淺埋暗挖法施工課件

隧道工程

淺埋暗挖法施工1

隧道工程

淺埋暗挖法施工1一、

概述1、

淺埋地下工程基本概念

(1)淺埋隧道定義鐵路隧道定義：對于單線或雙線隧道洞頂埋深小于：VI級圍巖35-40m、V級圍巖18-25m、IV級圍巖10-14m、III級圍巖5-7m，為淺埋隧道。城市地鐵：覆跨比H/D在0.6-1.5時(shí)為淺埋，H/D小于0.6時(shí)為超淺埋。(2)淺埋隧道特點(diǎn)最大的特點(diǎn)是埋深淺，施工過程中由于地層損失而引起地面移動(dòng)明顯，對周邊環(huán)境的影響較大。因此對開挖、支護(hù)、襯砌、排水、注漿等方法提出更高要求，施工難度增加。2一、

概述2

(3)淺埋地下工程的施工方法

主要包括：明挖法（蓋挖法）、盾構(gòu)法、淺埋暗挖法。淺埋地下工程施工方法優(yōu)缺點(diǎn)比較3(3)淺埋地下工程的施工方法淺埋地下工程施工方法前德國地鐵建造成本的變化

2、淺埋暗挖法基本原理(1)淺埋暗挖法名稱的確定在小導(dǎo)管超前支護(hù)技術(shù)、格柵拱架制造技術(shù)、正臺階環(huán)形開挖留核心土方法、監(jiān)控量測技術(shù)等基礎(chǔ)上，在軟弱地層必須快速施工的理念，突出時(shí)空效應(yīng)對防塌的重要作用。并在軍都山黃土隧道、北京地鐵復(fù)興門折返線、復(fù)—八線、西單車站采用淺埋暗挖技術(shù)取得了巨大的成功。4前德國地鐵建造成本的變化2、淺埋暗挖法基本原1987年8月，北京市科委與鐵道部科技司共同組織鑒定會(huì)，對淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行評價(jià)，會(huì)上確定取名為：淺埋暗挖法，適用范圍：各種軟弱地層的地下工程設(shè)計(jì)與施工。淺埋暗挖法又經(jīng)過十幾年的廣泛應(yīng)用，形成了一套完整的配套技術(shù)，被評為國家級工法，并正式提出“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”十八字方針。軍都山隧道（1988）（第一次用小導(dǎo)管、網(wǎng)構(gòu)鋼架）北京地鐵復(fù)興門折返線（1987）（國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)）51987年8月，北京市科委與鐵道部科技司共同組第一次用淺埋暗挖法建成北京地鐵車站試驗(yàn)段第一次用淺埋暗挖法建成京珠高速烏龍嶺雙連拱隧道(2)淺埋暗挖法施工原理淺埋暗挖法沿用了新奧法的基本原理：采用復(fù)合襯砌，初期支護(hù)承擔(dān)全部基本荷載，二襯作為安全儲備，初支、二襯共同承擔(dān)特殊荷載；采用多種輔助工法，超前支護(hù)，改善加固圍巖，調(diào)動(dòng)部分圍巖自承能力；采用不同開挖方法及時(shí)支護(hù)封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系；采用信息化設(shè)計(jì)與施工。6第一次用淺埋暗挖法建成第一次用淺埋暗挖法建成(2淺埋暗挖法大多用于第四紀(jì)軟弱地層的地下工程，圍巖自承能力很差，為控制地表沉降，初期支護(hù)剛度要大、要及時(shí)。特征曲線中C點(diǎn)盡量靠近A點(diǎn)，即盡量增大支護(hù)的承載，減少圍巖的自承載。要做到這點(diǎn)，必須遵守十八字方針，初支必須從上向下施工，初支基本穩(wěn)定后才能做二襯，且必須從下到上施工。7淺埋暗挖法大多用于第四紀(jì)軟弱地層的地下工程，圍

3、淺埋暗挖法的發(fā)展方向淺埋暗挖法具有很多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是：施工速度慢，施工工藝受施工隊(duì)伍的技術(shù)水平限制等。發(fā)展的方向：

(1)拓寬淺埋暗挖法的應(yīng)用范圍目前淺埋暗挖法已經(jīng)推廣到廣州、深圳、北京、杭州等地特殊的流沙、淤泥、含水砂層、流塑、半流塑地層；埋深縮小到0.8m；暗挖施工的車站跨度達(dá)26m；穿越密集民房。隨著建設(shè)項(xiàng)目的增多，還需進(jìn)一步研究新的輔助工法和施工工藝，以適應(yīng)各種地層條件、埋深、跨度等方面的要求。

83、淺埋暗挖法的發(fā)展方向8

(2)以信息化設(shè)計(jì)法補(bǔ)充和豐富傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)類比設(shè)計(jì)法根據(jù)地表建筑物條件，選擇合理的沉降值和結(jié)構(gòu)剛度，并通過監(jiān)控量測資料，及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化支護(hù)參數(shù)。對于地面無建筑物、地下無管線、對地面沉降要求不高時(shí)，可采用剛度較小的支護(hù)結(jié)構(gòu)，以發(fā)揮圍巖的自承能力；對于地面沉降要求比較嚴(yán)格的區(qū)段，應(yīng)采用剛度較大、先柔后剛的網(wǎng)構(gòu)鋼拱架支護(hù)結(jié)構(gòu)，以防止圍巖過渡變形。

(3)選擇適宜的輔助施工措施常用的有：環(huán)形開挖留核心土；噴混凝土封閉開挖工作面；超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護(hù)；超前小導(dǎo)管周邊注漿支護(hù)；設(shè)置上半斷面臨時(shí)仰拱；深孔注漿加固地層；長管棚超前支護(hù)；特殊地層凍結(jié)法；水平旋噴超前支護(hù)；地面錨桿或高壓旋噴加固地層；降低洞內(nèi)、洞外地下水位；洞內(nèi)超前降排水。9(2)以信息化設(shè)計(jì)法補(bǔ)充和豐富傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)類

