山法地铁隧道人防段开挖工法适用性研究

第３４卷第４期　２０１７年８月　华东交通大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅａｓｔ　Ｃｈｉｎａ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．，２０１７　文章编号：１００５—０５２３（２０１７）０４—００２９—０９　矿山法地铁隧道人防段开挖工法适用性研究　陈　凯　，宫全关　，于　正　，刘　义２　（１．同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海２０１８０４；２．中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司，上海２００９４０）　摘要：矿山法地铁隧道中，人防段断面尺寸较大，通常采用与正线不同的开挖工法，以保证施工安全；但人防段往往长度较短，　导致在短距离内频繁切换工法，大大降低施工效率。以青岛某地铁人防段为背景，通过有限元计算和现场实测，研究了人防段　采用与正线相同工法（台阶法）及不同工法（ＣＤ法）时对拱顶沉降、地表变形、净空收敛的影响。结果表明，在Ⅳ级围岩中，人防　段这种小长度大断面区间可以采用台阶法．为类似工程提供参考。　关键词：地铁人防段；矿山法隧道；工法比较；数值模拟；现场实测　中图分类号：ＴＵ４４３　文献标志码：Ａ　矿山法地铁隧道常用的开挖方法包括全断面法、台阶法、环形正台阶法、ＣＤ法（中隔壁法）、ＣＲＤ法（交　叉中隔壁法）等。根据文献【１—２］可知，由于人防段断面尺寸较大，依据设计，往往采用相较于正线更保守的开　挖工法。而工法转换意味着复杂的受力转换、较大的施工风险和较长的工期。　目前。对于特定工程背景下工法比较的研究较多，对于工法转换的施工工艺也有一定量的研究，但是　针对特定条件下工法转换必要性的研究比较少。张洁溪等［３］以青岛地区位于上软下硬地层的地铁车站为　例。研究了双侧壁导坑法和单拱大空间法造成的变形等差异。王暖堂等　根据各种不同断面形式的特点和　地质条件，对各种施工方案、支护方式及防水技术进行了多方案的分析比较与优选。刁志刚等［５１研究了大断　面隧道穿越上软下硬地层时ＣＲＤ法、上下台阶法、上下台阶拱部导坑法、上下台阶＋ＣＤ法等工法的适用性。　肖广智［句以北京地铁天安门西站为例，对中洞法、侧洞法、柱洞法等进行了技术、经济比较。杨仲杰网对地铁双　联拱隧道双导洞法和中洞法进行了力学分析。苏斌罔定性比较了长台阶法、短台阶法、中隔壁法、双侧壁导坑　法、中洞法在长大地铁隧道区间的适用程度。刁心宏等　从位移及应力两方面来分析不同开挖方案下引起的　围岩变化规律。岳阳【－０１利用实测数据，从施工安全、施工质量、施工进度三方面出发比较了某地铁左右线人防　段分别采取的四部ＣＲＤ法和台阶法的优缺点。谷栓成等㈣以西安地铁三号线太白南路一吉祥村暗挖区间　隧道工程为依托，研究了台阶法和ＣＲＤ法的隧道围岩变形规律。苗润前［１】】探讨了中洞法与双侧壁导坑法相　互转换的技术细节。马天文［－２】以南京地铁一号线南京站～东井亭区间渡线段隧道为例，研究了大跨变断面隧　道工法转换的注意事项。　本文以青岛某地铁人防段为例，其正线采用台阶法，利用有限元与实测数据相结合的方式，分析人防段　分别采用ＣＤ法和台阶法时拱顶沉降、地表变形和净空收敛，讨论在Ⅳ级围岩中，小长度大断面隧道转换工　法的必要性，为相关工程提供参考。　收稿日期：２０１７－０３—２８　作者简介：陈凯（１９９２一），男，硕士研究生，主要从事城市轨道交通研究。　通讯作者：宫全美（１９６７一），女，教授，博士，博导，研究方向为轨道交通结构设计理论与施工技术、线路工程系统动力学。　华东交通大学学报　２０１７　１工程概况　青岛某地铁隧道采用矿山法开挖，隧道位于ＩＶ级围岩中，其中人防段断面开挖轮廓线尺寸为　９　４００　ｍｍｘ９　５００　ｍｍ，拱顶埋深１５．７　ｍ；正线开挖轮廓线尺寸为７　３８０　ｍｍｘ７　２７０　ｍｍ，拱顶埋深１７．３　Ｉｎ。采　用“格栅拱架＋挂网喷射混凝土”作为初支，格栅拱架尺寸为２２０　ｍｍ￣２２０　ｍｍ，间距０．７５　ｍ，喷射混凝土厚度　３００　ｍｍ。断面图如图１所示。　Ｏ　４＿３　①素填土　７．１　１０．