地下工程施工方法

地下工程施工方法根據(jù)隧道穿越地層的不同情況

傳統(tǒng)礦山法

礦山法（鉆爆發(fā)）山嶺隧道施工方法

新奧法

掘進機法

明挖法

地下連續(xù)墻法

淺埋及軟土隧道施工法蓋挖法淺埋暗挖法

盾構法

沉管法

水底隧道施工方法盾構法一.山嶺隧道施工方法

1.礦山法是一種傳統(tǒng)的施工方法。它的基本原理是隧道開挖后受爆破影響，造成巖體破裂形成松弛狀態(tài)，形成巖土坍落，又稱鉆爆法，可分為傳統(tǒng)礦山法和新奧法。(1).傳統(tǒng)礦山法采用圓木，型鋼，鋼軌等形成支架。傳統(tǒng)礦山法的依據(jù)是“松弛理論”，認為圍巖可能由于擾動產生坍塌，支護需要支承圍巖在一定范圍內由于松弛可能坍塌的巖體重量。(2).新奧法奧地利學者米勒發(fā)明，基本原則是盡量利用地下工程周圍圍巖的自承載能力。具體做法是先用柔性支護（通常為整體模筑鋼筋混凝土襯砌）。光面爆破，噴錨支護和現(xiàn)場測量是新奧法施工的三大支護。①新奧法適用范圍：具有較長自穩(wěn)時間的中等巖體;弱膠結的砂和石礫以及不穩(wěn)定的礫巖；

強風化的巖石；

剛塑性的粘土泥質灰?guī)r和泥質灰?guī)r;

堅硬粘土，也有帶堅硬夾層的粘土；

微裂隙的，但很少粘土的巖體；

在很高的初應力場條件下，堅硬的和可變堅硬的巖石；在下列條件下應用新奧法必須與一些輔助方法相配合有強烈地壓顯現(xiàn)的巖體；膨脹性巖體（要與仰拱與底部錨桿相配合）；在一些松散巖體中，要與鋼背板與之配合；在蠕動性巖體中，要與凍結法或預加固法等配合；②在下列場合中應用應慎重大量涌水的巖體；由于涌水會產生流砂現(xiàn)象的圍巖；極為破碎，錨桿鉆孔，安裝都極為困難的巖體；開挖面完全不能自穩(wěn)的巖體等。（3).傳統(tǒng)礦山法和新奧法施工的區(qū)別相同：均屬于鉆爆法。不相同：對圍巖的認識和處理上不同。新奧法傳統(tǒng)礦山法臨時支護噴錨支護木支撐為主，鋼支撐單層永久支護復合式襯砌單層模鑄混凝土襯砌閉合支護強調不強調控制爆破必須采用可采用量測必須采用無施工方法分塊較少分塊較多2.掘進機法全斷面隧道掘進機，簡稱TBM。是利用回轉刀具切削破巖及掘進，形成整個隧道斷面的一種新型，先進的隧道施工機械。（1）在巖石中開挖隧道的TBM通常適用于穩(wěn)定性良好，中~厚埋深，中~高強度的巖層中掘進長大隧道。（2）在松軟地層中掘進隧道的TBM一般適用于在具有有限壓力的地下水位以下基本均質的軟弱地層中開挖有限長度的隧道。(3)優(yōu)點①安全——人員在局部或整體的護盾下工作②快速——常規(guī)鉆爆法掘進速度的3~10倍③優(yōu)質——洞壁光滑美觀④自動化和機械化程度高（節(jié)省勞動力，經(jīng)濟）⑤圍巖擾動小⑥對環(huán)境影響小(4)缺點①能耗大②斷面單一③對巖層變化的適應性差④一次性購買TBM投資高⑤主機重量大，運輸不方便，安裝工作量大⑥短隧道不能發(fā)揮其優(yōu)越性（不經(jīng)濟）二.淺埋及軟土隧道施工法1.明挖法明挖法是軟土地下工程施工中最基本，最常用的方法。明挖法施工是先將地表土層挖開一定深度，然后在基坑內澆筑結構，結構施工完成后進行土方回填，最終完成地下工程的施工。（1）明挖法適用條件山嶺隧道中的明洞、城市中的地下鐵道隧道和市政隧道、穿越有明顯枯水期河流的水底隧道或它的河岸段、引道段及其他淺埋的地下建筑工程等，只要地形、地質條件適宜和地面建筑物條件許可，均可采用明挖法施工。一般來說，在開挖深度小于7米，施工場地比較開闊的情況下，優(yōu)先采用明挖法施工。2.地下連續(xù)墻法

