城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件

第六章城市地下工程施工為了將設(shè)計者的思想、意圖轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實，需借助工程施工技術(shù)。地下工程施工是在地層中構(gòu)筑建筑物為目的工程行為，主要研究解決其修建過程中的技術(shù)方案與措施，重點研究地下工程在各種地質(zhì)條件下的施工方法、手段、工藝?；緝?nèi)容包括地下工程的基本作業(yè)、輔助作業(yè)、環(huán)境控制與施工管理等。地下工程修建過程中，主要涉及兩種類型的土建工程：①深基坑工程，主要用于車站，地下停車場和地下倉庫；②隧道工程，主要用于地鐵區(qū)間線路修建。第六章城市地下工程施工基本作業(yè)包括了開挖和支護與襯砌方法，地下工程開挖方法總的來說可以分為兩類：明挖法和暗挖法。另外，為了確保地下工程開挖的安全，必須對其進行支護。一般分臨時支護與永久支護兩類。形式上有木支撐、格柵支架、鋼支架、錨桿、噴射混凝土及其組合。襯砌技術(shù)有現(xiàn)澆混凝土和預(yù)制混凝土兩類。明挖法就是在地面上能夠看到別人在開挖的施工方法，暗挖法就是在地面上看不到下面在開挖的施工方法?；咀鳂I(yè)包括了開挖和支護與襯砌方法，地下工程開挖方法總的來說地下工程輔助作業(yè)是配合基本作業(yè)的必須環(huán)節(jié)。一般包括風(fēng)水電的設(shè)計、安裝與供給；施工場地的規(guī)劃與布置；出渣運輸計劃與設(shè)備配置等。地下工程環(huán)境監(jiān)控主要研究解決施工過程中的安全問題及其對周圍環(huán)境的影響，如：洞室開挖位移過大引起塌方、支護結(jié)構(gòu)位移太大引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)與侵限、地表沉陷過大對環(huán)境造成影響、地下水控制等。主要技術(shù)手段是：量測監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常及時采取加固措施（輔助施工手段）并更改施工方法。地下工程輔助作業(yè)是配合基本作業(yè)的必須環(huán)節(jié)。一般包括風(fēng)水電的設(shè)為了達到高質(zhì)量、高效益的工程建設(shè)目的，還需進行施工管理。通過有效的施工管理來保證工程的施工質(zhì)量與工期，應(yīng)用科學(xué)合理、符合地下工程施工特點的方法與理論，規(guī)劃組織施工設(shè)計，對施工過程中的各個環(huán)節(jié)進行科學(xué)的技術(shù)、計劃、質(zhì)量、經(jīng)濟與安全管理。主要手段：編制施工勞動組織設(shè)計、充分協(xié)調(diào)現(xiàn)場施工管理部門與監(jiān)理機構(gòu)的關(guān)系。為了達到高質(zhì)量、高效益的工程建設(shè)目的，還需進行施工管理。通過施工方法6.1明挖法明挖法指從地面向下開挖，并在欲建地下工程結(jié)構(gòu)的位置進行結(jié)構(gòu)的修建，然后在地下工程上部回填土及恢復(fù)路面的施工方法?；蛘邚牡孛嫦蛳麻_挖，用大號型鋼架于兩側(cè)鋼樁或連續(xù)墻上，以維持原來路面的交通運行，這種施工方法也稱為蓋挖法。明挖法是各國地下鐵道施工首選方法，在地面交通環(huán)境允許的地方通常采用明挖法施工。施工方法明挖法的技術(shù)優(yōu)點是施工技術(shù)簡單、快速、經(jīng)濟，常被作為首選方案。修建于地層表面附近（淺埋）的地下工程多屬于明挖法修建的地下工程，這些工程包括地下商場、地下街、地下停車場、城市地鐵、人防工程及地下工業(yè)建筑等。這類工程主體結(jié)構(gòu)的建造，實際上采用的是一種“開敞”式的施工方法，與地面結(jié)構(gòu)的建造方法類似，在主體結(jié)構(gòu)完成后，然后掩土覆蓋，恢復(fù)地面。但缺點也很明顯，如阻斷交通時間較長，噪聲與震動等對環(huán)境影響較大。

明挖法的技術(shù)優(yōu)點是施工技術(shù)簡單、快速、經(jīng)濟，常被作為首選方案明挖法根據(jù)施工特點可分為：明挖法順作法，蓋挖順作法，蓋挖逆作法等，后兩種又稱為蓋挖法。6.1.1明挖順作法明挖順作法施工順序一般可以分為4大步：圍護結(jié)構(gòu)施工→內(nèi)部土方開挖→工程結(jié)構(gòu)施工→管線恢復(fù)及覆土。其施工方法是首先從地面向下開挖出基坑，在基坑內(nèi)進行結(jié)構(gòu)施工，然后回填回復(fù)地面。明挖法根據(jù)施工特點可分為：明挖法順作法，蓋挖順作法，蓋挖逆作明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖挖建蓋（填）武漢市的地下通道基本采用這種施工方法，如洪山廣場地下通道、首義廣場底下通道等。明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖挖建蓋（填）武漢市的地下通道基本采用明挖法施工順序

明挖法施工順序城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件6.1.2蓋挖法蓋挖法是一種先做鉆孔灌注樁或連續(xù)墻作為維護結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)保護下再做樁頂縱梁、蓋頂板，恢復(fù)路面。然后，在樁及鋼筋混凝土頂板的支護下進行主體結(jié)構(gòu)施工的方法。根據(jù)開挖和結(jié)構(gòu)施工順序的不同，蓋挖法又可分為蓋挖順作法和蓋挖逆作法兩類。蓋挖法是一種比較快速、經(jīng)濟、安全的施工方法。6.1.2蓋挖法(1)蓋挖順作法蓋挖順作法是指土方開挖全部結(jié)束后由下而上進行結(jié)構(gòu)施工。在地表作業(yè)完成擋土結(jié)構(gòu)后，以定型的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蓋結(jié)構(gòu)（包括縱、橫梁和路面板）置于擋土結(jié)構(gòu)上維持交通，往下反復(fù)進行開挖和架設(shè)橫撐，直至設(shè)計標(biāo)高。依序由下而上，施工主體結(jié)構(gòu)和防水措施，回填土并恢復(fù)管線路或埋設(shè)新的管線路。最后，視需要拆除擋土結(jié)構(gòu)外露部分并恢復(fù)道路。(1)蓋挖順作法地下工程蓋挖法施工蓋挖順作法工法過程示意地下工程蓋挖法施工蓋挖順作法工法過程示意地下工程蓋挖法施工北京地鐵復(fù)八線永安里站(蓋挖)鋼管柱地下工程蓋挖法施工北京地鐵復(fù)八線永安里站(蓋挖)鋼管柱(2)蓋挖逆作法蓋挖逆作法原理：先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結(jié)構(gòu)，同時建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時向上逐層進行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結(jié)束。(2)蓋挖逆作法蓋挖逆作法施工順序蓋挖逆作法施工順序逆作法工藝特點包括：（1）可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建筑規(guī)模大、上下層次多時，大約可節(jié)省工時1/3。（2）受力良好合理，圍護結(jié)構(gòu)變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。（3）施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。（4）最大限度利用地下空間，擴大地下室建筑面積。（5）一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺，不必另外架設(shè)開挖工作平臺與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設(shè)施，減少了施工費用。（6）由于開挖和施工的交錯進行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基，減少了大開挖時卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。（7）逆作法存在的不足，如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時需另設(shè)臨時水平支撐或加大圍護墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進行，基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點管。還有照明、通風(fēng)、排渣等逆作法工藝特點包括：6.1.3施工關(guān)鍵工序在使用明挖法施工時的關(guān)鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護，土方開挖，結(jié)構(gòu)施工及防水工程等。其中邊坡支護是確保安全施工的關(guān)鍵技術(shù)。主要有：（1）放坡開挖技術(shù)適用于地面開闊和地下地質(zhì)條件較好的情況?；討?yīng)自上而下分層、分段依次開挖，隨挖隨刷邊坡，必要時采用水泥粘土護坡。（2）型鋼支護技術(shù)一般使用單排工字鋼或鋼板樁，基坑較深時可采用雙排樁，由拉桿或連梁連結(jié)共同受，也可采用多層鋼橫撐支護或單層、多層錨桿與型鋼共同形成支護結(jié)構(gòu)。（3）連續(xù)墻支護技術(shù)一般采用鋼絲繩和液壓抓斗成槽，也可采用多頭鉆和切削輪式設(shè)備成槽。連續(xù)墻不僅能承受較大載荷，同時具有隔水效果，適用于軟土和松散含水地層。6.1.3施工關(guān)鍵工序（4）混凝土灌注樁支護技術(shù)一般有人工挖孔或機械鉆孔兩種方式。鉆孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成樁。支護可采用雙排樁加混凝土連梁，還可用樁加橫撐或錨桿形成受力體系。（5）土釘墻支護技術(shù)在原位土體中用機械鉆孔或人工成孔，加入較密間距排列的鋼筋或鋼管，外注水泥砂漿或注漿，并噴射混凝土，使土體、鋼筋、噴射混凝土板面結(jié)合成土釘支護體系。（6）錨桿（索）支護技術(shù)在孔內(nèi)放入鋼筋或鋼索后注漿，達到強度后與樁墻進行拉錨，并加預(yù)應(yīng)力錨固后共同受力，適用于高邊坡及受載大的場所。（7）混凝土和鋼結(jié)構(gòu)支撐支護方法依據(jù)設(shè)計計算在不同開挖位置上灌注混凝土內(nèi)支撐體系和安裝鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐體系，與灌注樁或連續(xù)墻形成一個框架支護體系，承受側(cè)向土壓力，內(nèi)支撐體系在做結(jié)構(gòu)時要拆除。適用于高層建筑物密集區(qū)和軟弱淤泥地層。（4）混凝土灌注樁支護技術(shù)城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件6.1.4輔助工作施工防排水其目的是力求使地表水和地下水不流入基坑中，以保持坑壁的穩(wěn)定和創(chuàng)造良好的施工條件。在基坑開挖之前，必須在其周圍開挖排水溝攔截地表水。在含水地層中施工時，根據(jù)水文地質(zhì)條件，可選用集水坑水泵抽水、井點降水、鋼板樁圍堰、壓漿堵水或等凍結(jié)法施工防排水方法。6.1.4輔助工作6.2暗挖法暗挖法是指在特定條件下，不開挖地面，全部在地下進行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工方法。它是城市地下工程施工的主要方法之一，適用于不宜明挖施工的含水量較小的各種地層，尤其對城市城區(qū)地面建筑物密集、交通運輸繁忙、地下管線密布，且對地沉陷要求嚴(yán)格的情況下的地下結(jié)構(gòu)工程更為適用。隨著地面交通運輸量越來越大，以及人們環(huán)境保護意識的提高，地下工程暗挖法已經(jīng)逐漸取代明挖法而廣泛應(yīng)用于城市地下施工。

