地下工程施工方法

地下工程施工方法根据隧道穿越地层的不同情况

传统矿山法

矿山法（钻爆发）山岭隧道施工方法

新奥法

掘进机法

明挖法

地下连续墙法

浅埋及软土隧道施工法盖挖法浅埋暗挖法

盾构法

沉管法

水底隧道施工方法盾构法一.山岭隧道施工方法

1.矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，形成岩土坍落，又称钻爆法，可分为传统矿山法和新奥法。(1).传统矿山法采用圆木，型钢，钢轨等形成支架。传统矿山法的依据是“松弛理论”，认为围岩可能由于扰动产生坍塌，支护需要支承围岩在一定范围内由于松弛可能坍塌的岩体重量。(2).新奥法奥地利学者米勒发明，基本原则是尽量利用地下工程周围围岩的自承载能力。具体做法是先用柔性支护（通常为整体模筑钢筋混凝土衬砌）。光面爆破，喷锚支护和现场测量是新奥法施工的三大支护。①新奥法适用范围：具有较长自稳时间的中等岩体;弱胶结的砂和石砾以及不稳定的砾岩；

强风化的岩石；

刚塑性的粘土泥质灰岩和泥质灰岩;

坚硬粘土，也有带坚硬夹层的粘土；

微裂隙的，但很少粘土的岩体；

在很高的初应力场条件下，坚硬的和可变坚硬的岩石；在下列条件下应用新奥法必须与一些辅助方法相配合有强烈地压显现的岩体；膨胀性岩体（要与仰拱与底部锚杆相配合）；在一些松散岩体中，要与钢背板与之配合；在蠕动性岩体中，要与冻结法或预加固法等配合；②在下列场合中应用应慎重大量涌水的岩体；由于涌水会产生流砂现象的围岩；极为破碎，锚杆钻孔，安装都极为困难的岩体；开挖面完全不能自稳的岩体等。（3).传统矿山法和新奥法施工的区别相同：均属于钻爆法。不相同：对围岩的认识和处理上不同。新奥法传统矿山法临时支护喷锚支护木支撑为主，钢支撑单层永久支护复合式衬砌单层模铸混凝土衬砌闭合支护强调不强调控制爆破必须采用可采用量测必须采用无施工方法分块较少分块较多2.掘进机法全断面隧道道掘进机，，简称TBM。是利用回回转刀具切切削破岩及及掘进，形形成整个隧隧道断面的的一种新型型，先进的的隧道施工工机械。（1）在岩石中中开挖隧道道的TBM通常适用于于稳定性良良好，中~厚埋深，中中~高强度的岩岩层中掘进进长大隧道道。（2）在松软地地层中掘进进隧道的TBM一般适用于于在具有有有限压力的的地下水位位以下基本本均质的软软弱地层中中开挖有限限长度的隧隧道。(3)优点①安全——人员在局部部或整体的的护盾下工工作②快速——常规钻爆法法掘进速度度的3~10倍③优质——洞壁光滑美美观④自动化和和机械化程程度高（节节省劳动力力，经济））⑤围岩扰动动小⑥对环境影影响小(4)缺点①能耗大②断面单一一③对岩层变变化的适应应性差④一次性购购买TBM投资高⑤主机重量量大，运输输不方便，，安装工作作量大⑥短隧道不不能发挥其其优越性（（不经济））二.浅埋及软土土隧道施工工法1.明挖法明挖法是软软土地下工工程施工中中最基本，，最常用的的方法。明明挖法施工工是先将地地表土层挖挖开一定深深度，然后后在基坑内内浇筑结构构，结构施施工完成后后进行土方方回填，最最终完成地地下工程的的施工。（1）明挖法法适用条条件山岭隧道道中的明明洞、城城市中的的地下铁铁道隧道道和市政政隧道、、穿越有有明显枯枯水期河河流的水水底隧道道或它的的河岸段段、引道道段及其其他浅埋埋的地下下建筑工工程等，，只要地地形、地地质条件件适宜和和地面建建筑物条条件许可可，均可可采用明明挖法施施工。一般来说说，在开开挖深度度小于7米，，施施工工场场地地比比较较开开阔阔的的情情况况下下，，优优先先采采用用明明挖挖法法施施工工。。2.