(4)選擇合理的支護(hù)參數(shù)和施工方法(a)支護(hù)要及時(shí)，不僅能減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載，還能避免地層的過分變形。(b)對淺埋軟弱地層，錨桿作用降低，尤其頂部兩側(cè)30度范圍內(nèi)錨桿是承壓的，可取消該區(qū)的錨桿。超前小導(dǎo)管是有效的，第一臺階一般2.5—2.7m，小導(dǎo)管長3.5m—3.7m，以確保1m左右導(dǎo)管插入破裂面以外。(c)作為初支的噴混凝土厚度要合理，太厚不利于混凝土材料力學(xué)性能的發(fā)揮，當(dāng)厚度dD/40（D為洞徑），噴混凝土支護(hù)接近無彎矩狀態(tài)，支護(hù)結(jié)構(gòu)性能較好。因此，用增噴混凝土厚度的方法來加強(qiáng)支護(hù)效果較差，應(yīng)在采用合理的噴射方法、材料、配合比、外加劑上想辦法，比如用濕噴、潮噴法，加聚丙烯纖維等。10(4)選擇合理的支護(hù)參數(shù)和施工方法10(d)采用正確的施工方法，從工程造價(jià)和施工速度考慮：施工方法的選擇順序應(yīng)為：正臺階—臺階設(shè)臨時(shí)仰拱—CD工法—CRD工法—眼鏡工法，從施工安全考慮，順序正好反過來。(5)富水地層的結(jié)構(gòu)防水

目前的設(shè)計(jì)思路是：第一道防水線是初支和二襯之間鋪設(shè)全包防水板；第二道防水線是二襯防水混凝土。

實(shí)踐證明：在無水或少水地層是有效的，在富水地層失敗。原因：(a)初支表面混凝土不平整，錨桿頭也難于處理，難以保證防水板的完整性，特別是鋼筋混凝土更易造成防水板破壞，這樣封閉防水層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想得不到落實(shí)。(b)防水板與初支之間容易形成水囊，一旦防水板破裂，水就會(huì)在薄弱環(huán)節(jié)尋找出路，造成施工縫漏水。11(d)采用正確的施工方法，從工程造價(jià)和施工(c)采用全包防水板，水壓直接作用在二襯上，容易造成襯砌開裂而漏水。

改進(jìn)措施：(a)加強(qiáng)初期支護(hù)的防水能力，提倡噴射防水混凝土，也可在初支與圍巖之間進(jìn)行填充注漿，把地下水拒之初支之外。(b)在初支表面布設(shè)一定數(shù)量的引水盲管，將少量初支滲漏水引排出去，防水板鋪設(shè)到墻腳配合二襯防水混凝土防水，仰拱不鋪設(shè)防水層，對進(jìn)入初支結(jié)構(gòu)和二襯之間的滲漏水應(yīng)遵照以排為主的原則處理。12(c)采用全包防水板，水壓直接作用在二襯上，二、淺埋暗挖法施工原則及方法的比較1、淺埋暗挖法施工原則(1)根據(jù)地層情況、地面建筑物特點(diǎn)及機(jī)械配備情況，選擇對地層擾動(dòng)小、經(jīng)濟(jì)、快速的開挖方法。若斷面大或地層較差：可采用經(jīng)濟(jì)合理的輔助工法和相應(yīng)的分部正臺階開挖法；若斷面小或地層較好：可用全斷面開挖法。(2)應(yīng)重視輔助工法的選擇，當(dāng)?shù)貙虞^差、開挖面不能自穩(wěn)時(shí)，采取輔助施工措施后，仍應(yīng)優(yōu)先采用大斷面開挖法。(3)應(yīng)選擇能適應(yīng)不同地層和不同斷面的開挖、通風(fēng)、噴錨、裝運(yùn)、防水、二襯作業(yè)的配套幾具，為快速施工創(chuàng)造條件，設(shè)備投入量一般不少于工程造價(jià)的10%。(4)施工過程的監(jiān)控量測與反饋非常重要，必須作為重要的工序。13二、淺埋暗挖法施工原則及方法的比較13(5)工序安排要突出及時(shí)性，地層差時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行十八字方針。(6)提高職工素質(zhì)，組織綜合工班進(jìn)行作業(yè)，以提高質(zhì)量和速度。(7)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，洞內(nèi)外都要處理好施工、人員、環(huán)境三者的關(guān)系。(8)應(yīng)采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行工序時(shí)間調(diào)整，進(jìn)行進(jìn)度、安全、機(jī)械、監(jiān)測、質(zhì)量、材料、環(huán)境管理。

2、淺埋暗挖施工方法的比較

14(5)工序安排要突出及時(shí)性，地層差時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格淺埋暗挖各施工方法的比較15淺埋暗挖各施工方法的比較15三、全斷面開挖作業(yè)

(1)施工順序全斷面開挖法施工操作比較簡單，主要工序：使用移動(dòng)式鉆孔臺車，首先全斷面一次鉆孔，并進(jìn)行裝藥連線，然后將鉆孔臺車退后50m以外的安全地點(diǎn)，再起爆，一次爆破成型，出碴后鉆孔臺車再推移到開挖面就位，開始下一個(gè)鉆爆作業(yè)循環(huán)，同時(shí)，施作初期支護(hù)，鋪防水隔離層（或不鋪），進(jìn)行二次模筑襯砌。

該流程突出兩點(diǎn)：增加機(jī)械手進(jìn)行復(fù)噴作業(yè)，先初噴后復(fù)噴，以利于穩(wěn)定地層和加快施工進(jìn)度；鋪底混凝土必須提前施作，且不滯后200m，大那個(gè)地層較差時(shí)鋪底應(yīng)緊跟，這是確保施工安全和質(zhì)量的重要做法。16三、全斷面開挖作業(yè)16（2）適用范圍全斷面法主要適用于I~II級圍巖，當(dāng)斷面在50㎡以下，隧道又處于IV級圍巖地層時(shí)，為了減少對地層的擾動(dòng)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(shí)，斷面一般均在20㎡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。（3）優(yōu)缺點(diǎn)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(jī)械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，便于施工組織和管理。但由于開挖面較大，圍巖穩(wěn)定性降低，且每個(gè)循環(huán)工作量較大。每次深孔爆破引起的震動(dòng)較大，因此要求進(jìn)行精心的鉆爆設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制爆破作業(yè)。17（2）適用范圍17四、臺階法開挖臺階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個(gè)或幾個(gè)部分，即分成上下兩個(gè)斷面或幾個(gè)工作面，分步開挖，根據(jù)地層條件和機(jī)械配備情況，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(shí)際、地層條件和機(jī)械條件，選擇合適的臺階方式。