6.2暗挖法暗挖法施工具有下列特點：①受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響較大；②工作條件差、工作面少而狹窄、工作環(huán)境差；③暗挖法施工對地面影響較小，但埋置較淺時可能導(dǎo)致地面沉陷；④有大量廢土、碎石須妥善處理。暗挖法主要包括：鉆爆法（礦山法）、盾構(gòu)法、掘進機法、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。尤其以淺埋暗挖法、盾構(gòu)法、頂管法和掘進機（TMB）法等應(yīng)用較為廣泛。

暗挖法施工具有下列特點：①受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響較大暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖一般堅硬巖層中的隧道均采用該方法施工，如大瑤山隧道、秦嶺隧道等。挖襯埋深一般大于10m暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖一般堅硬巖層中的隧道均采用該方法施工淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖初襯二襯超前支護錨桿、管棚或灌漿埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段，武漢市的地下過街通道大多采用該法施工。如武漢廣場、武漢會展中心、洪山廣場過街通道等取決于圍巖類型淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖初襯二襯超前支護錨桿、管棚或灌漿暗挖法的技術(shù)核心就是新奧法的基本原理，施工中采用多種輔助措施加固圍巖，充分調(diào)動圍巖的自承能力，開挖后及時支護、封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護體系，是一種抑制圍巖過大變形的綜合配套施工技術(shù)。新奧法充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，對圍巖進行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過對圍巖和支護的量測和監(jiān)控，指導(dǎo)地下工程的設(shè)計和施工。淺埋暗挖法是針對埋置深度較淺、松散不穩(wěn)定的上層和軟弱破碎巖層施工而提出來的。暗挖法的技術(shù)核心就是新奧法的基本原理，施工中采用多種輔助措施6.2.1淺埋暗挖法淺埋暗挖法是在近十幾年發(fā)展起來的一種新方法，該方法現(xiàn)在已經(jīng)在城市地鐵、市政地下管網(wǎng)及地下空間的其他淺埋地下結(jié)構(gòu)物的工程設(shè)計與施工中廣泛應(yīng)用。如何有效控制淺埋地下工程施工擾動誘發(fā)的地面移動變形，成為淺埋地下工程設(shè)計與施工研究的重點、難點和熱點問題?；趶目刂频孛孀冃巍p少對環(huán)境的不利影響、降低施工成本等方面考慮，形成了各種適用于淺埋地下工程施工地方法。為了達到及時支護，防止地層沉降的目的，必須完全穩(wěn)定后，再敷設(shè)防水隔離板，施加二次模筑混凝土襯砌，這是最符合地下工程受力特點的一種結(jié)構(gòu)。6.2.1淺埋暗挖法該開挖方法有全斷面法、正臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、中隔壁法（CD法）、交叉隔壁法（CRD法）、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法（眼鏡工法）、洞樁法（PBA法）、中洞法及側(cè)洞法等。該方法具有靈活多變，對地面建筑、道路和地下管網(wǎng)影響不大，拆遷占地少、不擾民、不污染城市環(huán)境，是目前較先進的施工方法。該方法在鐵路、公路及軟弱地層中也開始應(yīng)用。該開挖方法有全斷面法、正臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、中隔壁法（CD1.全斷面開挖法全斷面開挖法施工操作比較簡單，主要工序：使用移動式鉆孔臺車，首先全斷面一次鉆孔，并進行裝藥連線，然后將鉆孔臺車后退到50m以外的安全地點，再起爆，一次爆破成型，出渣后鉆孔臺車再推移至開挖面就位，開始下一個鉆爆作業(yè)循環(huán)。同時，施作初期支護，鋪設(shè)防水隔離層（或不鋪設(shè)），進行二次筑模襯砌。1.全斷面開挖法全斷面法施工工序示意圖全斷面法施工工序示意圖城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件隧道施工預(yù)支護措施在軟弱圍巖中施工最重要的是提高圍巖的自支護能力，保證開挖及后續(xù)作業(yè)的進行。必須采用施工輔助措施對地層進行預(yù)支護或預(yù)加固。

鐵路隧道施工中經(jīng)常采用的輔助措施有：留核心土；噴射混凝土封閉開挖工作面；超前錨桿、插板、或小鋼管；管棚；臨時仰拱封底；超前小導(dǎo)管注漿；開挖工作面及圍巖預(yù)注；垂直錨桿；水平高壓旋噴；預(yù)襯砌；凍結(jié)法等。上述措施的選用應(yīng)視圍巖條件、涌水狀況、施工方法、環(huán)境要求等而定，一般宜采用幾種措施綜合治理。隧道施工預(yù)支護措施在軟弱圍巖中施工最重要的是一、超前錨桿、小鋼管此法的要點是開挖掘進前，在開挖面頂部一定范圍內(nèi)，沿坑道設(shè)計輪廓線，向巖體內(nèi)打入一排縱向錨桿(或型鋼，或小鋼管)，以形成一道頂部加固的巖石棚(圖6-86)。然后，在此棚保護下進行開挖。超前錨桿宜采用早強砂漿錨桿。小鋼管應(yīng)平直，尾部焊箍.，頂部做成尖錐狀。對于小鋼管來說，其外插角的偏差不應(yīng)超過5°，孔位偏差不應(yīng)超過100mm，頂入鉆孔的長度不小于管長的90％。開挖后應(yīng)及時噴射混凝土，并盡快封閉環(huán)形初期支護。一、超前錨桿、小鋼管超前錨桿宜采用早強砂漿城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件二、管棚管棚是在隧道開挖之前沿隧道開挖斷面外輪廓，以一定間隔與隧道平行鉆孔、插入鋼管，再從插入的鋼管內(nèi)壓注充填水泥漿或砂漿，來增加鋼管外圍巖的抗剪切強度，并使鋼管與圍巖一體化，由管棚和圍巖構(gòu)成棚架體系(圖6-87)。圖6-87管棚預(yù)支護圍巖二、管棚圖6-87管棚預(yù)支護圍巖管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大，用于對圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格限制要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。在設(shè)計中，要充分考慮地質(zhì)、周邊環(huán)境、隧道開挖斷面、埋深以及開挖方法等，決定管棚的配置、形狀、施工范圍、管棚間隔及斷面等。一般多采用圖6-88所示的形狀。a)扇形配置;b)半圓形配置;c)門形配置;d)全周形配置;e)上半單側(cè)配置;f)上半雙排配置;g)一字形配置圖6-88管棚的配置和形狀管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大，用于對圍巖變?nèi)⒊靶?dǎo)管注漿此法的要點是在開挖掘進前，先用5cm～10cm厚的噴混凝土將開挖面和5m范圍內(nèi)的坑道封閉，然后沿坑道周邊打入帶孔的縱向小導(dǎo)管。由上而下的向小導(dǎo)管內(nèi)壓漿，漿液即由導(dǎo)管滲透到地層中，待漿液硬化后，即在坑道周圍形成一個加固了的巖石圈，在此圈的防護下即可安全地進行開挖（圖6-91）。小導(dǎo)管一般采用直徑32mm的焊接鋼管或直徑40mm的無縫鋼管制作，長度宜為3m～6m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔10cm～20cm交錯鉆眼，眼孔直徑宜為6mm～8mm。如圖6-84c所示。三、超前小導(dǎo)管注漿小導(dǎo)管一般采用直徑32mm的焊接超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注漿四、預(yù)注漿加固圍巖預(yù)注漿方法是先在掌子面前方的圍巖中將漿液注入，從而提高了地層的強度和穩(wěn)定性，降低了滲透性，形成了較大范圍的筒狀封閉加固區(qū)，然后在其范圍內(nèi)進行開挖作業(yè)。四、預(yù)注漿加固圍巖工作面預(yù)注漿廣州地鐵地表深孔分段注漿技術(shù)工作面預(yù)注漿廣州地鐵地表深孔分段注漿技術(shù)無釘鋪設(shè)塑料防水層技術(shù)渝懷線圓梁山隧道注漿技術(shù)無釘鋪設(shè)塑料防水層技術(shù)渝懷線圓梁山隧道注漿技術(shù)全斷面法主要適用于Ⅰ～Ⅲ類圍巖、土質(zhì)穩(wěn)定、斷面較小的隧道施工，當(dāng)斷面在50m2以下，隧道又處于Ⅲ類圍巖地層時，為了減少對地層的擾動次數(shù)，在采取局部注漿等輔助施工措施加固地層后，也可采用全斷面法施工。但在第四紀(jì)地層中采用此施工方法時，斷面一般均在20m２以下，且施工中仍須特別注意，山嶺隧道及小斷面城市地下電力、熱力、電信等管道工程施工多用此法。全斷面法主要適用于Ⅰ～Ⅲ類圍巖、土質(zhì)穩(wěn)定、斷面較小的隧道施工優(yōu)點：全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，便于施工組織的管理。缺點：（1）由于開挖面較大，圍巖穩(wěn)定性降低，且每個循環(huán)工作量較大。（2）每次深孔爆破引起的震動較大，因此要求進行精心的鉆爆設(shè)計，并嚴(yán)格控制爆破作業(yè)。