４　⑥淤泥质粉质粘土　ｌｎ　－＿　⑩　强风化花岗斑岩　１８　５００　面　⑩４中风化闪长岩　１　微风化花岗斑岩（碎裂状）　图１断面图（深度单位：Ｉｎ，其它单位：ｍｍ）　Ｆｉｇ．１　Ｐｒｏｆｄ＇ｅ　ｖｉｅｗ（ｄｅｐｔｈ　ｕｎｉｔ：ｍ，ｏｔｈｅｒ　ｕｎｉｔ：ｍｍ）　隧道拱顶１５０。范围内设置单排￣ｐ４２超前小导管，小导管长为３．５　ｍ，环纵向间距０．４　ｍｘ１．５　Ｉｎ，倾角　１５。；边墙设置￣ｐ２５中空注浆锚杆，长度３．５　Ｉ１３，环纵间距１　ｒｅｘ０．７５　ｍ，梅花形布置。超前小导管与锚杆布置图　如图２所示。　竺堑　６　１　０００　１　０００　１　０００　１　０００　＼ｆ—寸—　——　回回回　回回囵回　回　回　隧　道　纵　向　回　回　回　回　回　回（ａ）小导管布置图　图２隧道拱顶加固和边墙加固（单位：ｍｍ）　Ｆｉｇ．２　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｕｎｎｅｌ　ｖａｕｌｔ　ａｎｄ　ｓｉｄｅ　ｗａｌｌ（ｕｎｉｔ：ｍｍ）　回回回　（ｂ）锚杆布置图　正线隧道和人防段的平面位置如图３所示，左右线隧道的平均间距（中心间距）为１８．５　ｉｎ，阴影部分表　示人防段。左右线人防段长度均为９　ＩＴＩ，沿隧道纵向的间距为３　ｍ。其中ＤＢＣ一１、ＤＢＣ一２是施工时布置的两　个地表沉降监测点，ＧＤＣ一１、ＧＤＣ一２是两个拱顶沉降监测点。　９　０００　右线　左线　图３平面图（单位－＂ｌｎｌｎ）　Ｆｉｇ．３　Ｐｌａｎａｒ　ｇｒａｐｈ（ｍ／ｎ）　第４期　陈凯，等：矿山法地铁隧道人防段开挖工法适用性研究　３１　１．１地貌特征　据《城市轨道交通岩土工程勘察规范》（ＧＢ５０３０７—２０１２）附录Ｅ、《铁路隧道设计规范）（ＴＢ１０００３—２００５）　附录Ａ的规定，本区间隧道围岩基本分级见下表１。本区间位于滨海堆积区，地形开阔平坦，主要由滨海沉　积物、河流沉积物组成，民居较为集中，大部分地区已被开发，城市化趋势明显。　表１区间隧道围岩分级　Ｔａｂ．１　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋｓ　ｉｎ　ｍｅｔｒｏ　ｔｕｎｎｅｌ　１．２地下水简况　地下水类型主要为第四系孔隙水及基岩风化裂隙水，水量较大；在局部发育节理密集带及构造碎裂岩　地段，地下水类型主要为基岩构造裂隙水，受岩体构造裂隙发育程度及汇水条件影响，其水量及围岩透水性　差异较大。隧道开挖过程中，岩土层失水后基本不会引起地表沉降、地面建（构）筑物开裂等问题，对隧洞内　的地下水可采用集水明排，若水量较大，可考虑采用洞内止水帷幕注浆，必要时进行地面高压旋喷辅助注浆　止水。　２隧道施工过程数值模拟　２．１参数选取及模型建立　本文分别建立有限元模型来研究ＣＤ法和台阶法施工的影响。模型约束条件采用位移边界条件，即模　型的左右两侧施加水平向位移约束条件，底面是固定边界，顶面为自由面。计算模型内容包括场地岩土体、　初支以及加固区土体。　计算中对于场地土体采用Ｍｏｈｒ—Ｃｏｕｌｏｍｂ本构模型进行模拟，考虑到隧道开挖过程较短，因此按照土体　的不排水有效应力参数进行分析。初支采用线弹性本构。小导管的注浆效果可视为在隧道围岩中形成了环　状加固圈．因此．小导管注浆加固围岩可采用改善围岩参数的等效方法进行考虑【培～４１，参数按照模量提升为　原土层的３－３倍。粘聚力提升为原土层的１５倍，内摩擦角提升为原土层的１．２倍进行取值。中空注浆锚杆加　固区模拟方法与小导管注浆加固区类似，锚固区的Ｃ，　，Ｅ按式（１）选取　日　ｏ，Ｃ＝Ｃｏ＋　，Ｅ＝　【１＋　Ｊ　１　ｍ；Ａ为单根锚杆的截面积。模型参数如表２所示。　（１）　式中：　为锚杆抗剪强度　＝Ｏ．６　Ｒ　，Ｒ　为钢筋的抗拉强度设计值；ｅ，ｉ为锚杆的纵横间距，分别取０．５　ｍ，　３２　华东交通大学学报　先开挖右线，后开挖左线，开挖方向如有　三维模型如图４所示，模型大小为８８．５￣７０￣３５　ｍ　。　２．２开挖模拟工况　正线和人防段的开挖进尺都是Ｏ．７５　ｍ。ＣＤ　法开挖时．隧道左侧导坑掌子面先行右侧导坑掌　子面９　ｍ，每侧导坑台阶长度４．５　ｍ。台阶法开挖　时，上、下台阶距离４．５　ｍ。两种工法施工时，仰拱　与下部导洞或下部台阶的初支同时施作，施作完　仰拱后填上０．８　ｍ厚的渣土继续向前开挖。　根据人防段隧道的结构特点，ＣＤ法将隧道　断面分为４个分部进行开挖，每个分部开挖后即　进行初期支护的施做封闭成环，使得隧道开挖断　面由大断面变为小断面。