地下下连连续续墙墙法法地下下连连续续墙墙就就是是用用专专用用设设备备沿沿着着深深基基础础或或地地下下构构筑筑周周边边采采用用泥泥浆浆护护壁壁开开挖挖出出一一条条具具有有一一定定宽宽度度与与深深度度的的沟沟槽槽，，在在槽槽内内设设置置钢钢筋筋笼笼，，采采用用导导管管法法在在泥泥浆浆中中浇浇筑筑混混凝凝土土，，筑筑成成一一单单元元墙墙段段，，依依次次顺顺序序施施工工，，以以某某种种接接头头方方法法连连接接成成的的一一道道连连续续的的地地下下钢钢筋筋混混凝凝土土墙墙，，以以便便基基坑坑开开挖挖时时防防渗渗、、挡挡土土，，作作为为邻邻近近建建筑筑物物基基础础的的支支护护以以及及直直接接成成为为承承受受直直接接荷荷载载的的基基础础结结构构的的一一部部分分。。（1）通常主主要被用用于：①水利水水电、露露天矿山山和尾矿矿坝（池池）和环环保工程程的防渗渗墙②建筑物物地下室室（基坑坑）③地下构构筑物（（如地下下铁道、、地下道道路、地地下停车车场和地地下街道道、商店店以及地地下变电电站等））。④市政管管沟和涵涵洞⑤盾构等等工程的的竖井⑥泵站、、水池⑦码头、、护案和和干船坞坞⑧地下油油库和仓仓库⑨各种深深基础和和桩基等等.（2）优点①施工全盘机机械化，速度度快、精度高高，并且振动动小、噪声小小，适用于城城市密集建筑筑群及夜间施施工。②具有多功能能用途，如防防渗、截水、、承重、挡土土、防爆等，，由于采用钢钢筋混凝土或或素混凝土，，强度可靠，，承压力大。。③对开挖的地层层适应性强，，在我国除熔熔岩地质外，，可适用于各各种地质条件件，无论是软软弱地层或在在重要建筑物物附近的工程程中，都能安安全地施工。④可以在各种复复杂的条件下下施工，如美美国110层世界贸易中中心的地基，，过去曾为河河岸，地下埋埋有码头等构构筑物，用地地下连续墙则则易处理；广广州白天鹅宾宾馆基础施工工，地下连续墙呈呈腰鼓状，两两头狭中间宽宽，形状虽复复杂也能施工工。⑤开挖基坑无需需放坡，土方方量小，浇混混凝土无需支支模和养护，，并可在低温温下施工，降降低成本，缩缩短施工时间间。⑥用触变泥浆保保护孔壁和止止水，施工安安全可靠，不不会引起水位位降低而造成成周围地基沉沉降，保证施施工质量。⑦可将地下连续续墙与“逆做法”施工结合起来来，地下连续续墙为基础墙墙，地下室梁梁板作支撑，，地下部分施施工可自上而而下与上部建建筑同时施工工，将地下连连续墙筑成挡挡土、防水和和承重的墙，，形成一种深深基础多层地地下室施工的的有效方法。。（3）缺点点①每段段连续续墙之之间的的接头头质量量较难难控制制，往往往容容易形形成结结构的的薄弱弱点。。②墙面面虽可可保证证垂直直度，，但比比较粗粗糙，，尚须须加工工处理理或做做衬壁壁。③施工技术要要求高，无论论是造槽机械械选择、槽体体施工、泥浆浆下浇筑混凝凝土、接头、、④制浆及处理理系统占地较较大，管理不不善易造成现现场泥泞和污污染。（4）适用范围适用于多种地地质条件，包包括淤泥、粘粘性土、冲积积土、砂性土土及粒径50mm以下的砂砾层层中施工，深深度可达70m。不适于在含含承压水很高高的细砂、粉粉砂地层以及及很软的粘性性土层、使用用。3.盖挖法当地下工程明明做时需要穿穿越公路、建建筑等障碍物物而采取的新新型工程施工工方法，是由由地面向下开开挖至一定深深度后，将顶顶部封闭，其其余的下部工工程在封闭的的顶盖下进行行施工。主体体结构可以顺顺作，也可以以逆作。也就就是说，盖挖挖法是由地面面向下开挖至至一定深度后后，将顶部封封闭，其余的的下部工程在在封闭的顶盖盖下进行施工工。主体结构构可以顺作，，也可以逆作。。在城市繁忙忙地带修建地地铁车站时，，往往占用道道路，影响交交通当地铁车车站设在主干干道上，而交交通不能中断断，且需要确确保一定交通通流量要求时时，可选用盖盖挖法。（1）适用范围①在城市中，，不能长期中中断交通的道道路下修建地地下建筑；先先修路面，恢恢复交通，在在顶板的保护护下修地下建建筑；②埋置较浅＜＜3.0m;③适用于软土土地区，复杂杂形状，大平平面，大深度度的地下工程程；④不能使用大大型机械，周周边状况苛刻刻，对环境要要求高；⑤工期较长，，做业空间较较小，和基坑坑开挖，支挡挡开挖相比较较贵。（2）优点①围护结构变变形小，能够够有效控制周周围土体的变变形和地表沉沉降，有利于于保护临近建建筑物和构筑筑物。