優(yōu)點：全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機械化2.臺階開挖法臺階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個或幾個部分，分步開挖，如圖6-4。根據(jù)地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法﹑中隔墻臺階法等。該法在淺埋暗挖法中應(yīng)用最廣，可根據(jù)工程實際、地層條件和機械條件，選擇適合的臺階方式。正臺階法開挖優(yōu)點很多，能較早地使支護閉合，有利于控制其結(jié)構(gòu)變形及由此引起的地面沉降。上臺階長度（L）一般控制在1~1.5倍洞徑（D），根據(jù)地層情況，可選擇兩步或多步開挖法。

2.臺階開挖法臺階法施工工序示意圖臺階法施工工序示意圖大跨隧道軟弱圍巖施工大跨隧道軟弱圍巖施工1）上下兩部分步開挖法。采用此法，若地層較好（Ⅳ～Ⅴ類），可將斷面分成上下兩個臺階開挖，上臺階長度一般控制在1~1.5倍洞徑（D）以內(nèi)，但必須在地層失去自穩(wěn)能力之前盡快開挖下臺階，支護后形成封閉結(jié)構(gòu)。若地層較差，為了穩(wěn)定工作面，也可輔以小導(dǎo)管超前支護等措施。1）上下兩部分步開挖法。2）分步開挖留核心土該法適用于較差的地層，圍巖級別Ⅵ、Ⅴ類，上臺階取1倍洞徑左右環(huán)形開挖，留核心土。用系統(tǒng)小導(dǎo)管超前支護、預(yù)注漿穩(wěn)定工作面；用網(wǎng)構(gòu)鋼拱架做初期支護；拱腳、墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。從斷面開挖到初期支護、仰拱封閉不能超過10d，以確保地面沉陷控制在50mm以內(nèi)。2）分步開挖留核心土弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土施工工序示意圖弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土施工工序示意圖對于臺階法的評價：（1）靈活多變，適用性強。凡是軟弱圍巖、第四紀(jì)沉積地層，必須采用正臺階法，這是各種不同方法中的基本方法。而且，當(dāng)遇到地層變化（變好或變壞），都能及時更改、變換成其他方法，所以被稱為淺埋暗挖施工方法之母。（2）具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度。臺階有利于開挖面的穩(wěn)定性，尤其是上部開挖支護后，下部作業(yè)則較為安全。當(dāng)?shù)貙訜o水、洞跨小于10m時，均可采用該方法。（3）臺階法開挖的缺點是上下部作業(yè)互相干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響，還應(yīng)注意臺階開挖會增加圍巖擾動的次數(shù)等。對于臺階法的評價：3.分步開挖法分步開挖法主要適用于地層較差的大斷面地下工程，尤其是限制地面沉降的城市地下工程，包括單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法、中隔墻法（CD、CRD工法）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法（也稱眼鏡工法）和雙隔墻中間預(yù)留核心土法等多種形式。3.分步開挖法（1）單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法主要適用于地層較差、斷面較大，采用臺階法開挖有困難的地層。采用該法可變大跨斷面為小跨斷面。大跨多不小于10m，可采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法，將導(dǎo)坑跨度定為3~4m，這樣就可將大跨變成3~4m跨和6~10m跨。這種施工方法簡單而可靠。采用該法開挖時，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離一般在2倍洞徑以上，為穩(wěn)定工作面，經(jīng)常和超前小導(dǎo)管預(yù)注漿等輔助施工措施配合使用，一般采用人工開挖，人工和機械混合出渣。（1）單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法開挖方式單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法開挖方式（2）中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD法）a概述中隔墻法也稱CD工法，主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體，且地面沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工。當(dāng)CD工法仍不能滿足要求時，可在CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時仰拱，即所謂的交叉中隔墻法（也稱CRD工法）。CRD工法的最大特點是將大斷面施工化成小斷面施工，各個局部封閉成環(huán)的時間短，控制早期沉降好，每個步序受力體系完整。因此，結(jié)構(gòu)受力均勻，形變小。另外，由于支護剛度大，施工時隧道整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。（2）中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD法）中隔壁（CD）法施工工序示意圖中隔壁（CD）法施工工序示意圖交叉中隔壁（CRD）法施工工序示意圖交叉中隔壁（CRD）法施工工序示意圖CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)b方法對比大量施工實例資料的統(tǒng)計結(jié)果表明，CRD工法優(yōu)于CD工法（前者比后者減少地面沉降近50%），而CD工法優(yōu)于眼鏡工法。但CRD工法施工工序復(fù)雜，隔墻拆除困難，成本較高，進度較慢，一般在第四紀(jì)地層中修建大斷面地下結(jié)構(gòu)物（如停車場），且地面沉降要求嚴(yán)格時才使用。采用中隔墻法施工時，每步的臺階長度都應(yīng)控制，一般為5~7m。為穩(wěn)定工作面，往往與預(yù)注漿等輔助施工措施配合使用，采用人工開挖、人工出渣方式。

b方法對比（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法也稱眼鏡法，也是變大跨度為小跨度的施工方法，其實質(zhì)是將大跨度（﹥20m）分成三個小跨度進行作業(yè)，主要適用于地層較差、斷面很大、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法無法滿足要求的三線或多線大斷面鐵路隧道及地下工程。該法工序較復(fù)雜，導(dǎo)坑的支護拆除困難，有可能由于測量誤差而引起鋼架連接困難，從而加大了下沉值，而且成本較高，進度較慢。

（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法施工時，應(yīng)先開挖兩側(cè)的側(cè)壁導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)按正臺階法施工，當(dāng)隧道跨度較大且地質(zhì)情況較差時，上臺階也可采用中隔墻法或環(huán)形留核心土法開挖，并及時施作初期支護結(jié)構(gòu)，在初期支護的保護下，逐層開挖下臺階至基底，并進行仰拱或底板的施工。施工過程中，左右側(cè)壁導(dǎo)洞錯開應(yīng)不小于15m，確定這個數(shù)值的前提是，在開挖中引起的導(dǎo)洞周邊圍巖的應(yīng)力重新分布不影響已完成的導(dǎo)洞。關(guān)于上、下臺階之間的距離，可視具體情況，按臺階法確定。

施工時，應(yīng)先開挖兩側(cè)的側(cè)壁導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)按正臺階法施工，當(dāng)隧雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序示意圖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序示意圖三線大跨隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工三線大跨隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工6.3盾構(gòu)法盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構(gòu)機械在地層中推進，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機械化施工方法。

6.3盾構(gòu)法盾構(gòu)機實物盾構(gòu)機實物盾構(gòu)機頭部盾構(gòu)機頭部1.盾構(gòu)施工原理馬達驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，同時盾構(gòu)機液壓千斤頂將盾構(gòu)機向前推進，并向密封倉內(nèi)加入塑流化改性材料，與開挖面切削下來的土體經(jīng)過充分?jǐn)嚢瑁纬删哂幸欢ㄋ芰餍院屯杆缘偷乃芰黧w。同時通過伺服控制盾構(gòu)機推進千斤頂速度與螺旋輸送機向外排土的速度相匹配，經(jīng)艙內(nèi)塑流體向開挖面?zhèn)鬟f設(shè)定的平衡壓力，實現(xiàn)盾構(gòu)機始終在保持動態(tài)平衡的條件下連續(xù)向前推進。1.盾構(gòu)施工原理盾構(gòu)機效果圖盾構(gòu)的種類很多，目前廣泛采用最先進的盾構(gòu)有泥水加壓復(fù)合式盾構(gòu)和土壓復(fù)合式盾構(gòu)。盾構(gòu)機效果圖盾構(gòu)的種類很多，目前廣泛采用最先進的盾構(gòu)有泥水加盾構(gòu)機主要組成部分盾構(gòu)機主要組成部分城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件盾構(gòu)成型隧道盾構(gòu)成型隧道2.盾構(gòu)法施工的基本條件:在松軟含水地層，或地下線路等設(shè)施埋深達到10m或更深時，可以采用盾構(gòu)法，即，（1）線位上允許建造用于盾構(gòu)進出洞和出碴進料的工作井.（2）隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于盾構(gòu)直徑。（3）相對均質(zhì)的地質(zhì)條件。（4）如果是雙洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m，豎直方向1.5m。（5）從經(jīng)濟角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m。2.盾構(gòu)法施工的基本條件:3.盾構(gòu)法施工步驟：盾構(gòu)施工方法由以下幾個步驟組成：第一，在置放盾構(gòu)機的地方打一個垂直井，再用混泥土墻進行加固；第二，將盾構(gòu)機安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂；第三，用千斤頂之力驅(qū)動井底部的盾構(gòu)機往水平方向前進，形成隧道；第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。盾構(gòu)法施工中，其隧道一般采用以預(yù)制管片拼裝的圓形襯砌，也可采用擠壓混凝土圓形襯砌，必要時可再澆筑一層內(nèi)襯砌，形成防水功能好的圓形雙層襯砌。3.盾構(gòu)法施工步驟：城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件4.盾構(gòu)法施工的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）安全開挖和襯砌，掘進速度快；（2）盾構(gòu)的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強度低。（3）不影響地面交通與設(shè)施，同時不影響地下管線等設(shè)施；（4）穿越河道時不影響航運，施工中不受季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；（5）在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟方面的優(yōu)越性。缺點：（1）斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差；（2）新型盾構(gòu)購置費昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟。4.盾構(gòu)法施工的優(yōu)缺點盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)(隧道)施工示意圖盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。

盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)(隧道)施工示意圖盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)6.4頂管法頂管施工法是繼盾構(gòu)法之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，主要用于地下進水管、排水管、煤氣管、電訊電纜管的施工。它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等，是一種非開挖的敷設(shè)地下管道的施工方法，起源于美國。6.4頂管法1.頂管施工的基本原理先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，借助主頂油缸及管道間等的推力，把工具管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起，與此同時，緊隨工具管或掘進機后面，將預(yù)制的管段頂入地層。頂管法是一種邊頂進，邊開挖地層，邊將管段接長的管道埋設(shè)方法。1.頂管施工的基本原理頂管法施工順序注：1-預(yù)制的混凝土管；2-運輸車；3-扶梯；4-主頂油泵；5-行車；6-安全護欄；7-潤滑注漿系統(tǒng)；8-操縱房；9-配電系統(tǒng)；10-操縱系統(tǒng)；11-后座；12-測量系統(tǒng)；13-主頂油缸；14-導(dǎo)軌；15-弧形頂鐵；16-環(huán)形頂鐵；17-已頂入的混凝土管；18-運土車；19-機頭頂管法施工順序2.頂管施工順序施工時，先制作頂管工作井及接收井，作為一段頂管的起點和終點，工作井中有一面或兩面井壁設(shè)有預(yù)留孔，作為頂管出口，其對面井壁是承壓壁，承壓壁前側(cè)安裝有頂管的千斤頂和承壓墊板（即鋼后靠），千斤頂將工具管頂出工作井預(yù)留孔，而后以工具管為先導(dǎo)，逐節(jié)將預(yù)制管節(jié)按設(shè)計軸線頂入土層中，直至工具管后第一節(jié)管節(jié)進入接收井預(yù)留孔，施工完成一段管道。為進行較長距離的頂管施工，可在管道中間設(shè)置一至幾個中繼間作為接力頂進，并在管道外周壓注潤滑泥漿。頂管施工可用于直線管道，也可用于曲線等管道。

2.頂管施工順序頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地帶的地下工程，其長度、斷面尺寸均受到較大限制。國內(nèi)最長的頂管隧道是西氣東輸工程穿越黃河的隧道，長度近3000m，直徑約2m。頂管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖頂管法主要用于建造穿越城市交通繁忙地3.頂管法分類與適用條件按工作面的開挖方式可將頂管法分為普通頂管（人工開挖）、機械頂管（機械開挖）、水射頂管（水射流沖蝕）、擠壓頂管（擠壓土柱）等。采用何種方法要根據(jù)管徑、土層條件、管線長度以及技術(shù)經(jīng)濟比較來確定。在頂管施工中，最為流行的三種工作面平衡理論是：氣壓、土水和泥水平衡理論。頂管施工法的適用條件為：①管徑一般在200～3500mm；②管材一般混凝土管、鋼管、陶土管、玻璃鋼管；③管線長度一般為50～300m，最長大可達1500m；④各種地層，包括含水層。3.頂管法分類與適用條件4.頂管法的優(yōu)缺點頂管施工與明挖法相比，具有以下優(yōu)點：①開挖部分僅僅只有工作坑和接收坑，而且安全、對交通影響??；②在管道頂進過程中，只挖去管道斷面部分的土，挖土量少；③作業(yè)人員少，工期短；④建設(shè)公害少、文明施工程度高；⑤在覆土深度大的情況下，施工成本低。

4.頂管法的優(yōu)缺點但是，它與明挖法相比較，頂管施工也存在以下不足之處：①曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時，施工就非常困難；②在軟土層中容易發(fā)生偏差，而且糾正這種偏差又比較困難，管道容易產(chǎn)生不均勻下沉；③推進過程中如果遇到障礙物時處理這些障礙物則非常困難；④在覆土淺的條件下顯得不很經(jīng)濟。但是，它與明挖法相比較，頂管施工也存在以下不足之處：5.頂管法和盾構(gòu)法的主要異同點：相同點：（1）二者都屬于暗挖法施工大口徑（>900㎜）地下工程的主要施工方法。（2）二者都要開挖工作基坑（工作井和接收井）。（3）二者工作面的開挖方法，出、進洞施工技術(shù)基本相似。（4）二者都要注意接縫防水處理、地表沉降控制、周邊環(huán)境保護等問題，都要進行注壓漿。5.頂管法和盾構(gòu)法的主要異同點：不同點：（1）盾構(gòu)法的襯砌為管片，且每環(huán)管片要在盾構(gòu)機的盾尾進行拼裝，拼裝好后一般不會再移動；頂管法的襯砌為管節(jié)，且每環(huán)管節(jié)是一次預(yù)制成功的，由頂進裝置依次頂進，直至第一節(jié)管節(jié)到達接收井位置。（2）盾構(gòu)法施工的盾構(gòu)千斤頂布置在盾構(gòu)機的支撐環(huán)外沿，而頂管法施工的主頂進裝置布置在工作井內(nèi)，如果頂力不足要加設(shè)中繼間。（3）盾構(gòu)千斤頂活塞的前端必須安裝頂塊，頂塊必須采用球面接頭，在頂塊與管片的接觸面上安裝橡膠或柔性材料的墊板。頂管法的主頂千斤頂?shù)男谐涕L短不能一次將管節(jié)頂?shù)轿粫r，必須在千斤頂縮回后在中間加墊塊或幾塊頂鐵。O型頂鐵是使主頂千斤頂?shù)耐屏梢暂^均勻地加到所頂管道的周邊；U型頂鐵是為了彌補千斤頂行程不足而用。（4）盾構(gòu)機內(nèi)有拼裝管片的拼裝機，而頂管機內(nèi)沒有。（5）盾構(gòu)法主要用于大斷面城市地下隧道、水工隧道、公路隧道的施工；頂管法主要適用于斷面稍小一些的城市地下管線的鋪設(shè)。不同點：6.5TBM法1.基本概念巖石隧道掘進機（TunnelBoringMachine）簡稱TBM：是利用巖石隧道掘進機在巖石地層中暗挖隧道的一種施工方法。通常是利用回轉(zhuǎn)刀盤又借助推進裝置的作用力從而使刀盤上的滾刀切割（或破碎）巖面，以達到破巖開挖隧道（洞）的目的。6.5TBM法按巖石的破碎方式，分為擠壓破碎與切削破碎兩種，前者是將較大的推力給予刀具，通過刀具的楔子作用將巖石擠壓破碎；后者是利用旋轉(zhuǎn)扭矩在刀具的切線方向及垂直方向上進行切削。按刀具切削頭的旋轉(zhuǎn)方式，可分為單軸旋轉(zhuǎn)式與多軸旋轉(zhuǎn)式兩種。按巖石的破碎方式，分為擠壓破碎與切削破碎兩種，前者是將較大的城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件TBM法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖目前國內(nèi),習(xí)慣上將用于巖石地層的隧道掘進機稱為TBM,將用于軟土地層的隧道掘進機稱為盾構(gòu)機。歸類還是同在掘進機門下。TBM法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖目前國內(nèi),習(xí)慣上將用于巖石地層的隧2.TBM基本構(gòu)造TBM由破巖機構(gòu)、推進機構(gòu)、巖碴裝運機構(gòu)、導(dǎo)向調(diào)向機構(gòu)及吸塵、通風(fēng)裝置等幾部分組成。（1）破巖機構(gòu)滾刀或削刀在強大軸推力的作用下旋轉(zhuǎn)，切削與剪切破碎巖石。（2）推進機構(gòu)主支撐鞋頂撐洞壁以支承和推進機身。副支撐鞋控制振動與方向。（3）出碴機構(gòu)破巖形成的片狀石碴，由安裝在刀盤上的鏟碴斗鏟起，鏟斗旋轉(zhuǎn)到頂部卸入集料斗，經(jīng)皮帶機裝車運出洞外。（4）導(dǎo)向及調(diào)向機構(gòu)導(dǎo)向機構(gòu)是用來指示和校核掘進機推進的方向，使其保證符合設(shè)計的軸線和坡度的要求。（5）通風(fēng)及吸塵裝置掘進機工作時將產(chǎn)生大量的熱量與粉塵。故對通風(fēng)、降塵要求較高。一般在刀盤頭部安裝有吸塵設(shè)備和噴水裝置，掘進時連續(xù)噴水降塵。機房內(nèi)專設(shè)通風(fēng)降溫設(shè)備。2.TBM基本構(gòu)造TBM構(gòu)造簡圖1-滾刀；2-刀盤；3-推進油缸；4-機架；5-錨撐缸；6-套架；7吸塵系統(tǒng)；8-帶式輸送機；9-前支撐缸；10-后支撐缸；11-輔助千斤頂；12-機房；13-鏟渣斗TBM構(gòu)造簡圖全斷面TBM掘進過程示意圖1-刀盤；2-機架；3-套架；4-錨撐；5-推進油缸；6-前支撐缸；7-后支撐缸全斷面TBM掘進過程示意圖3.TBM適用范圍一般只適用于圓形斷面隧道，只有銑削滾筒式掘進機可在軟巖中掘進非圓形斷面隧道。開挖隧道直徑1.8~12m之間，以直徑3~6m最為成熟。一次性連續(xù)開挖長度不宜短于1km，也不宜長于10km，以3~8km最佳。TBM適宜的開挖長度最好是3000m以上。適用于中硬巖層，巖石單軸抗壓強度介于20~250MPa，尤以50~100MPa最佳。地質(zhì)條件對TBM掘進效率影響很大。在良好巖層中月進尺可達500~600m，而在破碎巖層中只有100m左右，在塌陷、涌水、暗河地段甚至需停機處理。選用TBM開挖隧道應(yīng)盡量避開復(fù)雜不良巖層。3.TBM適用范圍4.TBM施工主要流程施工準(zhǔn)備→全斷面開挖與出渣→外層管片式襯砌或初期支護→TBM前推→管片外灌漿或二次襯砌TBM循環(huán)作業(yè)流程（1）作業(yè)開始。主支撐前位撐緊洞壁，后支撐腿提起。刀盤轉(zhuǎn)動，推進油缸伸出，TBM前部前移一個作業(yè)行程（2）準(zhǔn)備換步。刀盤停轉(zhuǎn)，后支撐腿抵住仰拱承重（3）主支撐回縮。推進油缸回縮將自由態(tài)主支撐前拉回位（4）主支撐回位后伸出支撐鞋抵緊巖壁，后支撐提起，TBM定位找正，坡道上必要時先定坡度。（5）返回第一步，TBM準(zhǔn)備下一循環(huán)掘進。4.TBM施工主要流程5.TBM法的優(yōu)缺點(1)TBM法的優(yōu)點1）掘進效率高。掘進機開挖時，可以實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，從而可以保證破巖、出碴、支護一條龍作業(yè)。特別在穩(wěn)定的圍巖中長距離施工時，此特征尤其明顯。2）掘進機開挖施工質(zhì)量好，且超挖量少。掘進機開挖的隧道（洞）內(nèi)壁光滑，不存在凹凸現(xiàn)象，從而可以減少支護工程量，降低工程費用。3）對巖石的擾動小。掘進機開挖施工可以大大改善開挖面的施工條件。而且周圍巖層穩(wěn)定性較好，從而保證了施工人員的健康和安全。4）施工安全，近期的TBM可在防護棚內(nèi)進行刀具的更換，密閉式操縱室和高性能的集塵機的采用，使安全性和作業(yè)環(huán)境有了較大的改善。5.TBM法的優(yōu)缺點(2)TBM法的缺點1）對多變的地質(zhì)條件（斷層、破碎帶、擠壓帶、涌水及堅硬巖石等）的適應(yīng)性較差。但近年來隨著技術(shù)的進步，采用了盾構(gòu)外殼保護型的掘進機，施工既可以在軟弱和多變的地層中掘進又能在中硬巖層中開挖施工。2）掘進機的經(jīng)濟性問題，由于掘進機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對材料、零部件的耐久性要求高。因而制造的價格較高。難用于短隧道。3）施工途中不能改變開挖直徑。如用同一種機型開挖不同直徑的斷面。4）開挖斷面的大小、形狀變更難，在應(yīng)用上受到一定的制約。