整个施工过程模拟通过　以下步骤实现：　１）初始地应力平衡；　图４有限元三维模型图　Ｆｉｇ．４　Ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏ　２）置换加固区土层以模拟超前小导管及管棚支护；　３）开挖左上部导洞；　４）施做左上部导洞初期支护；　５）开挖左下部导洞；　６）施做左下部导洞初期支护；　７）右导洞的开挖和支护同左导洞；　８）重复以上步骤向前推进。　台阶法将隧道断面分为２个分部进行开挖，整个施＿Ｔ过程模拟通过以下步骤实现：　１）开挖拱部；　２）上半断面拱部初期支护；　３）挖下半断面：　４）下半断面初期支护；　５）重复以上步骤向前推进。　３３　华东交通大学学报　开挖进尺／ｍ　０　０　——２０　　４０　Ｉ　６０　８０　１００　１２０　１４０　１　—　吕一２　一３　５　遨一４　一墨　Ｙ＇－、　】　Ｂ一７　一　】　Ｂ－８　一】　Ｂ－９　－口一】　Ｂ－ＩＯ　Ｂ一１１　一一】　一　…一－娄：　－８　－　－－、　图７　ＤＢ一７一ＤＢ一１１沉降值随开挖进尺变化图（台阶法）　Ｆｉｇ．７　Ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ＤＢ－７～ＤＢ一１１　ｗｉｔｈ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｆｏｏｔａｇｅ　采用台阶法引起的ＧＤ一１～ＧＤ一６沉降值如图８所示。图８中统计的沉降值反映的是拱顶沉降分析点在　开挖全过程中的变形结果，而拱顶沉降是在隧道开挖后才开始计算，所以每个分析点的拱顶沉降值需要扣　除之前的地层变形值得到。由图８可知，采用台阶法时引起的拱顶沉降值最大为１１．８　ｍｍ。相较于地表沉　降，拱顶沉降受相邻线路的影响更小。　开挖进尺／ｍ　Ｏ　０　－２０　４０　６０　８０　１００　１２０　１４０　２　——吕一４　一６　—遨一８　——１　２　３　４　５　－６　－１６　右线人防段开挖　左线人防段开挖　图８　ＧＤ一１￣ＧＤ一６沉降值随开挖进尺变化图（台阶法）　Ｆｉｇ．８　Ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ＧＤ－１～ＧＤ－６、】ｌ，ｉｔｈ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｆｏｏｔａｇｅ　采用ＣＤ法引起的地表沉降如图９所示。由图９可知，人防段大断面隧道采用ＣＤ法开挖能将地表沉降　值与正线上方地表沉降控制在同一水平。对比图６可知，ＣＤ法能减小大断面开挖造成的地表沉降，ＣＤ法引　起的阶段位移是３．４　ｍｍ，总沉降约为６．７　ｍｍ。　开挖进尺／ｍ　０　０　—２Ｏ　４０　６０　８０　１００　１２０　１４０　１　：　蕙　ｌ　立ｉ　～．　一２　一３　５　逝一４　一：　－１＋●嘲　＋‘　警　黼　二　：　右线人防段开挖　左线人防段开挖　＋一Ｉ　Ｂ一１　—Ｉ　Ｂ－２　－。　Ｉ　Ｂ一３　一一Ｉ　Ｂ一４　Ｂ－５　一～Ｉ　Ｂ－６　８　图９　ＤＢ一１　Ｂ一６沉降值随开挖进尺变化图（ＣＤ法）　Ｆｉｇ．９　Ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ＤＢ－Ｉ～ＤＢ－６　ｗｉｔｈ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｆｏｏｔａｇｅ　采用ＣＤ法引起的ＧＤ一１～ＧＤ一６沉降值如图１０所示。对比图８，可以看出相较于台阶法，采用ＣＤ法开　挖人防段可以较大程度地减小隧道拱顶沉降。运用ＣＤ法时，引起的最大拱顶沉降值是６．９　ｍｍ，为台阶法的　５８．６％。　第４期　陈凯，等：矿山法地铁隧道人防段开挖工法适用性研究　开挖进尺／ｍ　０　０　－３５　２Ｏ　４０　６０　８Ｏ　１ｏｏ　１２０　１４０　２　４　一一６　１Ｏ　Ｂ一１　Ｂ一２　Ｂ一３　世一一８　妥二　一１６　Ｂ一４　Ｂ一５　右线人防段开挖　左线人防段开挖　ＤＢ－６　图１０　ＧＤ一１一ＧＤ－６沉降值随开挖进尺变化图（ＣＤ法）　Ｆｉｇ．１０　Ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｏｆ　ＧＤ－１一ＧＤ－６　ｗｉｔｈ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｆｏｏｔａｇｅ　在Ⅳ级岩层中，ＣＤ法控制变形的能力强于台阶法；采用ＣＤ法开挖人防段时，引起的地表沉降是台阶　法的７８．