地下連續(xù)墻就是用專用設備沿著深基礎或地下構筑周邊采用泥漿護壁開挖出一條具有一定寬度與深度的溝槽，在槽內設置鋼筋籠，采用導管法在泥漿中澆筑混凝土，筑成一單元墻段，依次順序施工，以某種接頭方法連接成的一道連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻，以便基坑開挖時防滲、擋土，作為鄰近建筑物基礎的支護以及直接成為承受直接荷載的基礎結構的一部分。（1）通常主要被用于：

①水利水電、露天礦山和尾礦壩（池）和環(huán)保工程的防滲墻

②建筑物地下室（基坑）③地下構筑物（如地下鐵道、地下道路、地下停車場和地下街道、商店以及地下變電站等）。

④市政管溝和涵洞

⑤盾構等工程的豎井

⑥泵站、水池

⑦碼頭、護案和干船塢⑧地下油庫和倉庫

⑨各種深基礎和樁基等.（2）優(yōu)點①施工全盤機械化，速度快、精度高，并且振動小、噪聲小，適用于城市密集建筑群及夜間施工。②具有多功能用途，如防滲、截水、承重、擋土、防爆等，由于采用鋼筋混凝土或素混凝土，強度可靠，承壓力大。③對開挖的地層適應性強，在我國除熔巖地質外，可適用于各種地質條件，無論是軟弱地層或在重要建筑物附近的工程中，都能安全地施工

。

④可以在各種復雜的條件下施工，如美國110層世界貿易中心的地基，過去曾為河岸，地下埋有碼頭等構筑物，用地下連續(xù)墻則易處理；廣州白天鵝賓館基礎施工，地下連續(xù)墻呈腰鼓狀，兩頭狹中間寬，形狀雖復雜也能施工。

⑤開挖基坑無需放坡，土方量小，澆混凝土無需支模和養(yǎng)護，并可在低溫下施工，降低成本，縮短施工時間。⑥用觸變泥漿保護孔壁和止水，施工安全可靠，不會引起水位降低而造成周圍地基沉降，保證施工質量。⑦可將地下連續(xù)墻與“逆做法”施工結合起來，地下連續(xù)墻為基礎墻，地下室梁板作支撐，地下部分施工可自上而下與上部建筑同時施工，將地下連續(xù)墻筑成擋土、防水和承重的墻，形成一種深基礎多層地下室施工的有效方法。（3）缺點①每段連續(xù)墻之間的接頭質量較難控制，往往容易形成結構的薄弱點。②墻面雖可保證垂直度，但比較粗糙，尚須加工處理或做襯壁。③施工技術要求高，無論是造槽機械選擇、槽體施工、泥漿下澆筑混凝土、接頭、

④制漿及處理系統(tǒng)占地較大，管理不善易造成現(xiàn)場泥濘和污染。（4）適用范圍適用于多種地質條件，包括淤泥、粘性土、沖積土、砂性土及粒徑50mm以下的砂礫層中施工，深度可達70m。不適于在含承壓水很高的細砂、粉砂地層以及很軟的粘性土層、使用。3.蓋挖法當?shù)叵鹿こ堂髯鰰r需要穿越公路、建筑等障礙物而采取的新型工程施工方法，是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作，也可以逆作。也就是說，蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作，也可以逆作。在城市繁忙地帶修建地鐵車站時，往往占用道路，影響交通當?shù)罔F車站設在主干道上，而交通不能中斷，且需要確保一定交通流量要求時，可選用蓋挖法。（1）適用范圍①在城市中，不能長期中斷交通的道路下修建地下建筑；先修路面，恢復交通，在頂板的保護下修地下建筑；②埋置較淺＜3.0m;③適用于軟土地區(qū)，復雜形狀，大平面，大深度的地下工程；④不能使用大型機械，周邊狀況苛刻，對環(huán)境要求高；⑤工期較長，做業(yè)空間較小，和基坑開挖，支擋開挖相比較貴。（2）優(yōu)點①圍護結構變形小，能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降，有利于保護臨近建筑物和構筑物。②基坑底部土體穩(wěn)定，隆起小，施工安全。③蓋挖逆作法施工一般不設內布支撐或錨固，可增大施工空間和降低工程造價。④蓋挖逆作法施工基坑暴露時間短，用于城市街區(qū)施工時，可盡快恢復路面。（3）缺點①蓋挖法施工時，混凝土內襯的水平施工縫的處理較困難.②蓋挖逆作法施工時，暗挖施工難度大，費用高。③蓋挖法每次分部開挖及澆筑襯砌的深度，應綜合考慮基坑穩(wěn)定，環(huán)境保護，永久結構形式和混凝土澆筑作業(yè)等因素來確定。4.淺埋暗挖法淺埋暗挖法是在距離地表較近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的方法。技術核心是依據(jù)新