(2)TBM法的缺點沉井法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖

沉井結(jié)構(gòu)用途十分廣泛，主要用于點式地下建筑工程：如自來水廠、電廠和化工廠的水泵房、地下沉淀池和水池、地下熱電站、地下油庫、地下車間和地下倉庫等。此外，也可用作地鐵、水底隧道等各種設(shè)備井、通風(fēng)井、盾構(gòu)拼裝井、車間和區(qū)間段連續(xù)沉井等。沉井法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖沉井結(jié)構(gòu)用途十分廣泛，主要用于沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖1沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖1沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖2沉管法一般用于水下隧道施工，目前國內(nèi)已建成的最大的沉管隧道是上海外環(huán)越江隧道，總長2880m（沉管段長736m），雙向8車道。沉管法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖2沉管法一般用于水下隧道施工，目前國地下連續(xù)墻法施工示意圖

地下連續(xù)墻法可用于點式、條式地下工程的施工，如上海、廣州大部分地鐵車站均采用該法施工。其特點類似于明挖法，但比明挖法占用場地小，對周圍環(huán)境影響較小，且造價相對較低。地下連續(xù)墻法施工示意圖地下連續(xù)墻法可用于點式TheEndTheEnd第六章城市地下工程施工為了將設(shè)計者的思想、意圖轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實，需借助工程施工技術(shù)。地下工程施工是在地層中構(gòu)筑建筑物為目的工程行為，主要研究解決其修建過程中的技術(shù)方案與措施，重點研究地下工程在各種地質(zhì)條件下的施工方法、手段、工藝。基本內(nèi)容包括地下工程的基本作業(yè)、輔助作業(yè)、環(huán)境控制與施工管理等。地下工程修建過程中，主要涉及兩種類型的土建工程：①深基坑工程，主要用于車站，地下停車場和地下倉庫；②隧道工程，主要用于地鐵區(qū)間線路修建。第六章城市地下工程施工基本作業(yè)包括了開挖和支護與襯砌方法，地下工程開挖方法總的來說可以分為兩類：明挖法和暗挖法。另外，為了確保地下工程開挖的安全，必須對其進行支護。一般分臨時支護與永久支護兩類。形式上有木支撐、格柵支架、鋼支架、錨桿、噴射混凝土及其組合。襯砌技術(shù)有現(xiàn)澆混凝土和預(yù)制混凝土兩類。明挖法就是在地面上能夠看到別人在開挖的施工方法，暗挖法就是在地面上看不到下面在開挖的施工方法?；咀鳂I(yè)包括了開挖和支護與襯砌方法，地下工程開挖方法總的來說地下工程輔助作業(yè)是配合基本作業(yè)的必須環(huán)節(jié)。一般包括風(fēng)水電的設(shè)計、安裝與供給；施工場地的規(guī)劃與布置；出渣運輸計劃與設(shè)備配置等。地下工程環(huán)境監(jiān)控主要研究解決施工過程中的安全問題及其對周圍環(huán)境的影響，如：洞室開挖位移過大引起塌方、支護結(jié)構(gòu)位移太大引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)與侵限、地表沉陷過大對環(huán)境造成影響、地下水控制等。主要技術(shù)手段是：量測監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常及時采取加固措施（輔助施工手段）并更改施工方法。地下工程輔助作業(yè)是配合基本作業(yè)的必須環(huán)節(jié)。一般包括風(fēng)水電的設(shè)為了達到高質(zhì)量、高效益的工程建設(shè)目的，還需進行施工管理。通過有效的施工管理來保證工程的施工質(zhì)量與工期，應(yīng)用科學(xué)合理、符合地下工程施工特點的方法與理論，規(guī)劃組織施工設(shè)計，對施工過程中的各個環(huán)節(jié)進行科學(xué)的技術(shù)、計劃、質(zhì)量、經(jīng)濟與安全管理。主要手段：編制施工勞動組織設(shè)計、充分協(xié)調(diào)現(xiàn)場施工管理部門與監(jiān)理機構(gòu)的關(guān)系。為了達到高質(zhì)量、高效益的工程建設(shè)目的，還需進行施工管理。通過施工方法6.1明挖法明挖法指從地面向下開挖，并在欲建地下工程結(jié)構(gòu)的位置進行結(jié)構(gòu)的修建，然后在地下工程上部回填土及恢復(fù)路面的施工方法?；蛘邚牡孛嫦蛳麻_挖，用大號型鋼架于兩側(cè)鋼樁或連續(xù)墻上，以維持原來路面的交通運行，這種施工方法也稱為蓋挖法。明挖法是各國地下鐵道施工首選方法，在地面交通環(huán)境允許的地方通常采用明挖法施工。施工方法明挖法的技術(shù)優(yōu)點是施工技術(shù)簡單、快速、經(jīng)濟，常被作為首選方案。修建于地層表面附近（淺埋）的地下工程多屬于明挖法修建的地下工程，這些工程包括地下商場、地下街、地下停車場、城市地鐵、人防工程及地下工業(yè)建筑等。這類工程主體結(jié)構(gòu)的建造，實際上采用的是一種“開敞”式的施工方法，與地面結(jié)構(gòu)的建造方法類似，在主體結(jié)構(gòu)完成后，然后掩土覆蓋，恢復(fù)地面。但缺點也很明顯，如阻斷交通時間較長，噪聲與震動等對環(huán)境影響較大。