９％，拱顶沉降是台阶法的５８．６％。　３．２净空收敛分析　洞室收敛是评价围岩稳定性和支护系统工作状态的一个指标。选取分析点ＪＫ一１。分别提取采用台阶法　和ＣＤ法时的净空收敛值，可以得到图１１。其中“一”表示收缩，“＋”表示扩张。从图中可以看出，台阶法和ＣＤ　法开挖时，净空收敛趋于一直增大（扩张），最后分别稳定于３．１　ＩｎｌＴｌ和２．５　ＩｎＩｒｌ，量值均较小。在开挖至掌子　面时会产生一定的收缩，是因为开挖过程中支护无法立即跟上，临空的围岩在径向发生了一定的变形。　开挖进尺／ｍ　０　３．５　３　２Ｏ　４０　６Ｏ　８０　１００　１２０　１４０　量２．５　嗣０．５　０　Ｏ．５　右线人防段开挖　左线人防段开挖　图ｌ１右线人防段中心断面净空收敛值变化情况　Ｆｉｇ．１１　Ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｌｅａｒａｎｃｅ　ｖａｌｕｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｅｒ　ｃｒｏｓｓ　ｏｆ　ｈｅ　ａｉｔｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｈｅ　ｒｔｉｇｈｔ　ｌｉｎｅ　综上，可以得到，在Ｉｖ级围岩中，人防段采用台阶法时，产生的地表沉降、拱顶沉降、净空收敛分别为　８．５，１１．８和３．１　ＩｎｌＴ１，满足地表变形隆起１０　ＩＴＩＩＴＩ，沉降３０　ｎｕｌｌ，拱顶变形值±２０　ｌＴｌｎｌ，净空收敛值±２０　ＩＴＩＩＴＩ　的变形控制要求。　４实测数据分析　根据前述的工法适用性分析，现场采用了台阶法，并如图３布置了监测点，监测结果分析如下。　地表沉降和拱顶沉降的计算结果和实测值如图１２、图１３所示。图１２反映的是ＤＢＣ一１和ＧＤＣ一１的监　测数据及对应位置的数值模拟结果，图１３反映的是ＤＢＣ一２和ＧＤＣ一２的监测数据及对应位置的数值模拟　结果。由图可以看出，开挖到掌子面前地表沉降比较小；掌子面穿过断面一定距离后，对该断面的地表沉降　和拱顶沉降的影响变小。　在将监测值与数值模拟值作对比时，对模拟结果作了以下两个方面的处理：　１）数值模拟时施工步包括了右线开挖和左线开挖的全过程，然而现有的监测资料仅包含本条线路开　挖对自身变形影响，因此数值模拟结果将另一条线开挖的影响归零，仅考虑本条线开挖造成的阶段位移；　３６　华东交通大学学报　２０１７拄　２）由图１２、图１３可知，拱顶沉降是在初支做好后才开始测量，存在测前损失量，因此将有限元的拱顶　沉降值中包含的测前损失值归零后进行比较。ＧＤＣ一１、ＧＤＣ一２的测前损失值分别为１．５　ｍｍ和２．１　ｍｍ。　经过以上两个方面的合理处理后，可以看出监测数据与数值结果吻合度较高，仅在“开挖至掌子面”附　近有较大差异，而后渐渐趋于一致。这是因为有限元计算时，一次开挖后会瞬间达到力学上的平衡，然而实　际过程中，达到这一平衡需要一定的时间，但随着时间的推移，有限元的计算结果能够反映实际的变形。　Ｅｌ期　顶沉降　表沉降　顶沉降　表沉降　图ｌ２右线人防段拱顶沉降、地表沉降随时间变化监测值和模拟值　Ｆｉｇ．１２　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｖａｌｕｅｓ　ａｎｄ　ａｎａｌｏｇ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｏｍｅ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｉｇｈｔ　ｓｉｄｅ　ｏｆｔｈｅ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉ０ｎ　０　０　誊一４　＼　世一６　沉降　沉降　沉降　沉降　８　１０　于喵１０　ｍ　图１３左线人防段拱顶沉降、地表沉降随时间变化监测值和模拟值　Ｆｉｇ．