暗挖法

隧道及地下工程施工時有下列特點：①受工程地質和水文地質條件的影響較大；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致地面沉陷；④有大量廢土、碎石須妥善處理。

隧道及地下工程的施工方法最初是采用礦山開拓巷道的方法，故稱為礦山法，此法應用范圍很廣。

19世紀，為修筑水底隧道，創(chuàng)制了盾構,經100多年的改進，盾構法成為在松軟地層中常用的方法之一。

為避免在水下施工，19世紀末又出現(xiàn)了沉管法，此法主要工序在地面上進行，優(yōu)點顯著，應用日益廣泛。

在敷設管道或設置地道時，為了不影響地面房屋和其他工程設施，用千斤頂將預制的管段或箱涵配合挖土向前頂進，這就是頂管法。用這種方法穿過街道、路堤等障礙物是很有效的。

用沉井法（見地下工程沉井法施工）修筑地下建筑，具有占地面積小、挖土量少、施工方便、對周圍設施影響較小等優(yōu)點。已發(fā)展成一種在軟土地層中修筑地下工業(yè)建筑物的方法。

城市中用明挖法施工，打設板樁時會產生很大噪聲和振動，因此發(fā)明了減輕公害的地下連續(xù)墻法。它用專門機械開挖深槽，應用觸變泥漿護壁，然后在槽中灌筑水下混凝土，以形成地下連續(xù)墻來擋土，或作為地下結構的一部分。此法的優(yōu)點是產生的噪聲和振動都很小。

地下工程的開挖工作很繁重，施工機械化要求特別迫切。隨著機械制造及冶煉技術的進步，20世紀50年代制造出用硬合金刀具直接破巖的隧洞掘進機，實現(xiàn)了開挖工作的綜合機械化，因此獲得一定程度的推廣。

隨著巖體力學的發(fā)展,在結合現(xiàn)場經驗的基礎上,20世紀中葉創(chuàng)造了新奧法。此法的主旨是盡量利用圍巖的自承能力,用噴錨支護控制圍巖的變形及應力重分布,使達到新的平衡。這樣就把支護和圍巖組成一整體結構，而其中的主要承載部分是圍巖。此法是在軟弱圍巖中施工的有效方法。

施工方法的發(fā)展，除了科技人員對于地下工程受周圍介質的復雜影響逐漸加深認識以外，還有賴于系列化、自動化施工機械的研制和新材料的創(chuàng)造，使在開挖、運輸和襯砌等作業(yè)中能綜合運用,并形成新的施工方法,以縮短施工期限和保證工程質量。

（一）全斷面開挖法

1．全斷面開挖法適用于土質穩(wěn)定、斷面較小的隧道施工，適宜人工開挖或小型機械作業(yè)。

2．全斷面開挖法采取自上而下一次開挖成形，沿著輪廓開挖，按施工方案一次進尺并及時進行初期支護。

3．全斷面開挖法的優(yōu)點是可以減少開挖對圍巖的擾動次數(shù)，有利于圍巖天然承載拱的形成，工序簡便；缺點是對地質條件要求嚴格，圍巖必須有足夠的自穩(wěn)能力。

（二）臺階開挖法

1．臺階開挖法適用于土質較好的隧道施工，軟弱圍巖、第四紀沉積地層隧道。

2．臺階開挖法將結構斷面分成兩個以上部分，即分成上下兩個工作面或幾個工作面，分步開挖。根據地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法和中隔壁臺階法等。正臺階法能較早使支護閉合，有利于控制其結構變形及由此引起的地面沉降。

3．臺階開挖法優(yōu)點是具有足夠的作業(yè)空間和較快的施工速度，靈活多變，適用性強。

（三）環(huán)形開挖預留核心土法

1．環(huán)形開挖預留核心土法適用于一般土質或易坍塌的軟弱圍巖、斷面較大的隧道施工。

2．一般情況下，將斷面分成環(huán)形拱部、上部核心土、下部臺階等三部分。根據斷面的大小，環(huán)形拱部又可分成幾塊交替開挖。環(huán)形開挖進尺為0.5～1,Om．不宜過長。臺階長度一般以控制在1D內（D-般指隧道跨度）為宣。

3．施工作業(yè)流程：用人工或單臂掘進機開挖環(huán)形拱部一架立鋼支撐，噴混凝土。在拱部初次支護保護下，為加快進度，宜采用挖掘機或單臂掘進機開挖核心土和下臺階，隨時接長鋼支撐和噴混凝土、封底。視初次支護的變形情況或施工步序，安排施工二次襯砌作業(yè)。

（四）單側壁導坑法

l_單側壁導坑法適用于斷面跨度大，地表沉陷難于控制的軟弱松散圍巖中隧道施工。

2．單側壁導坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊：側壁導坑(1)、上臺階(2)、下臺階(3)，側壁導坑尺寸應本著充分利用臺階的支撐作用，并考慮機械設備和施工條件而定。