明挖法的技術(shù)優(yōu)點是施工技術(shù)簡單、快速、經(jīng)濟，常被作為首選方案明挖法根據(jù)施工特點可分為：明挖法順作法，蓋挖順作法，蓋挖逆作法等，后兩種又稱為蓋挖法。6.1.1明挖順作法明挖順作法施工順序一般可以分為4大步：圍護結(jié)構(gòu)施工→內(nèi)部土方開挖→工程結(jié)構(gòu)施工→管線恢復(fù)及覆土。其施工方法是首先從地面向下開挖出基坑，在基坑內(nèi)進行結(jié)構(gòu)施工，然后回填回復(fù)地面。明挖法根據(jù)施工特點可分為：明挖法順作法，蓋挖順作法，蓋挖逆作明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖挖建蓋（填）武漢市的地下通道基本采用這種施工方法，如洪山廣場地下通道、首義廣場底下通道等。明挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖挖建蓋（填）武漢市的地下通道基本采用明挖法施工順序

明挖法施工順序城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件6.1.2蓋挖法蓋挖法是一種先做鉆孔灌注樁或連續(xù)墻作為維護結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)保護下再做樁頂縱梁、蓋頂板，恢復(fù)路面。然后，在樁及鋼筋混凝土頂板的支護下進行主體結(jié)構(gòu)施工的方法。根據(jù)開挖和結(jié)構(gòu)施工順序的不同，蓋挖法又可分為蓋挖順作法和蓋挖逆作法兩類。蓋挖法是一種比較快速、經(jīng)濟、安全的施工方法。6.1.2蓋挖法(1)蓋挖順作法蓋挖順作法是指土方開挖全部結(jié)束后由下而上進行結(jié)構(gòu)施工。在地表作業(yè)完成擋土結(jié)構(gòu)后，以定型的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蓋結(jié)構(gòu)（包括縱、橫梁和路面板）置于擋土結(jié)構(gòu)上維持交通，往下反復(fù)進行開挖和架設(shè)橫撐，直至設(shè)計標(biāo)高。依序由下而上，施工主體結(jié)構(gòu)和防水措施，回填土并恢復(fù)管線路或埋設(shè)新的管線路。最后，視需要拆除擋土結(jié)構(gòu)外露部分并恢復(fù)道路。(1)蓋挖順作法地下工程蓋挖法施工蓋挖順作法工法過程示意地下工程蓋挖法施工蓋挖順作法工法過程示意地下工程蓋挖法施工北京地鐵復(fù)八線永安里站(蓋挖)鋼管柱地下工程蓋挖法施工北京地鐵復(fù)八線永安里站(蓋挖)鋼管柱(2)蓋挖逆作法蓋挖逆作法原理：先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護結(jié)構(gòu)，同時建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時向上逐層進行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結(jié)束。(2)蓋挖逆作法蓋挖逆作法施工順序蓋挖逆作法施工順序逆作法工藝特點包括：（1）可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建筑規(guī)模大、上下層次多時，大約可節(jié)省工時1/3。（2）受力良好合理，圍護結(jié)構(gòu)變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦小。（3）施工可少受風(fēng)雨影響，且土方開挖可較少或基本不占總工期。（4）最大限度利用地下空間，擴大地下室建筑面積。（5）一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺，不必另外架設(shè)開挖工作平臺與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設(shè)施，減少了施工費用。（6）由于開挖和施工的交錯進行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞至地基，減少了大開挖時卸載對持力層的影響，降低了基坑內(nèi)地基回彈量。（7）逆作法存在的不足，如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時需另設(shè)臨時水平支撐或加大圍護墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進行，基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點管。還有照明、通風(fēng)、排渣等逆作法工藝特點包括：6.1.3施工關(guān)鍵工序在使用明挖法施工時的關(guān)鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護，土方開挖，結(jié)構(gòu)施工及防水工程等。其中邊坡支護是確保安全施工的關(guān)鍵技術(shù)。主要有：（1）放坡開挖技術(shù)適用于地面開闊和地下地質(zhì)條件較好的情況。基坑應(yīng)自上而下分層、分段依次開挖，隨挖隨刷邊坡，必要時采用水泥粘土護坡。（2）型鋼支護技術(shù)一般使用單排工字鋼或鋼板樁，基坑較深時可采用雙排樁，由拉桿或連梁連結(jié)共同受，也可采用多層鋼橫撐支護或單層、多層錨桿與型鋼共同形成支護結(jié)構(gòu)。（3）連續(xù)墻支護技術(shù)一般采用鋼絲繩和液壓抓斗成槽，也可采用多頭鉆和切削輪式設(shè)備成槽。連續(xù)墻不僅能承受較大載荷，同時具有隔水效果，適用于軟土和松散含水地層。6.1.3施工關(guān)鍵工序（4）混凝土灌注樁支護技術(shù)一般有人工挖孔或機械鉆孔兩種方式。鉆孔中灌注普通混凝土和水下混凝土成樁。支護可采用雙排樁加混凝土連梁，還可用樁加橫撐或錨桿形成受力體系。（5）土釘墻支護技術(shù)在原位土體中用機械鉆孔或人工成孔，加入較密間距排列的鋼筋或鋼管，外注水泥砂漿或注漿，并噴射混凝土，使土體、鋼筋、噴射混凝土板面結(jié)合成土釘支護體系。（6）錨桿（索）支護技術(shù)在孔內(nèi)放入鋼筋或鋼索后注漿，達到強度后與樁墻進行拉錨，并加預(yù)應(yīng)力錨固后共同受力，適用于高邊坡及受載大的場所。（7）混凝土和鋼結(jié)構(gòu)支撐支護方法依據(jù)設(shè)計計算在不同開挖位置上灌注混凝土內(nèi)支撐體系和安裝鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐體系，與灌注樁或連續(xù)墻形成一個框架支護體系，承受側(cè)向土壓力，內(nèi)支撐體系在做結(jié)構(gòu)時要拆除。適用于高層建筑物密集區(qū)和軟弱淤泥地層。（4）混凝土灌注樁支護技術(shù)城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件6.1.4輔助工作施工防排水其目的是力求使地表水和地下水不流入基坑中，以保持坑壁的穩(wěn)定和創(chuàng)造良好的施工條件。在基坑開挖之前，必須在其周圍開挖排水溝攔截地表水。在含水地層中施工時，根據(jù)水文地質(zhì)條件，可選用集水坑水泵抽水、井點降水、鋼板樁圍堰、壓漿堵水或等凍結(jié)法施工防排水方法。6.1.4輔助工作6.2暗挖法暗挖法是指在特定條件下，不開挖地面，全部在地下進行開挖和修筑襯砌結(jié)構(gòu)的隧道施工方法。它是城市地下工程施工的主要方法之一，適用于不宜明挖施工的含水量較小的各種地層，尤其對城市城區(qū)地面建筑物密集、交通運輸繁忙、地下管線密布，且對地沉陷要求嚴(yán)格的情況下的地下結(jié)構(gòu)工程更為適用。隨著地面交通運輸量越來越大，以及人們環(huán)境保護意識的提高，地下工程暗挖法已經(jīng)逐漸取代明挖法而廣泛應(yīng)用于城市地下施工。

6.2暗挖法暗挖法施工具有下列特點：①受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響較大；②工作條件差、工作面少而狹窄、工作環(huán)境差；③暗挖法施工對地面影響較小，但埋置較淺時可能導(dǎo)致地面沉陷；④有大量廢土、碎石須妥善處理。暗挖法主要包括：鉆爆法（礦山法）、盾構(gòu)法、掘進機法、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。尤其以淺埋暗挖法、盾構(gòu)法、頂管法和掘進機（TMB）法等應(yīng)用較為廣泛。

暗挖法施工具有下列特點：①受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響較大暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖一般堅硬巖層中的隧道均采用該方法施工，如大瑤山隧道、秦嶺隧道等。挖襯埋深一般大于10m暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖一般堅硬巖層中的隧道均采用該方法施工淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖初襯二襯超前支護錨桿、管棚或灌漿埋深一般小于5m一般用于城市交通繁忙地帶，不允許中斷交通，且地質(zhì)條件又較差的地段，武漢市的地下過街通道大多采用該法施工。如武漢廣場、武漢會展中心、洪山廣場過街通道等取決于圍巖類型淺埋暗挖法地下結(jié)構(gòu)施工示意圖初襯二襯超前支護錨桿、管棚或灌漿暗挖法的技術(shù)核心就是新奧法的基本原理，施工中采用多種輔助措施加固圍巖，充分調(diào)動圍巖的自承能力，開挖后及時支護、封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護體系，是一種抑制圍巖過大變形的綜合配套施工技術(shù)。新奧法充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，對圍巖進行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過對圍巖和支護的量測和監(jiān)控，指導(dǎo)地下工程的設(shè)計和施工。淺埋暗挖法是針對埋置深度較淺、松散不穩(wěn)定的上層和軟弱破碎巖層施工而提出來的。暗挖法的技術(shù)核心就是新奧法的基本原理，施工中采用多種輔助措施6.2.1淺埋暗挖法淺埋暗挖法是在近十幾年發(fā)展起來的一種新方法，該方法現(xiàn)在已經(jīng)在城市地鐵、市政地下管網(wǎng)及地下空間的其他淺埋地下結(jié)構(gòu)物的工程設(shè)計與施工中廣泛應(yīng)用。如何有效控制淺埋地下工程施工擾動誘發(fā)的地面移動變形，成為淺埋地下工程設(shè)計與施工研究的重點、難點和熱點問題?；趶目刂频孛孀冃巍p少對環(huán)境的不利影響、降低施工成本等方面考慮，形成了各種適用于淺埋地下工程施工地方法。為了達到及時支護，防止地層沉降的目的，必須完全穩(wěn)定后，再敷設(shè)防水隔離板，施加二次模筑混凝土襯砌，這是最符合地下工程受力特點的一種結(jié)構(gòu)。6.2.1淺埋暗挖法該開挖方法有全斷面法、正臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、中隔壁法（CD法）、交叉隔壁法（CRD法）、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法（眼鏡工法）、洞樁法（PBA法）、中洞法及側(cè)洞法等。該方法具有靈活多變，對地面建筑、道路和地下管網(wǎng)影響不大，拆遷占地少、不擾民、不污染城市環(huán)境，是目前較先進的施工方法。該方法在鐵路、公路及軟弱地層中也開始應(yīng)用。該開挖方法有全斷面法、正臺階法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、中隔壁法（CD1.全斷面開挖法全斷面開挖法施工操作比較簡單，主要工序：使用移動式鉆孔臺車，首先全斷面一次鉆孔，并進行裝藥連線，然后將鉆孔臺車后退到50m以外的安全地點，再起爆，一次爆破成型，出渣后鉆孔臺車再推移至開挖面就位，開始下一個鉆爆作業(yè)循環(huán)。同時，施作初期支護，鋪設(shè)防水隔離層（或不鋪設(shè)），進行二次筑模襯砌。1.全斷面開挖法全斷面法施工工序示意圖全斷面法施工工序示意圖城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件隧道施工預(yù)支護措施在軟弱圍巖中施工最重要的是提高圍巖的自支護能力，保證開挖及后續(xù)作業(yè)的進行。必須采用施工輔助措施對地層進行預(yù)支護或預(yù)加固。