1、正臺階法開挖正臺階法開挖優(yōu)點(diǎn)很多，能較早地使支護(hù)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。18四、臺階法開挖18（1）上下兩部分步開挖法

采用此法，若地層較好（III~IV級），可將斷面分成上下兩個(gè)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(hù)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(hù)等措施。19（1）上下兩部分步開挖法19（2）多部分步開挖留核心土

該法適用于較差的地層，圍巖級別為V、VI級，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(hù)、預(yù)注漿穩(wěn)定工作面；用網(wǎng)鉤鋼拱架做初期支護(hù)；拱腳、墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。從斷面開挖到初期支護(hù)、仰拱封閉不能超過10d，以確保地面沉陷控制在50mm以內(nèi)。

20（2）多部分步開挖留核心土202、有關(guān)臺階長度問題

臺階長度之所以定為1倍洞徑（D），主要因?yàn)椋旱孛娉两挡蝗菰S超過30mm，承載拱的跨度約為1倍洞徑。

在1倍洞徑區(qū)段周圍地層產(chǎn)生橫向和縱向兩個(gè)承載拱的作用，這對開挖是有利的，臺階長度超過1倍洞徑將失去縱向承載拱受力結(jié)構(gòu)，僅有橫向平面承載拱受力結(jié)構(gòu)。上臺階若選用大于1.5倍洞徑的長臺階，在開挖時(shí)縱向變位大，上臺階斷面形狀不利于受力，而且容易引起周圍地層松動(dòng)，塑性區(qū)增大，造成拱腳附近受力大而使其失去穩(wěn)定性。上臺階若過短，小于1倍洞徑，因洞內(nèi)縱向破裂面超過工作面，易造成洞頂土體下滑，引起工作面不穩(wěn)定，所以軟弱地層不能采用短臺階法施工，但是若用硬巖爆破法施工時(shí)，為了便于風(fēng)鉆打眼，可設(shè)置超短臺階。

212、有關(guān)臺階長度問題21縱向承載拱上臺階過長引起松動(dòng)荷載開挖過程縱向變位影響長度22縱向承載拱上臺階過長引起松動(dòng)從安全角度考慮，臺階長度定為1倍洞徑是合理的，施工機(jī)械的配置也應(yīng)遵守這個(gè)原則。因此，在采用正臺階法施工時(shí)，應(yīng)樹立一個(gè)概念，不要分長臺階、短臺階、微臺階，這是長期施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，有關(guān)施工規(guī)范中也取消了這種說法，也不再提半斷面法開挖。需要說明的是，在II類砂卵石地層中進(jìn)行大斷面正臺階開挖，必須同時(shí)實(shí)施深孔注漿和小導(dǎo)管超前支護(hù)、預(yù)注漿輔助工法。

3、正臺階法開挖優(yōu)缺點(diǎn)(1)靈活多變，適用性強(qiáng)。凡是軟弱圍巖、第四紀(jì)沉積地層，必須采用正臺階法，尤其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(shí)更改、變換成其他方法，所以被稱為淺埋暗挖施工方法之母。23從安全角度考慮，臺階長度定為1倍洞徑是合理的，施工機(jī)(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，尤其是上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)則較為安全。當(dāng)?shù)貙訜o水、洞跨小于10m時(shí)，均可采用該方法。(3)臺階法開挖的缺點(diǎn)是上下部作業(yè)相互干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時(shí)對上部穩(wěn)定性的影響，還應(yīng)注意臺階開挖會(huì)增加圍巖被擾動(dòng)的次數(shù)等。24(2)具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，臺階有利五、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前導(dǎo)坑法開挖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。大跨斷面多不小于10m，可采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法，將導(dǎo)坑跨度定為3~4m，這樣就可將大跨度變?yōu)?~4m跨和6~10m跨，這種施工方法簡單可靠。采用該法開挖時(shí)，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離一般在2倍洞徑以上，為了穩(wěn)定工作面，經(jīng)常和超前小導(dǎo)管注漿等輔助施工措施配合適用，一般采用人工開挖，人工和機(jī)械混合出碴。25五、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前導(dǎo)坑法開挖25六、中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD工法）開挖

(1)基本概念

CD法（CenterDiaphragm）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法仍不能滿足要求時(shí)，可在CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時(shí)仰拱，即CRD法（CrossDiaphragm）。

CD法首次在德國慕尼黑地鐵工程的實(shí)踐中獲得了成功，CRD法是日本吸取歐洲CD法的經(jīng)驗(yàn)，將原CD工法先開挖中壁一側(cè)改為兩側(cè)交叉開挖、步步封閉成環(huán)、改進(jìn)發(fā)展的一種工法。其最大特點(diǎn)是將大斷面施工化成小段面施工，各個(gè)局部封閉成環(huán)的時(shí)間短，控制早期沉降好，每個(gè)步序受力體系完整。26六、中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD工法）開挖26(2)施工順序及工藝CRD法施工國家計(jì)委地下停車場工程27(2)施工順序及工藝CRD法施工國家計(jì)委地下停2828

(3)方法的比較

大量的施工實(shí)例資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，CRD法優(yōu)于CD法（CRD法比CD法減少地面沉降近50%），而CD法又優(yōu)于眼鏡法。但是CRD工法施工工序復(fù)雜，隔墻拆除困難，成本較高，進(jìn)度較慢，一般在第四紀(jì)地層中修建大段面地下結(jié)構(gòu)物（如停車場），且地面沉降要求嚴(yán)格時(shí)才使用。每步的臺階長度都應(yīng)控制，一般為5~7m。在市區(qū)軟弱、松散的地層中，僅從控制地層位移的角度考慮，前述隧道淺埋暗挖施工方法擇優(yōu)的順序?yàn)镃RD工法→眼睛工法→CD工法→上半斷面臨時(shí)閉合法→正臺階法。而從進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)角度考慮，由于各工法的工序和臨時(shí)支護(hù)不同，其順序恰恰相反。29(3)方法的比較29七、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖(1)基本概念

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法也稱眼睛工法，也是變大跨度為小跨度的施工方法，其實(shí)質(zhì)是將大跨度（＞20m）分成三個(gè)小跨度進(jìn)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鐵工程。該法工序較復(fù)雜，導(dǎo)坑的支護(hù)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(jìn)度較慢。20世紀(jì)70年代至80年代初國內(nèi)外多用此法，目前使用較少。