１３　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｖａｌｕｅｓ　ａｎｄ　ａｎａｌｏｇ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｏｍｅ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｉｍｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅｆｔ　ｓｉｄｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　综合对比监测数据与数值模拟沉降数据发现：当施工掌子面到达量测断面前后时。地表沉降速率较大，　与模拟的开挖过程大体相同。后续开挖引起的地表沉降速率比较平缓，沉降值基本不变，在不考虑相邻线的　影响时，最终的人防段地表沉降值监测数据在７．１　ｍｍ左右，拱顶沉降值分别为６．４　ｍｍ和１１．１　ｍｍ（考虑测　前损失后）。　５　结论　本文以青岛某地铁人防段开挖工法为背景，通过数值模拟与监测数据分析。对采用不同Ｔ法引起的地　表沉降和隧道变形进行讨论，得到如下结论：　１）在ＩＶ级围岩中，ＣＤ法控制变形的能力要强于台阶法，采用ＣＤ法施Ｔ引起的地表沉降约为采用台　阶法时的７８．９％，引起的拱顶沉降约为５８．６％；两种工法引起的净空收敛均较小。　２）在ＩＶ级围岩中，人防段采用台阶法时，产生的地表沉降、拱顶沉降、净空收敛分别为８．５　ｍｍ，１１．８　ｍｍ和３．１　ｍｍ，满足变形控制要求；另外台阶法相较于ＣＤ法，可以减少工序转换，加快进度，缩减Ｔ期。因此　在ＩＶ级围岩中，对于类似于人防段这种小长度大断面区间，可以与正线隧道同样采用台阶法开挖。　第４期　陈凯，等：矿山法地铁隧道人防段开挖工法适用性研究　３７　３）人防段仅有９　ｍ，长度较短，围岩的空间效应较强，因此使用台阶法可以满足变形控制要求，如果大　断面隧道长度较长，空间效应对围岩的约束作用将显著减小，拱顶沉降和地表沉降显著增大，此时应进一步　分析大断面不变换工法的可行性。　参考文献：　［１］岳阳．地铁区间ＣＲＤ法与台阶法施工工法比选分析［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１５（６）：１１６．　［２］姚伟振．浅埋暗挖法地铁隧道土方开挖施工技术［Ｊ］．价值工程，２０１５（１２）：１４６—１４８．　［３】张洁溪，郭福成，雷刚．上软下硬地层浅埋暗挖工法适应性模拟［Ｊ］．地下空间与工程学报，２０１１（Ｓ１）：１４１５—１４２１．　『４］王暖堂，陈瑞阳，谢菁．城市地铁复杂洞群浅埋暗挖法施工技术［Ｊ］．岩土力学，２００２（２）：２０８—２１２．　［５】刁志刚，李春剑．大断面隧道在上软下硬地层中施工方法研究［Ｊ】．隧道建设，２０ｏ７（Ｓ２）：４３３—４３６．　［６］肖广智．北京地铁天安门西站设计施工方案比选及优化【Ｊ］．隧道建设，１９９９（２）：２２—２８．　［７】杨仲杰．地铁隧道大跨断面施工技术［Ｄ】．西南交通大学，２０ｏ５：２５—３Ｏ．　【８】苏斌．复杂地质条件下长、大暗挖区间隧道下穿地面建筑物施工技术【Ｊ］．铁道建筑，２００６（２）：４８—５０．　【９】刁心宏，朱陈，于洋．不同开挖方案下隧道围岩稳定性及变性特征分析［Ｊ］．华东交通大学学报，２０１７，３４（１）：２ｌ一２７．　『１０１谷拴成，黄荣宾．ＣＲＤ法和台阶法施工对地铁隧道围岩变形的影响［Ｊ］．建筑科学与工程学报，２０１４（１）：１ｌｌ—ｌｌ９．　『１１１苗润前．城市地铁大断面隧道中洞法、双侧壁导坑法施工技术【Ｊ］．内蒙古科技与经济，２００６（２）：９８—９９．　『１２１马天文．南京地铁南京站一东井亭区间渡线段隧道施工技术『Ｊ］．现代隧道技术，２００３（２）：２５—２７．　『ｌ３】闵书．隧道超前小导管注浆预加固数值分析【Ｄ］．重庆：重庆大学，２０１３：１５—３６．　【１４】贾建波，焦苍，范鹏．天津地铁浅埋暗挖隧道地表变形分析【Ｊ］．隧道建设，２００６（１）：１８—２０＋２４．　ｆ１５１于学馥，郑颖人．地下工程围岩稳定分析【Ｍ】．北京：煤炭工业出版社，１９８３：３３７—３４１．　『１６］朱维中，张玉军，任伟中．系统锚杆对三峡船闸高边坡岩体加固作用的块体相似模型试验研究［Ｊ］．岩土力学，１９９６，１７（２）：　１－６．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ａｉｒ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｎｅ　Ｔｕｎｎｅｌ　Ｃｈｅｎ　Ｋａｉ　，Ｇｏｎｇ　Ｑｕａｎｍｅｉ　，Ｙｕ　Ｚｈｅｎｇ　，Ｌｉｕ　Ｙｉ。　