鐵路隧道施工中經(jīng)常采用的輔助措施有：留核心土；噴射混凝土封閉開挖工作面；超前錨桿、插板、或小鋼管；管棚；臨時仰拱封底；超前小導(dǎo)管注漿；開挖工作面及圍巖預(yù)注；垂直錨桿；水平高壓旋噴；預(yù)襯砌；凍結(jié)法等。上述措施的選用應(yīng)視圍巖條件、涌水狀況、施工方法、環(huán)境要求等而定，一般宜采用幾種措施綜合治理。隧道施工預(yù)支護措施在軟弱圍巖中施工最重要的是一、超前錨桿、小鋼管此法的要點是開挖掘進前，在開挖面頂部一定范圍內(nèi)，沿坑道設(shè)計輪廓線，向巖體內(nèi)打入一排縱向錨桿(或型鋼，或小鋼管)，以形成一道頂部加固的巖石棚(圖6-86)。然后，在此棚保護下進行開挖。超前錨桿宜采用早強砂漿錨桿。小鋼管應(yīng)平直，尾部焊箍.，頂部做成尖錐狀。對于小鋼管來說，其外插角的偏差不應(yīng)超過5°，孔位偏差不應(yīng)超過100mm，頂入鉆孔的長度不小于管長的90％。開挖后應(yīng)及時噴射混凝土，并盡快封閉環(huán)形初期支護。一、超前錨桿、小鋼管超前錨桿宜采用早強砂漿城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件二、管棚管棚是在隧道開挖之前沿隧道開挖斷面外輪廓，以一定間隔與隧道平行鉆孔、插入鋼管，再從插入的鋼管內(nèi)壓注充填水泥漿或砂漿，來增加鋼管外圍巖的抗剪切強度，并使鋼管與圍巖一體化，由管棚和圍巖構(gòu)成棚架體系(圖6-87)。圖6-87管棚預(yù)支護圍巖二、管棚圖6-87管棚預(yù)支護圍巖管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大，用于對圍巖變形及地表下沉有較嚴(yán)格限制要求的軟弱破碎圍巖隧道工程中。在設(shè)計中，要充分考慮地質(zhì)、周邊環(huán)境、隧道開挖斷面、埋深以及開挖方法等，決定管棚的配置、形狀、施工范圍、管棚間隔及斷面等。一般多采用圖6-88所示的形狀。a)扇形配置;b)半圓形配置;c)門形配置;d)全周形配置;e)上半單側(cè)配置;f)上半雙排配置;g)一字形配置圖6-88管棚的配置和形狀管棚主要適用于圍巖壓力來得快來得大，用于對圍巖變?nèi)⒊靶?dǎo)管注漿此法的要點是在開挖掘進前，先用5cm～10cm厚的噴混凝土將開挖面和5m范圍內(nèi)的坑道封閉，然后沿坑道周邊打入帶孔的縱向小導(dǎo)管。由上而下的向小導(dǎo)管內(nèi)壓漿，漿液即由導(dǎo)管滲透到地層中，待漿液硬化后，即在坑道周圍形成一個加固了的巖石圈，在此圈的防護下即可安全地進行開挖（圖6-91）。小導(dǎo)管一般采用直徑32mm的焊接鋼管或直徑40mm的無縫鋼管制作，長度宜為3m～6m，前端做成尖錐形，前段管壁上每隔10cm～20cm交錯鉆眼，眼孔直徑宜為6mm～8mm。如圖6-84c所示。三、超前小導(dǎo)管注漿小導(dǎo)管一般采用直徑32mm的焊接超前小導(dǎo)管注漿超前小導(dǎo)管注漿四、預(yù)注漿加固圍巖預(yù)注漿方法是先在掌子面前方的圍巖中將漿液注入，從而提高了地層的強度和穩(wěn)定性，降低了滲透性，形成了較大范圍的筒狀封閉加固區(qū)，然后在其范圍內(nèi)進行開挖作業(yè)。四、預(yù)注漿加固圍巖工作面預(yù)注漿廣州地鐵地表深孔分段注漿技術(shù)工作面預(yù)注漿廣州地鐵地表深孔分段注漿技術(shù)無釘鋪設(shè)塑料防水層技術(shù)渝懷線圓梁山隧道注漿技術(shù)無釘鋪設(shè)塑料防水層技術(shù)渝懷線圓梁山隧道注漿技術(shù)全斷面法主要適用于Ⅰ～Ⅲ類圍巖、土質(zhì)穩(wěn)定、斷面較小的隧道施工，當(dāng)斷面在50m2以下，隧道又處于Ⅲ類圍巖地層時，為了減少對地層的擾動次數(shù)，在采取局部注漿等輔助施工措施加固地層后，也可采用全斷面法施工。但在第四紀(jì)地層中采用此施工方法時，斷面一般均在20m２以下，且施工中仍須特別注意，山嶺隧道及小斷面城市地下電力、熱力、電信等管道工程施工多用此法。全斷面法主要適用于Ⅰ～Ⅲ類圍巖、土質(zhì)穩(wěn)定、斷面較小的隧道施工優(yōu)點：全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，便于施工組織的管理。缺點：（1）由于開挖面較大，圍巖穩(wěn)定性降低，且每個循環(huán)工作量較大。（2）每次深孔爆破引起的震動較大，因此要求進行精心的鉆爆設(shè)計，并嚴(yán)格控制爆破作業(yè)。

優(yōu)點：全斷面開挖法有較大的作業(yè)空間，有利于采用大型配套機械化2.臺階開挖法臺階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個或幾個部分，分步開挖，如圖6-4。根據(jù)地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法﹑中隔墻臺階法等。該法在淺埋暗挖法中應(yīng)用最廣，可根據(jù)工程實際、地層條件和機械條件，選擇適合的臺階方式。正臺階法開挖優(yōu)點很多，能較早地使支護閉合，有利于控制其結(jié)構(gòu)變形及由此引起的地面沉降。上臺階長度（L）一般控制在1~1.5倍洞徑（D），根據(jù)地層情況，可選擇兩步或多步開挖法。