②基坑底部土土体稳定，隆隆起小，施工工安全。③盖挖挖逆作作法施施工一一般不不设内内布支支撑或或锚固固，可可增大大施工工空间间和降降低工工程造造价。。④盖挖挖逆作作法施施工基基坑暴暴露时时间短短，用用于城城市街街区施施工时时，可可尽快快恢复复路面面。（3）缺点点①盖挖挖法施施工时时，混混凝土土内衬衬的水水平施施工缝缝的处处理较较困难难.②盖挖挖逆作作法施施工时时，暗暗挖施施工难难度大大，费费用高高。③盖挖挖法每每次分分部开开挖及及浇筑筑衬砌砌的深深度，，应综综合考考虑基基坑稳稳定，，环境境保护护，永永久结结构形形式和和混凝凝土浇浇筑作作业等等因素素来确确定。。4.浅埋暗暗挖法法浅埋暗暗挖法法是在在距离离地表表较近近的地地下进进行各各种类类型地地下洞洞室暗暗挖施施工的的方法法。技技术核核心是是依据据新奥奥法的的基本本原理理，施施工中中采用用多种种辅助助措施施加固固围岩岩，充充分调调动围围岩的的自承承能力力，开开挖后后及时时支护护、封封闭成成环，，使其其与围围岩共共同作作用形形成联联合支支护体体系，，是一一种抑抑制围围岩过过大变变形的的综合合配套套施工工技术术。（1）施工工原则则是““管超超前，，严注注浆，，短开开挖，，强支支护，，早封封闭，，勤量量测””。（2）浅埋埋暗挖挖法施施工的的地下下洞室室具有有埋深深浅（（最小小覆跨跨比可可达0.2）、地地层岩岩性差差（通通常为为第四四纪软软弱地地层））、存存在地地下水水（需需降低低地下下水位位）、、周围围环境境复杂杂（邻邻近既既有建建、构构筑物物）等等特点点。（3）适用用于不不宜明明挖施施工的的含水水量较较小的的各种种地层层，尤尤其对对城市市城区区地面面建筑筑物密密集、、交通通运输输繁忙忙、地地下管管线密密布，，且对对地沉沉陷要要求严严格的的情况况下修修建埋埋置较较浅的的地下下结构构工程程更为为适用用。对对于含含水较较大的的松软软地层层，采采取堵堵水或或降水水等措措施后后该法法仍能能适用用。（4）经过过许多多工程程的成成功实实施，，其应应用范范围进进一步步扩大大，由由只适适用于于第四四纪地地层、、无水水、地地面无无建筑筑物等等简单单条件件，拓拓广到到非第第四纪纪地层层、超超浅埋埋（埋埋深已已缩小小到0.8m）、、大大跨跨度度、、上上软软下下硬硬、、高高水水位位等等复复杂杂地地层层及及环环境境条条件件下下的的地地下下工工程程中中去去。。（6）优点结构形式式灵活多多变；对对地面建建筑，道道路和地地下管线线影响不不大；拆拆迁占地地少，扰扰民少，，污染城城市环境境少等。。（7）缺点施工速度度慢，喷喷射混凝凝土粉尘尘多，劳劳动强度度大，机机械化程程度不高高，以及及高水位位地层结结构防水水比较困困难等。。（8）地铁中中浅埋暗暗挖法，，明（盖盖）挖法法及盾构构法的关关系浅埋暗挖挖法既可可作为独独立的施施工方法法，也可可以与其其他施工工方法结结合使用用，车站站经常使使用浅埋埋暗挖法法与盖挖挖法相结结合，区区间隧道道用盾构构法与浅浅埋暗挖挖法结合合施工。。浅埋暗暗挖法与与其他施施工方法法有很强强的兼容容性。三三者应用用情况如如下表：：工法浅埋暗挖法盾构法明（盖）挖法地质条件有水需处理各种地层各种地层地面拆迁小小大地下管线无需拆迁无需拆迁需拆迁断面尺寸各种断面不行各种断面施工现场较小一般大进度开工快，总工期偏慢前期慢，总工期一般总工期快振动噪音小小大防水有一定难度有一定难度较易三.水底隧道道施工方方法1.沉管法沉管法是是预制管管段沉放放法的简简称，是是在水底底建筑隧隧道的一一种施工工方法。。其施工工顺序是是先在船船台上或或干坞中中制作隧隧道管段段（用钢钢板和混混凝土或或钢筋混混凝土）），管段段两端用用临时封封墙密封封后滑移移下水(或在坞内内放水)，使其浮浮在水中中，再拖拖运到隧隧道设计计位置。。定位后后,向管段内内加载,使其下沉沉至预先先挖好的的水底沟沟槽内。。管段逐节沉放放，并用用水力压压接法将将相邻管管段连接接。最后后拆除封封墙，使使各节管管段连通通成为整整体的隧隧道。