（１．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｒｏａｄ　ａｎｄ　Ｔｒａｆｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔｏｎ￣ｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１８０４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｂｒａｎｃｈ　ｏｆ　ＣＣＣＣ　Ｔｈｉｒｄ　Ｈａｒｂｏｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００９４０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆａｃｔ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｈａｓ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｓｉｚｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｅ　ｔｕｎｎｅｌ，ａ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｕｓｕａｌｌｙ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｉｓ　ｓｈｏｒｔ　ｉｎ　ｌｅｎｇｔｈ，　ｗｈｉｃｈ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｔ　ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　ｓｈｏｒｔ　ｄｉｓｔａｎｃｅ，ｇｒｅａｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｍｅｔｒｏ　ｌｉｎｅ　ｉｎ　Ｑｉｎｇｄａｏ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｍｅｔｈｏｄ（ｔｈｅ　ｓｔｅｐ　ｍｅｔｈｏｄ１　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ（ｔｈｅ　ＣＤ　ｍｅｔｈｏｄ）ｏｎ　ｔｈｅ　ｖａｕｌｔ　ｃｒｏｗｎ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｃｌｅａｒａｎｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｆｉｎｉｔｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｉｅｌｄ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．，Ｉ１ｌｅ　ｒｅ—　ｓｕｈｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｔｅｐ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｓｈｏｒｔ　ｌｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｌｒｇｅ　ａｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ，　ｉｎ　ＩＶ—ｌｅｖｅｌ　ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ　ｒｏｃｋｓ．ｗｈｉｃｈ　ｍａｙ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｓｏｍｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｂｗａｙ；ｍｉｎｅ　ｔｕｎｎｅｌ；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｄａｔａ　（责任编辑王建华）