2.臺階開挖法臺階法施工工序示意圖臺階法施工工序示意圖大跨隧道軟弱圍巖施工大跨隧道軟弱圍巖施工1）上下兩部分步開挖法。采用此法，若地層較好（Ⅳ～Ⅴ類），可將斷面分成上下兩個臺階開挖，上臺階長度一般控制在1~1.5倍洞徑（D）以內(nèi)，但必須在地層失去自穩(wěn)能力之前盡快開挖下臺階，支護后形成封閉結(jié)構(gòu)。若地層較差，為了穩(wěn)定工作面，也可輔以小導(dǎo)管超前支護等措施。1）上下兩部分步開挖法。2）分步開挖留核心土該法適用于較差的地層，圍巖級別Ⅵ、Ⅴ類，上臺階取1倍洞徑左右環(huán)形開挖，留核心土。用系統(tǒng)小導(dǎo)管超前支護、預(yù)注漿穩(wěn)定工作面；用網(wǎng)構(gòu)鋼拱架做初期支護；拱腳、墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。從斷面開挖到初期支護、仰拱封閉不能超過10d，以確保地面沉陷控制在50mm以內(nèi)。2）分步開挖留核心土弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土施工工序示意圖弧形導(dǎo)坑預(yù)留核心土施工工序示意圖對于臺階法的評價：（1）靈活多變，適用性強。凡是軟弱圍巖、第四紀(jì)沉積地層，必須采用正臺階法，這是各種不同方法中的基本方法。而且，當(dāng)遇到地層變化（變好或變壞），都能及時更改、變換成其他方法，所以被稱為淺埋暗挖施工方法之母。（2）具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度。臺階有利于開挖面的穩(wěn)定性，尤其是上部開挖支護后，下部作業(yè)則較為安全。當(dāng)?shù)貙訜o水、洞跨小于10m時，均可采用該方法。（3）臺階法開挖的缺點是上下部作業(yè)互相干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時對上部穩(wěn)定性的影響，還應(yīng)注意臺階開挖會增加圍巖擾動的次數(shù)等。對于臺階法的評價：3.分步開挖法分步開挖法主要適用于地層較差的大斷面地下工程，尤其是限制地面沉降的城市地下工程，包括單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法、中隔墻法（CD、CRD工法）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法（也稱眼鏡工法）和雙隔墻中間預(yù)留核心土法等多種形式。3.分步開挖法（1）單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法主要適用于地層較差、斷面較大，采用臺階法開挖有困難的地層。采用該法可變大跨斷面為小跨斷面。大跨多不小于10m，可采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法，將導(dǎo)坑跨度定為3~4m，這樣就可將大跨變成3~4m跨和6~10m跨。這種施工方法簡單而可靠。采用該法開挖時，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離一般在2倍洞徑以上，為穩(wěn)定工作面，經(jīng)常和超前小導(dǎo)管預(yù)注漿等輔助施工措施配合使用，一般采用人工開挖，人工和機械混合出渣。（1）單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法開挖方式單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法開挖方式（2）中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD法）a概述中隔墻法也稱CD工法，主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體，且地面沉降要求嚴(yán)格的地下工程施工。當(dāng)CD工法仍不能滿足要求時，可在CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時仰拱，即所謂的交叉中隔墻法（也稱CRD工法）。CRD工法的最大特點是將大斷面施工化成小斷面施工，各個局部封閉成環(huán)的時間短，控制早期沉降好，每個步序受力體系完整。因此，結(jié)構(gòu)受力均勻，形變小。另外，由于支護剛度大，施工時隧道整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。（2）中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD法）中隔壁（CD）法施工工序示意圖中隔壁（CD）法施工工序示意圖交叉中隔壁（CRD）法施工工序示意圖交叉中隔壁（CRD）法施工工序示意圖CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)CRD工法超淺埋大跨度施工技術(shù)b方法對比大量施工實例資料的統(tǒng)計結(jié)果表明，CRD工法優(yōu)于CD工法（前者比后者減少地面沉降近50%），而CD工法優(yōu)于眼鏡工法。但CRD工法施工工序復(fù)雜，隔墻拆除困難，成本較高，進度較慢，一般在第四紀(jì)地層中修建大斷面地下結(jié)構(gòu)物（如停車場），且地面沉降要求嚴(yán)格時才使用。采用中隔墻法施工時，每步的臺階長度都應(yīng)控制，一般為5~7m。為穩(wěn)定工作面，往往與預(yù)注漿等輔助施工措施配合使用，采用人工開挖、人工出渣方式。

b方法對比（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法也稱眼鏡法，也是變大跨度為小跨度的施工方法，其實質(zhì)是將大跨度（﹥20m）分成三個小跨度進行作業(yè)，主要適用于地層較差、斷面很大、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法無法滿足要求的三線或多線大斷面鐵路隧道及地下工程。該法工序較復(fù)雜，導(dǎo)坑的支護拆除困難，有可能由于測量誤差而引起鋼架連接困難，從而加大了下沉值，而且成本較高，進度較慢。

（3）雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法施工時，應(yīng)先開挖兩側(cè)的側(cè)壁導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)按正臺階法施工，當(dāng)隧道跨度較大且地質(zhì)情況較差時，上臺階也可采用中隔墻法或環(huán)形留核心土法開挖，并及時施作初期支護結(jié)構(gòu)，在初期支護的保護下，逐層開挖下臺階至基底，并進行仰拱或底板的施工。施工過程中，左右側(cè)壁導(dǎo)洞錯開應(yīng)不小于15m，確定這個數(shù)值的前提是，在開挖中引起的導(dǎo)洞周邊圍巖的應(yīng)力重新分布不影響已完成的導(dǎo)洞。關(guān)于上、下臺階之間的距離，可視具體情況，按臺階法確定。

施工時，應(yīng)先開挖兩側(cè)的側(cè)壁導(dǎo)洞，在導(dǎo)洞內(nèi)按正臺階法施工，當(dāng)隧雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序示意圖雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工序示意圖三線大跨隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工三線大跨隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工6.3盾構(gòu)法盾構(gòu)法是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法，它是將盾構(gòu)機械在地層中推進，通過盾構(gòu)外殼和管片支承四周圍巖防止發(fā)生往隧道內(nèi)的坍塌，同時在開挖面前方用切削裝置進行土體開挖，通過出土機械運出洞外，靠千斤頂在后部加壓頂進，并拼裝預(yù)制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)的一種機械化施工方法。

6.3盾構(gòu)法盾構(gòu)機實物盾構(gòu)機實物盾構(gòu)機頭部盾構(gòu)機頭部1.盾構(gòu)施工原理馬達驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)切削土體，同時盾構(gòu)機液壓千斤頂將盾構(gòu)機向前推進，并向密封倉內(nèi)加入塑流化改性材料，與開挖面切削下來的土體經(jīng)過充分?jǐn)嚢?，形成具有一定塑流性和透水性低的塑流體。同時通過伺服控制盾構(gòu)機推進千斤頂速度與螺旋輸送機向外排土的速度相匹配，經(jīng)艙內(nèi)塑流體向開挖面?zhèn)鬟f設(shè)定的平衡壓力，實現(xiàn)盾構(gòu)機始終在保持動態(tài)平衡的條件下連續(xù)向前推進。1.盾構(gòu)施工原理盾構(gòu)機效果圖盾構(gòu)的種類很多，目前廣泛采用最先進的盾構(gòu)有泥水加壓復(fù)合式盾構(gòu)和土壓復(fù)合式盾構(gòu)。盾構(gòu)機效果圖盾構(gòu)的種類很多，目前廣泛采用最先進的盾構(gòu)有泥水加盾構(gòu)機主要組成部分盾構(gòu)機主要組成部分城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件盾構(gòu)成型隧道盾構(gòu)成型隧道2.盾構(gòu)法施工的基本條件:在松軟含水地層，或地下線路等設(shè)施埋深達到10m或更深時，可以采用盾構(gòu)法，即，（1）線位上允許建造用于盾構(gòu)進出洞和出碴進料的工作井.（2）隧道要有足夠的埋深，覆土深度宜不小于盾構(gòu)直徑。（3）相對均質(zhì)的地質(zhì)條件。（4）如果是雙洞則要有足夠的線間距，洞與洞及洞與其它建（構(gòu)）筑物之間所夾土（巖）體加固處理的最小厚度為水平方向1.0m，豎直方向1.5m。（5）從經(jīng)濟角度講，連續(xù)的施工長度不小于300m。2.盾構(gòu)法施工的基本條件:3.盾構(gòu)法施工步驟：盾構(gòu)施工方法由以下幾個步驟組成：第一，在置放盾構(gòu)機的地方打一個垂直井，再用混泥土墻進行加固；第二，將盾構(gòu)機安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂；第三，用千斤頂之力驅(qū)動井底部的盾構(gòu)機往水平方向前進，形成隧道；第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。盾構(gòu)法施工中，其隧道一般采用以預(yù)制管片拼裝的圓形襯砌，也可采用擠壓混凝土圓形襯砌，必要時可再澆筑一層內(nèi)襯砌，形成防水功能好的圓形雙層襯砌。3.盾構(gòu)法施工步驟：城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件城市地下空間工程導(dǎo)論第六章課件4.盾構(gòu)法施工的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）安全開挖和襯砌，掘進速度快；（2）盾構(gòu)的推進、出土、拼裝襯砌等全過程可實現(xiàn)自動化作業(yè)，施工勞動強度低。（3）不影響地面交通與設(shè)施，同時不影響地下管線等設(shè)施；（4）穿越河道時不影響航運，施工中不受季節(jié)、風(fēng)雨等氣候條件影響，施工中沒有噪音和擾動；（5）在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟方面的優(yōu)越性。缺點：（1）斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差；（2）新型盾構(gòu)購置費昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟。4.盾構(gòu)法施工的優(yōu)缺點盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)(隧道)施工示意圖盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)埋深大的隧道工程，可穿越江河、湖泊、海底、地面建筑物和地下管線密集區(qū)的下部。

盾構(gòu)法地下結(jié)構(gòu)(隧道)施工示意圖盾構(gòu)法隧道施工適用于軟土地區(qū)6.4頂管法頂管施工法是繼盾構(gòu)法之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，主要用于地下進水管、排水管、煤氣管、電訊電纜管的施工。它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等，是一種非開挖的敷設(shè)地下管道的施工方法，起源于美國。6.4頂管法1.頂管施工的基本原理先在工作坑內(nèi)設(shè)置支座和安裝液壓千斤頂，借助主頂油缸及管道間等的推力，把工具管或掘進機從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)吊起，與此同時，緊隨工具管或掘進機后面，將預(yù)制的管段頂入地層。頂管法是一種邊頂進，邊開挖地層，邊將管段接長的管道埋設(shè)方法。1.頂管施工的基本原理頂管法施工順序注：1-預(yù)制的混凝土管；2-運輸車；3-扶梯；4-主頂油泵；5-行車；6-安全護欄；7-潤滑注漿系統(tǒng)；8-操縱房；9-配電