30七、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖30(2)施工順序及工藝

31(2)施工順序及工藝31(2)施工順序及工藝

32(2)施工順序及工藝32八、特大斷面施工施工方法在修筑地下發(fā)電廠、地下倉庫、地下商業(yè)街及地鐵車站時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)地下大空間的施工問題。這些建筑物若在埋深較淺、軟弱不穩(wěn)定的Ⅲ~Ⅴ級圍巖中，一般用淺埋暗挖法施工。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差、斷面特大時(shí)，一般設(shè)計(jì)成多跨結(jié)構(gòu)，跨與跨之間有梁、柱連接。比如常見的三跨兩柱的大型地鐵站、地下商業(yè)街、地下停車場等，一般采用中洞法、側(cè)洞法、柱洞法及洞樁墻法（地下蓋挖法）等方法施工，其核心思想是變大斷面為中小斷面，提高施工安全度。

33八、特大斷面施工施工方法33

(1)中洞法施工中洞法施工就是先開挖中間部分（中洞），中洞內(nèi)施作梁、柱結(jié)構(gòu)上。由于中洞的跨度較大，施工中一般采用CD法、CRD法或眼睛法等進(jìn)行施作。中洞法施工工序復(fù)雜，但兩側(cè)洞對稱施工，比較容易解決側(cè)壓力從中洞初期支護(hù)轉(zhuǎn)移到梁柱上時(shí)產(chǎn)生的不平衡側(cè)壓力問題，施工引起的地面沉降較易控制。該工法多在無水、地層相對較好的時(shí)應(yīng)用。該工法空間大，施工方便，混凝土質(zhì)量也能得到保證。當(dāng)施工隊(duì)伍水平較高時(shí)，多采用該工法施工。采用該工法施工，地面沉降均勻，兩側(cè)洞的沉降曲線不會(huì)在中洞施工的沉降曲線最大點(diǎn)疊加，應(yīng)為優(yōu)選方案。

34(1)中洞法施工34

3535

(2)柱洞法施工

施工中，先在立柱位置施作一個(gè)小導(dǎo)洞，可用臺階法開挖。當(dāng)小導(dǎo)洞做好后，在洞內(nèi)再做底梁、立柱和頂梁，形成一個(gè)細(xì)而高的縱向結(jié)構(gòu)。該工法的關(guān)鍵是如何確保兩側(cè)開挖后初期支護(hù)同步作用在頂縱梁上，而且柱子左右水平力要同時(shí)加上且保持相等，這是很困難的力的平衡和力的轉(zhuǎn)換交織在一起的問題。在第④步增設(shè)強(qiáng)有力的臨時(shí)水平支撐是解決問題的一個(gè)辦法，但工程量大，不易控制。另一個(gè)辦法是在第②步的空間用片石（間層用素混凝土或三合土）回填密實(shí)，使立柱在承受不平衡水平力時(shí)，依靠回填物給予支持，這樣左邊和右邊施工就可以不同步地將水平荷載轉(zhuǎn)移到立柱縱梁上。這樣做雖能確保立柱的質(zhì)量，但造價(jià)較高。36(2)柱洞法施工36

3737

(3)側(cè)洞法施工

側(cè)洞法施工就是先開挖兩側(cè)部分（側(cè)洞），在側(cè)洞內(nèi)做梁、柱結(jié)構(gòu)，然后在開挖中間部分（中洞），并逐漸將中洞頂部荷載通過側(cè)洞初期支護(hù)轉(zhuǎn)移到梁、柱上。這種施工方法，在處理中洞頂部荷載轉(zhuǎn)移時(shí)，相對于中洞法要困難一些。兩側(cè)洞施工時(shí)，中洞上方土體經(jīng)受多次擾動(dòng)，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形。改土體直接壓在中洞上，中洞施工若不夠謹(jǐn)慎就可能發(fā)生坍塌。采用該工法施工引起的地面沉降較大，而中洞法則不會(huì)出現(xiàn)這種情況。38(3)側(cè)洞法施工38

3939

(4)樁柱法

樁柱法就是先開挖，在洞內(nèi)制作挖孔樁。梁柱完成后，再施作頂部結(jié)構(gòu)，然后在其保護(hù)下施工，實(shí)際上就是將蓋挖法施工的挖孔樁梁柱等轉(zhuǎn)入地下進(jìn)行，因此也稱做地下式蓋挖法。該工法施工工序較多，且由于地下工作環(huán)境很差，施工質(zhì)量較難保證?？酃皶r(shí)由于跨度較大，安全性稍差。該工法是為民工隊(duì)準(zhǔn)備的低水平施工法，洞內(nèi)挖孔環(huán)境破壞很大，是一種不宜過多提倡的方法。40(4)樁柱法40

4141

(5)各種開挖方式的比較42(5)各種開挖方式的比較42九、工程案例分析[案例1]北京地鐵五號線崇文門站施工技術(shù)（1）工程概況

地鐵五號線崇文門站位于崇文門路口下,采用“淺埋暗挖法”施工。車站與既有地鐵二號線崇文門站東端喇叭口式過渡段區(qū)間立交，并從其下方穿過。五號線崇文門車站結(jié)構(gòu)為雙柱三跨島式暗挖車站，車站兩端為雙層結(jié)構(gòu)（地下一層為站廳層，地下二層為站臺層），中間為單層結(jié)構(gòu)（系站臺層），車站總長度208.9m，總寬度24.2m，站臺寬度14m。車站頂板覆土：雙層結(jié)構(gòu)為8～9.3m，單層結(jié)構(gòu)為13.5m。車站施工的難點(diǎn)主要集中在新建車站近距離（凈距1.98m）暗挖施工下穿既有地鐵環(huán)線結(jié)構(gòu)。43九、工程案例分析43崇文門車站平面圖44崇文門車站平面圖44新建車站與既有線的關(guān)系45新建車站與既有線的關(guān)系45（2）過既有線施工方案采用φ600咬合管幕，鋼管管徑φ600mm，壁厚16mm，長度為36m。管幕布置在既有環(huán)線區(qū)間隧道和車站拱頂之間，距離車站初支30cm，沿車站隧道單層斷面拱部布設(shè)一環(huán)，鋼管之間采用工字鋼相互咬合，環(huán)向間距中—中為725mm。在大管棚的施工過程中，考慮到開挖時(shí)管棚在一定的階段是作為荷載存在的，同時(shí)管棚具有足夠的剛度，所以在初支施工過程中暫時(shí)不進(jìn)行管棚鋼管的填充工作，在鋼管支座施工完成后，鋼管內(nèi)再填充無收縮水泥砂漿，用來提高鋼管剛度和防止管棚鋼管腐蝕后造成地層空洞影響地鐵結(jié)構(gòu)安全。46（2）過既有線施工方案46超前φ600管幕采用水平液壓鉆孔頂管機(jī)施工，施工時(shí)水平螺旋鉆超前成孔，φ600鋼管同步頂進(jìn)（成孔孔徑小于鋼管外徑20mm），超前成孔鉆頭（φ580）和鋼管之間距離保持在+5cm、-10cm之間，φ600鋼管前端收縮至φ580。該施工工藝能夠有效的控制地層沉降，其主施工設(shè)備為液壓系統(tǒng)，施工中振動(dòng)和噪音較小。