在在其顶部部和外侧侧用块石石覆盖，，以保安安全。(1)优点采用沉管法施施工的水下段段隧道，比用用盾构法施工工具有较多优优点。①容易保证隧隧道施工质量量。因管段为为预制，混凝凝土施工质量量高，易于做做好防水措施施；管段较长长,接缝很少,漏水机会大为为减少，而且且采用水力压压接法可以实实现接缝不漏漏水。②工程造价较较低。因水下下挖土单价比比河底下挖土低；；管段的整体体制作,浮运费用比制制造、运送大大量的管片低低得多;又因接缝少而而使隧道每米米单价降低；；再因隧道顶顶部覆盖层厚厚度可以很小小，隧道长度度可缩短很多多，工程总价价大为降低。。③在隧隧道现现场的的施工工期短短。因因预制制管段段（包包括修修筑临临时干干坞））等大大量工工作均均不在在现场场进行行。④操作作条件件好、、施工工安全全。因因除极极少量量水下下作业业外，，基本本上无无地下下作业业，更更不用用气压压作业业。⑤适用用水深深范围围较大大。因因大多多作业业在水水上操操作，，水下下作业业极少少，故故几乎乎不受受水深深限制制，如如以潜潜水作作业实实用深深度范范围，，则可可达70米。⑥断面面形状状、大大小可可自由由选择择，断断面空空间可充充分利利用。。大型型的矩矩形断断面的的管段段可容容纳4～8车道，，而盾盾构法法施工工的圆圆形断断面利利用率率不高高，且且只能能设双双车道道。(2)适用条条件适合于于沉管管法施施工的的主要要条件件是：：水道道河床床稳定定和水水流并并不过过急。。前者者不仅仅便于于顺利利开挖挖沟槽槽，并并能减减少土土方量量；后后者便便于管管段浮浮运、、定位位和沉沉放。。2.盾构法法盾构构法法施施工工是是以以盾盾构构作作为为施施工工机机械械在在地地面面以以下下暗暗挖挖修修筑筑隧隧道道的的一一种种施施工工方方法法。。在盾盾构构的的掩掩护护下下，，头头可可以以安安全全地地开开挖挖地地层层，，一一次次掘掘进进相相当当于于装装配配式式衬衬砌砌一一环环的的宽宽度度。。尾尾部部可可以以装装配配预预制制管管片片或或砌砌块块，，迅迅速速地地拼拼装装成成隧隧道道的的永永久久衬衬砌砌，，并并将将衬衬砌砌与与土土层层之之间间的的空空隙隙用用水水泥泥压压浆浆填填实实，，防防止止周周围围地地层层的继续变变形和围围岩压力力的增长长。盾构推进进主要依依靠盾构构内部设设置的千千斤顶，，用千斤斤顶块顶顶在拼成成的衬砌砌环上，，使它推推进到已已挖好的的空间内内，然后后缩回活活塞杆，，为下一一环衬砌砌拼装创创造条件件。重复上述述过程，，不断开开挖，不不断推进进，借助助盾构这这种特制制施工机机械，可可以较快快的速度度完成隧隧道施工工基本作作业循环环，直至至隧道建成。。盾构施工工前，应应先修建建一竖井井，在竖竖井处安安装盾构构。采用用盾构开开挖出的的土体，，由竖井井通道提提升运出出地面弃弃土场处处理。(1)优点①属于地地下工程程暗挖法法施工，，不受地地面交通通，河道道，航运运，潮汐汐，季节节，气候候等条件件的影响响，能较较经济合合理地保保证隧道道安全施工，可可在盾构支支护下安全全地开挖，，衬砌等。。②盾构的推推进，出土土，拼装衬衬砌等可全全部机械化化，自动化化作业，施施工劳动强强度较低，，而掘进速速度比较快快；③施工中没有有噪声和振动动，对周围环环境没有干扰扰；④在松软含水水地层中，修修筑埋置深度度较大的长大隧道道，具有经济济，技术，安安全等方面的的优越性。(2)缺点①盾构是一种种价格昂贵，，针对性强的的专用施工机机械，对每一一座采用盾构构法施工的隧隧道，均应根根据工程地质质，水文地质质条件，衬砌砌结构断面尺尺寸的大小进进行专门制造造，运送，拼拼装与拆卸等等，且设备较较复杂。②需要有气压压供应设备，，人工井点降降水，衬砌管管片预制，衬衬砌结构的防防水设施及堵堵漏，隧道内内的运输，施施工测量，场场地布置，拼拼装与拆卸工工作井等施工工技术的密切切配合才能顺顺利施工。