3．一般情況下側壁導坑寬度不宜超過0.5倍洞寬，高度以到起拱線為宜，這樣導坑可分二次開挖和支護，不需要架設工作平臺，人工架立鋼支撐也較方便。

（五）雙側壁導坑法

1．雙側壁導坑法又稱眼鏡工法。當隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴格，圍巖條件特別差，單側壁導坑法難以控制圍巖變形時，可采用雙側壁導坑法。

2．雙側壁導坑法一般是將斷面分成四塊：左、右側壁導坑、上部核心土(2)、下臺階(3)。導坑尺寸擬定的原則同前，但寬度不宜超過斷面最大跨度的三分之一。左、右側導坑錯開的距離，應根據開挖一側導坑所引起的圍巖應力重分布的影響不致波及另一側已成導坑的原則確定。

3．施工順序：開挖一側導坑，并及時地將其初次支護閉合。相隔適當距離后開挖另一側導坑，并建造初次支護。開挖上部核心土，建造拱部初次支護，拱腳支承在兩側壁導坑的初次支護上。開挖下臺階，建造底部的初次支護，使初次支護全斷面閉合。拆除導坑臨空部分的初次支護。施作內層襯砌。

（六）中隔壁法和交叉中隔壁法

1．中隔壁法也稱CD工法，主要適用于地層較差和不穩(wěn)定巖體、且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。

2．當CD工法不能滿足要求時，可在CD工法基礎上加設臨時仰拱，即所謂的交叉中隔壁法(CRD工法)。

3．CD工法和CRD工法在大跨度隧道中應用普遍，在施工中應嚴格遵守正臺階法的施工要點，尤其要考慮時空效應，每一步開挖必須快速，必須及時步步成環(huán)，工作面留核心土或用噴混凝土封閉，消除由于工作面應力松弛而增大沉降值的現(xiàn)象。

（七）中洞法、側洞法、柱洞法、洞樁法

當?shù)貙訔l件差、斷面特大時，一般設計成多跨結構，跨與跨之間有梁、柱連接，一般采用中洞法、側洞法、柱洞法及洞樁法等施工，其核心思想是變大斷面為中小斷面，提高施工安全度。

1．中洞法施工就是先開挖中間部分（中洞），在中洞內施作梁、柱結構，然后再開挖兩側部分（側洞），并逐漸將側洞頂部荷載通過中洞初期支護轉移到梁、柱結構上。由于中洞的跨度較大，施工中一般采用CD、CRD或雙側壁導航法進行施工。中洞法施工工序復雜，但兩側洞對稱施工，比較容易解決側壓力從中洞初期支護轉移到梁柱上時的不平衡側壓力問題，施工引起的地面沉降較易控制。中洞法的特點是初期支護自上而下，每一步封閉成環(huán)，環(huán)環(huán)相扣，二次襯砌自下而上施工，施工質量容易得到保證。

2．側洞法施工就是先開挖兩側部分（側洞），在側洞內做梁、柱結構，然后再開挖中間部分（中洞），并逐漸將中洞頂部荷載通過初期支護轉移到梁、柱上，這種施工方法在處理中洞頂部荷載轉移時，相對于中洞法要困難一些。兩側洞施工時，中洞上方土體經受多次擾動，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土體，該土體直接壓在中洞上，中洞施工若不夠謹慎就可能發(fā)生坍塌。 2100433B

隧道及地下建筑工程施工時，須先開挖出相應的空間，然后在其中修筑襯砌。施工方法的選擇，應以地質、地形及環(huán)境條件以及埋置深度為主要依據，其中對施工方法有決定性影響的是埋置深度。埋置較淺的工程，施工時先從地面挖基坑或塹壕，修筑襯砌之后再回填，這就是明挖法。當埋深超過一定限度后，明挖法不再適用，而要改用暗挖法

噴錨暗挖法施工主要有新奧法和淺埋暗挖法等。

噴錨暗挖法又稱為礦山法，對地層的適應性較廣，適用于結構埋置較淺，地面建筑物密集，交通運輸繁忙、地下管線密布，及對地面沉降要求嚴格的城鎮(zhèn)地區(qū)地下構筑物施工。噴錨暗挖法施工分為新奧法、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一種方法。繼1984年王夢恕院士在軍都山隧道黃土段試驗成功的基礎上，又于1986年在具有開拓性、風險性、復雜性的北京復興門地鐵折返線工程中應用，在拆遷少、不擾民、不破壞環(huán)境下獲得成功。同時，結合中國特點及水文地質系統(tǒng)，創(chuàng)造了小導管超前支護技術、8字型網構鋼拱架設計、制造技術、正臺階環(huán)形開挖留核心土施工技術和變位進行反分析計算的方法，提出了“管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測” 18字方針，突出時空效應對防塌的重要作用，提出在軟弱地層快速施工的理念。由此形成了淺埋暗挖法，創(chuàng)立了適用于軟弱地層的地下工程設計、施工方法。