47超前φ600管幕采用水平液壓鉆孔頂管機(jī)施工，

4848

4949

5050

[案例2]北京地鐵十號線呼家樓車站施工技術(shù)（1）工程概況

呼家樓車站是北京地鐵十號線的中間站，車站位于東三環(huán)與朝陽北路的交叉路口,呈南北走向，為分離島式暗挖車站。東三環(huán)現(xiàn)狀路寬80m，雙向8車道，兩側(cè)為輔道；朝陽北路為新建城市道路，路寬60m，雙向8車道。呼家樓站與規(guī)劃的東西走向的M6線在本站形成“十”字換乘關(guān)系。車站受交叉路口朝陽路立交橋的影響，左右線結(jié)構(gòu)分別位于橋梁兩側(cè)的輔路下，左右線兩結(jié)構(gòu)之間設(shè)聯(lián)絡(luò)通道、迂回風(fēng)道，采用洞樁法施工。車站平面及地質(zhì)剖面如下圖。51[案例2]北京地鐵十號線呼家樓車站施工技術(shù)

呼家樓車站平面圖52呼家樓車站平面圖52

呼家樓車站地質(zhì)剖面圖53呼家樓車站地質(zhì)剖面圖53（2）洞樁法施工工序圖

54（2）洞樁法施工工序圖545555該圖為小導(dǎo)洞回填施工，即上圖中的工序3。該圖為扣拱施工，即上圖中的工序4。56該圖為小導(dǎo)洞回填施工，即上圖中的工序3。該圖為中板施工完成后正在施工拱部襯砌。57該圖為中板施工完成后正在施工拱部襯砌。57

隧道工程

淺埋暗挖法施工58

隧道工程

淺埋暗挖法施工1一、

概述1、

淺埋地下工程基本概念

(1)淺埋隧道定義鐵路隧道定義：對于單線或雙線隧道洞頂埋深小于：VI級圍巖35-40m、V級圍巖18-25m、IV級圍巖10-14m、III級圍巖5-7m，為淺埋隧道。城市地鐵：覆跨比H/D在0.6-1.5時(shí)為淺埋，H/D小于0.6時(shí)為超淺埋。(2)淺埋隧道特點(diǎn)最大的特點(diǎn)是埋深淺，施工過程中由于地層損失而引起地面移動(dòng)明顯，對周邊環(huán)境的影響較大。因此對開挖、支護(hù)、襯砌、排水、注漿等方法提出更高要求，施工難度增加。59一、

概述2

(3)淺埋地下工程的施工方法

主要包括：明挖法（蓋挖法）、盾構(gòu)法、淺埋暗挖法。淺埋地下工程施工方法優(yōu)缺點(diǎn)比較60(3)淺埋地下工程的施工方法淺埋地下工程施工方法前德國地鐵建造成本的變化

2、淺埋暗挖法基本原理(1)淺埋暗挖法名稱的確定在小導(dǎo)管超前支護(hù)技術(shù)、格柵拱架制造技術(shù)、正臺階環(huán)形開挖留核心土方法、監(jiān)控量測技術(shù)等基礎(chǔ)上，在軟弱地層必須快速施工的理念，突出時(shí)空效應(yīng)對防塌的重要作用。并在軍都山黃土隧道、北京地鐵復(fù)興門折返線、復(fù)—八線、西單車站采用淺埋暗挖技術(shù)取得了巨大的成功。61前德國地鐵建造成本的變化2、淺埋暗挖法基本原1987年8月，北京市科委與鐵道部科技司共同組織鑒定會(huì)，對淺埋暗挖技術(shù)進(jìn)行評價(jià)，會(huì)上確定取名為：淺埋暗挖法，適用范圍：各種軟弱地層的地下工程設(shè)計(jì)與施工。淺埋暗挖法又經(jīng)過十幾年的廣泛應(yīng)用，形成了一套完整的配套技術(shù)，被評為國家級工法，并正式提出“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”十八字方針。軍都山隧道（1988）（第一次用小導(dǎo)管、網(wǎng)構(gòu)鋼架）北京地鐵復(fù)興門折返線（1987）（國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)）621987年8月，北京市科委與鐵道部科技司共同組第一次用淺埋暗挖法建成北京地鐵車站試驗(yàn)段第一次用淺埋暗挖法建成京珠高速烏龍嶺雙連拱隧道(2)淺埋暗挖法施工原理淺埋暗挖法沿用了新奧法的基本原理：采用復(fù)合襯砌，初期支護(hù)承擔(dān)全部基本荷載，二襯作為安全儲備，初支、二襯共同承擔(dān)特殊荷載；采用多種輔助工法，超前支護(hù)，改善加固圍巖，調(diào)動(dòng)部分圍巖自承能力；采用不同開挖方法及時(shí)支護(hù)封閉成環(huán)，使其與圍巖共同作用形成聯(lián)合支護(hù)體系；采用信息化設(shè)計(jì)與施工。63第一次用淺埋暗挖法建成第一次用淺埋暗挖法建成(2淺埋暗挖法大多用于第四紀(jì)軟弱地層的地下工程，圍巖自承能力很差，為控制地表沉降，初期支護(hù)剛度要大、要及時(shí)。特征曲線中C點(diǎn)盡量靠近A點(diǎn)，即盡量增大支護(hù)的承載，減少圍巖的自承載。要做到這點(diǎn)，必須遵守十八字方針，初支必須從上向下施工，初支基本穩(wěn)定后才能做二襯，且必須從下到上施工。64淺埋暗挖法大多用于第四紀(jì)軟弱地層的地下工程，圍