③对于短于750m的隧道，有资资料显示，被被认为是不经经济的，对隧隧道曲线半径径过小或隧道道埋深较浅时时，施工困难难较大，对水水底隧道当覆盖盖土太浅时施施工反而不太太安全；④当盾构法施施工采用全气气压方法稳定定地层时，施施工条件较差差，因此对劳劳动保护要求求较高，用盾盾构法施工时时，在隧道上上方一定范围围内，尤其是是饱和含水松松软土层，地地表沉陷尚难难以防止，拼拼装衬砌对衬衬砌整体防水水技术要求很很高。(3)应用范围现代的盾构能能适用于各种种复杂的工程程地质和水文文地质条件，，从流动性很很大的第四纪纪淤泥质土层层到中风化和和微风化岩层层。既可用来来修建小断面面的区间隧道道，也可用来来修建大断面面的车站隧道道。而且施工工速度快(5~40m/d)，对控制地面面沉降有较大大把握。但应应指出，盾构构法施工需要要较长的时间间和较高的投投资用于质构构与附属设备备的设计和制造，以及建建造端头工作作井等工程设设施。同时，，盾构法的施施工技术方案案和施工细节节对围岩条件件的依赖件，，较之其他方方法尤甚，这这就要求事先先对沿线的工工程地质和水水文地质条件件做细致的勘勘探工作，井井要根据围岩岩的复杂程度度做好各种应应变的准备。。因此，在地地面交通繁忙忙，地面建筑筑韧和地下管管线密布，对对地面沉降要要求严格的城城区．不宣采采用明挖法，，且地下水发发育，围岩稳稳定性差，或或隧道很长而而又工期要求求紧迫，不能能采用较为经经济的矿山法法时，采用盾盾构法施工才才是经济合理理的。9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Friday,December23,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。02:11:0102:11:0102:1112/23/20222:11:01AM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2202:11:0102:11Dec-2223-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。02:11:0202:11:0202:11Friday,December23,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2202:11:0202:11:02December23,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。23十十二二月20222:11:02上上午午02:11:0212月月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。十二二月月222:11上上午午12月月-2202:11December23,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/232:11:0302:11:0323December202217、做前前，能能够环环视四四周；；做时时，你你只能能或者者最好好沿着着以脚脚为起起点的的射线线向前前。。。2:11:03上上午2:11上上午午02:11:0312月月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Friday,December23,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。02:11:0302:11:0302:1112/23/20222:11:03AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。12月月-2202:11:0302:11Dec-2223-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足