3、淺埋暗挖法的發(fā)展方向淺埋暗挖法具有很多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是：施工速度慢，施工工藝受施工隊(duì)伍的技術(shù)水平限制等。發(fā)展的方向：

(1)拓寬淺埋暗挖法的應(yīng)用范圍目前淺埋暗挖法已經(jīng)推廣到廣州、深圳、北京、杭州等地特殊的流沙、淤泥、含水砂層、流塑、半流塑地層；埋深縮小到0.8m；暗挖施工的車站跨度達(dá)26m；穿越密集民房。隨著建設(shè)項(xiàng)目的增多，還需進(jìn)一步研究新的輔助工法和施工工藝，以適應(yīng)各種地層條件、埋深、跨度等方面的要求。

653、淺埋暗挖法的發(fā)展方向8

(2)以信息化設(shè)計(jì)法補(bǔ)充和豐富傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)類比設(shè)計(jì)法根據(jù)地表建筑物條件，選擇合理的沉降值和結(jié)構(gòu)剛度，并通過監(jiān)控量測資料，及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化支護(hù)參數(shù)。對于地面無建筑物、地下無管線、對地面沉降要求不高時(shí)，可采用剛度較小的支護(hù)結(jié)構(gòu)，以發(fā)揮圍巖的自承能力；對于地面沉降要求比較嚴(yán)格的區(qū)段，應(yīng)采用剛度較大、先柔后剛的網(wǎng)構(gòu)鋼拱架支護(hù)結(jié)構(gòu)，以防止圍巖過渡變形。

(3)選擇適宜的輔助施工措施常用的有：環(huán)形開挖留核心土；噴混凝土封閉開挖工作面；超前錨桿或超前小導(dǎo)管支護(hù)；超前小導(dǎo)管周邊注漿支護(hù)；設(shè)置上半斷面臨時(shí)仰拱；深孔注漿加固地層；長管棚超前支護(hù)；特殊地層凍結(jié)法；水平旋噴超前支護(hù)；地面錨桿或高壓旋噴加固地層；降低洞內(nèi)、洞外地下水位；洞內(nèi)超前降排水。66(2)以信息化設(shè)計(jì)法補(bǔ)充和豐富傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)類

(4)選擇合理的支護(hù)參數(shù)和施工方法(a)支護(hù)要及時(shí)，不僅能減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載，還能避免地層的過分變形。(b)對淺埋軟弱地層，錨桿作用降低，尤其頂部兩側(cè)30度范圍內(nèi)錨桿是承壓的，可取消該區(qū)的錨桿。超前小導(dǎo)管是有效的，第一臺階一般2.5—2.7m，小導(dǎo)管長3.5m—3.7m，以確保1m左右導(dǎo)管插入破裂面以外。(c)作為初支的噴混凝土厚度要合理，太厚不利于混凝土材料力學(xué)性能的發(fā)揮，當(dāng)厚度dD/40（D為洞徑），噴混凝土支護(hù)接近無彎矩狀態(tài)，支護(hù)結(jié)構(gòu)性能較好。因此，用增噴混凝土厚度的方法來加強(qiáng)支護(hù)效果較差，應(yīng)在采用合理的噴射方法、材料、配合比、外加劑上想辦法，比如用濕噴、潮噴法，加聚丙烯纖維等。67(4)選擇合理的支護(hù)參數(shù)和施工方法10(d)采用正確的施工方法，從工程造價(jià)和施工速度考慮：施工方法的選擇順序應(yīng)為：正臺階—臺階設(shè)臨時(shí)仰拱—CD工法—CRD工法—眼鏡工法，從施工安全考慮，順序正好反過來。(5)富水地層的結(jié)構(gòu)防水

目前的設(shè)計(jì)思路是：第一道防水線是初支和二襯之間鋪設(shè)全包防水板；第二道防水線是二襯防水混凝土。

實(shí)踐證明：在無水或少水地層是有效的，在富水地層失敗。原因：(a)初支表面混凝土不平整，錨桿頭也難于處理，難以保證防水板的完整性，特別是鋼筋混凝土更易造成防水板破壞，這樣封閉防水層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想得不到落實(shí)。(b)防水板與初支之間容易形成水囊，一旦防水板破裂，水就會(huì)在薄弱環(huán)節(jié)尋找出路，造成施工縫漏水。68(d)采用正確的施工方法，從工程造價(jià)和施工(c)采用全包防水板，水壓直接作用在二襯上，容易造成襯砌開裂而漏水。

改進(jìn)措施：(a)加強(qiáng)初期支護(hù)的防水能力，提倡噴射防水混凝土，也可在初支與圍巖之間進(jìn)行填充注漿，把地下水拒之初支之外。(b)在初支表面布設(shè)一定數(shù)量的引水盲管，將少量初支滲漏水引排出去，防水板鋪設(shè)到墻腳配合二襯防水混凝土防水，仰拱不鋪設(shè)防水層，對進(jìn)入初支結(jié)構(gòu)和二襯之間的滲漏水應(yīng)遵照以排為主的原則處理。69(c)采用全包防水板，水壓直接作用在二襯上，二、淺埋暗挖法施工原則及方法的比較1、淺埋暗挖法施工原則(1)根據(jù)地層情況、地面建筑物特點(diǎn)及機(jī)械配備情況，選擇對地層擾動(dòng)小、經(jīng)濟(jì)、快速的開挖方法。若斷面大或地層較差：可采用經(jīng)濟(jì)合理的輔助工法和相應(yīng)的分部正臺階開挖法；若斷面小或地層較好：可用全斷面開挖法。(2)應(yīng)重視輔助工法的選擇，當(dāng)?shù)貙虞^差、開挖面不能自穩(wěn)時(shí)，采取輔助施工措施后，仍應(yīng)優(yōu)先采用大斷面開挖法。(3)應(yīng)選擇能適應(yīng)不同地層和不同斷面的開挖、通風(fēng)、噴錨、裝運(yùn)、防水、二襯作業(yè)的配套幾具，為快速施工創(chuàng)造條件，設(shè)備投入量一般不少于工程造價(jià)的10%。(4)施工過程的監(jiān)控量測與反饋非常重要，必須作為重要的工序。70二、淺埋暗挖法施工原則及方法的比較13(5)工序安排要突出及時(shí)性，地層差時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行十八字方針。(6)提高職工素質(zhì)，組織綜合工班進(jìn)行作業(yè)，以提高質(zhì)量和速度。(7)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，洞內(nèi)外都要處理好施工、人員、環(huán)境三者的關(guān)系。(8)應(yīng)采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行工序時(shí)間調(diào)整，進(jìn)行進(jìn)度、安全、機(jī)械、監(jiān)測、質(zhì)量、材料、環(huán)境管理。

2、淺埋暗挖施工方法的比較

71(5)工序安排要突出及時(shí)性，地層差時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格淺埋暗挖各施工方法的比較72淺埋暗挖各施工方法的比較15三、全斷面開挖作業(yè)

(1)施工順序全斷面開挖法施工操作比較簡單，主要工序：使用移動(dòng)式鉆孔臺車，首先全斷面一次鉆孔，并進(jìn)行裝藥連線，然后將鉆孔臺車退后50m以外的安全地點(diǎn)，再起爆，一次爆破成型，出碴后鉆孔臺車再推移到開挖面就位，開始下一個(gè)鉆爆作業(yè)循環(huán)，同時(shí)，施作初期支護(hù)，鋪防水隔離層（或不鋪），進(jìn)行二次模筑襯砌。

該流程突出兩點(diǎn)：增加機(jī)械手進(jìn)行復(fù)噴作業(yè)，先初噴后復(fù)噴，以利于穩(wěn)定地層和加快施工進(jìn)度；鋪底混凝土必須提前施作，且不滯后200m，大那個(gè)地層較差時(shí)鋪底應(yīng)緊跟，這是確保施工安全和質(zhì)量的重要做法。73三、全斷面開挖作業(yè)16（2）適用范圍全斷面法主要適用于I~II級圍巖，當(dāng)斷面在50㎡以下，隧道又處于IV級圍巖地層時(shí)，為了減少對地層的擾動(dòng)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(shí)，斷面一般均在20㎡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。（3）優(yōu)缺點(diǎn)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(jī)械化作業(yè)，提高施工速度，且工序少，便于施工組織和管理。但由于開挖面較大，圍巖穩(wěn)定性降低，且每個(gè)循環(huán)工作量較大。每次深孔爆破引起的震動(dòng)較大，因此要求進(jìn)行精心的鉆爆設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制爆破作業(yè)。74（2）適用范圍17四、臺階法開挖臺階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個(gè)或幾個(gè)部分，即分成上下兩個(gè)斷面或幾個(gè)工作面，分步開挖，根據(jù)地層條件和機(jī)械配備情況，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(shí)際、地層條件和機(jī)械條件，選擇合適的臺階方式。

1、正臺階法開挖正臺階法開挖優(yōu)點(diǎn)很多，能較早地使支護(hù)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。75四、臺階法開挖18（1）上下兩部分步開挖法

采用此法，若地層較好（III~IV級），可將斷面分成上下兩個(gè)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(hù)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(hù)等措施。76（1）上下兩部分步開挖法19（2）多部分步開挖留核心土

該法適用于較差的地層，圍巖級別為V、VI級，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(hù)、預(yù)注漿穩(wěn)定工作面；用網(wǎng)鉤鋼拱架做初期支護(hù)；拱腳、墻腳設(shè)置鎖腳錨桿。從斷面開挖到初期支護(hù)、仰拱封閉不能超過10d，以確保地面沉陷控制在50mm以內(nèi)。

77（2）多部分步開挖留核心土202、有關(guān)臺階長度問題

臺階長度之所以定為1倍洞徑（D），主要因?yàn)椋旱孛娉两挡蝗菰S超過30mm，承載拱的跨度約為1倍洞徑。

在1倍洞徑區(qū)段周圍地層產(chǎn)生橫向和縱向兩個(gè)承載拱的作用，這對開挖是有利的，臺階長度超過1倍洞徑將失去縱向承載拱受力結(jié)構(gòu)，僅有橫向平面承載拱受力結(jié)構(gòu)。上臺階若選用大于1.5倍洞徑的長臺階，在開挖時(shí)縱向變位大，上臺階斷面形狀不利于受力，而且容易引起周圍地層松動(dòng)，塑性區(qū)增大，造成拱腳附近受力大而使其失去穩(wěn)定性。上臺階若過短，小于1倍洞徑，因洞內(nèi)縱向破裂面超過工作面，易造成洞頂土體下滑，引起工作面不穩(wěn)定，所以軟弱地層不能采用短臺階法施工，但是若用硬巖爆破法施工時(shí)，為了便于風(fēng)鉆打眼，可設(shè)置超短臺階。

782、有關(guān)臺階長度問題21縱向承載拱上臺階過長引起松動(dòng)荷載開挖過程縱向變位影響長度79縱向承載拱上臺階過長引起松動(dòng)從安全角度考慮，臺階長度定為1倍洞徑是合理的，施工機(jī)械的配置也應(yīng)遵守這個(gè)原則。因此，在采用正臺階法施工時(shí)，應(yīng)樹立一個(gè)概念，不要分長臺階、短臺階、微臺階，這是長期施工經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，有關(guān)施工規(guī)范中也取消了這種說法，也不再提半斷面法開挖。需要說明的是，在II類砂卵石地層中進(jìn)行大斷面正臺階開挖，必須同時(shí)實(shí)施深孔注漿和小導(dǎo)管超前支護(hù)、預(yù)注漿輔助工法。

3、正臺階法開挖優(yōu)缺點(diǎn)(1)靈活多變，適用性強(qiáng)。凡是軟弱圍巖、第四紀(jì)沉積地層，必須采用正臺階法，尤其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(shí)更改、變換成其他方法，所以被稱為淺埋暗挖施工方法之母。80從安全角度考慮，臺階長度定為1倍洞徑是合理的，施工機(jī)(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，尤其是上部開挖支護(hù)后，下部作業(yè)則較為安全。當(dāng)?shù)貙訜o水、洞跨小于10m時(shí)，均可采用該方法。(3)臺階法開挖的缺點(diǎn)是上下部作業(yè)相互干擾，應(yīng)注意下部作業(yè)時(shí)對上部穩(wěn)定性的影響，還應(yīng)注意臺階開挖會(huì)增加圍巖被擾動(dòng)的次數(shù)等。81(2)具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，臺階有利五、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前導(dǎo)坑法開挖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。大跨斷面多不小于10m，可采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法，將導(dǎo)坑跨度定為3~4m，這樣就可將大跨度變?yōu)?~4m跨和6~10m跨，這種施工方法簡單可靠。采用該法開挖時(shí)，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離一般在2倍洞徑以上，為了穩(wěn)定工作面，經(jīng)常和超前小導(dǎo)管注漿等輔助施工措施配合適用，一般采用人工開挖，人工和機(jī)械混合出碴。82五、單側(cè)壁導(dǎo)坑超前導(dǎo)坑法開挖25六、中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD工法）開挖

(1)基本概念

CD法（CenterDiaphragm）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法仍不能滿足要求時(shí)，可在CD工法的基礎(chǔ)上加設(shè)臨時(shí)仰拱，即CRD法（CrossDiaphragm）。

CD法首次在德國慕尼黑地鐵工程的實(shí)踐中獲得了成功，CRD法是日本吸取歐洲CD法的經(jīng)驗(yàn)，將原CD工法先開挖中壁一側(cè)改為兩側(cè)交叉開挖、步步封閉成環(huán)、改進(jìn)發(fā)展的一種工法。其最大特點(diǎn)是將大斷面施工化成小段面施工，各個(gè)局部封閉成環(huán)的時(shí)間短，控制早期沉降好，每個(gè)步序受力體系完整。83六、中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD工法）開挖26(2)施工順序及工藝CRD法施工國家計(jì)委地下停車場工程84(2)施工順序及工藝CRD法施工國家計(jì)委地下停8528

(3)方法的比較

大量的施工實(shí)例資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，CRD法優(yōu)于CD法（CRD法比CD法減少地面沉降近50%），而CD法又優(yōu)于眼鏡法。但是CRD工法施工工序復(fù)雜，隔墻拆除困難，成本較高，進(jìn)度較慢，一般在第四紀(jì)地層中修建大段面地下結(jié)構(gòu)物（如停車場），且地面沉降要求嚴(yán)格時(shí)才使用。每步的臺階長度都應(yīng)控制，一般為5~7m。在市區(qū)軟弱、松散的地層中，僅從控制地層位移的角度考慮，前述隧道淺埋暗挖施工方法擇優(yōu)的順序?yàn)镃RD工法→眼睛工法→CD工法→上半斷面臨時(shí)閉合法→正臺階法。而從進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)角度考慮，由于各工法的工序和臨時(shí)支護(hù)不同，其順序恰恰相反。86(3)方法的比較29七、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖(1)基本概念

雙側(cè)壁導(dǎo)坑法也稱眼睛工法，也是變大跨度為小跨度的施工方法，其實(shí)質(zhì)是將大跨度（＞20m）分成三個(gè)小跨度進(jìn)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鐵工程。該法工序較復(fù)雜，導(dǎo)坑的支護(hù)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(jìn)度較慢。20世紀(jì)70年代至80年代初國內(nèi)外多用此法，目前使用較少。

87七、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖30(2)施工順序及工藝

88(2)施工順序及工藝31(2)施工順序及工藝

89(2)施工順序及工藝32八、特大斷面施工施工方法在修筑地下發(fā)電廠、地下倉庫、地下商業(yè)街及地鐵車站時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)地下大空間的施工問題。這些建筑物若在埋深較淺、軟弱不穩(wěn)定的Ⅲ~Ⅴ級圍巖中，一般用淺埋暗挖法施工。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差、斷面特大時(shí)，一般設(shè)計(jì)成多跨結(jié)構(gòu)，跨與跨之間有梁、柱連接。比如常見的三跨兩柱的大型地鐵站、地下商業(yè)街、地下停車場等，一般采用中洞法、側(cè)洞法、柱洞法及洞樁墻法（地下蓋挖法）等方法施工，其核心思想是變大斷面為中小斷面，提高施工安全度。

90八、特大斷面施工施工方法33

(1)中洞法施工中洞法施工就是先開挖中間部分（中洞），中洞內(nèi)施作梁、柱結(jié)構(gòu)上。由于中洞的跨度較大，施工中一般采用CD法、CRD法或眼睛法等進(jìn)行施作。中洞法施工工序復(fù)雜，但兩側(cè)洞對稱施工，比較容易解決側(cè)壓力從中洞初期支護(hù)轉(zhuǎn)移到梁柱上時(shí)產(chǎn)生的不平衡側(cè)壓力問題，施工引起的地面沉降較易控制。該工法多在無水、地層相對較好的時(shí)應(yīng)用。該工法空間大，施工方便，混凝土質(zhì)量也能得到保證。當(dāng)施工隊(duì)伍水平較高時(shí)，多采用該工法施工。采用該工法施工，地面沉降均勻，兩側(cè)洞的沉降曲線不會(huì)在中洞施工的沉降曲線最大點(diǎn)疊加，應(yīng)為優(yōu)選方案。

91(1)中洞法施工34

9235

(2)柱洞法施工

施工中，先在立柱位置施作一個(gè)小導(dǎo)洞，可用臺階法開挖。當(dāng)小導(dǎo)洞做好后，在洞內(nèi)再做底梁、立柱和頂梁，形成一個(gè)細(xì)而高的縱向結(jié)構(gòu)。該工法的關(guān)鍵是如何確保兩側(cè)開挖后初期支護(hù)同步作用在頂縱梁上，而且柱子左右水平力要同時(shí)加上且保持相等，這是很困難的力的平衡和力的轉(zhuǎn)換交織在一起的問題。在第④步增設(shè)強(qiáng)有力的臨時(shí)水平支撐是解決問題的一個(gè)辦法，但工程量大，不易控制。另一個(gè)辦法是在第②步的空間用片石（間層用素混凝土或三合土）回填密實(shí)，使立柱在承受不平衡水平力時(shí)，依靠回填物給予支持，這樣左邊和右邊施工就可以不同步地將水平荷載轉(zhuǎn)移到立柱縱梁上。這樣做雖能確保立柱的質(zhì)量，但造價(jià)較高。93