【正文】 水平凈空周邊收斂監(jiān)控量測目前多采用各種類型的坑道收斂計，主要由帶孔鋼尺和讀數(shù)裝置構(gòu)成。拱頂位移的大小直接反應(yīng)拱腳支護(hù)的穩(wěn)定性，是防止拱腳塌方的重要檢測項目。開挖后對已支護(hù)段的目測內(nèi)容包括：（1）有無錨桿被拉斷或墊板陷入圍巖內(nèi)部現(xiàn)象。（4）錨桿應(yīng)力量測。位移變化速率不僅可以預(yù)估初期支護(hù)的荷載大小和安全程度，也可確定二襯的修筑時間，表41列出了通過多項工程實(shí)踐得出的支護(hù)所受荷載大小與位移變化速率的定性關(guān)系，在各類軟弱圍巖中修建地下工程時可以參考此表，也可以把該表作為現(xiàn)場監(jiān)控兩側(cè)的控制指標(biāo)。根據(jù)隧道開挖后圍巖穩(wěn)定性信息進(jìn)行綜合分析，檢驗(yàn)和修改施工前的預(yù)設(shè)計。在施工過程中，及時掌握地層和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變位與受力信息，以便采用相應(yīng)的施工技術(shù)措施，比如改變施工方法、選擇相應(yīng)輔助工法、確定二次襯砌施作時機(jī)、調(diào)整開挖步序、修正支護(hù)參數(shù)等，以避免出現(xiàn)施工事故。這是地下工程不同于地面工程的第一個重大區(qū)別。第四章 監(jiān)控量測和信息反饋在巖土中修建地下工程，理論的和理性分析比較困難，牽涉的問題繁多，其主要原因是地質(zhì)條件的復(fù)雜性、施工方法的難以模擬性、圍巖與結(jié)構(gòu)支護(hù)相互作用的復(fù)雜性。對于特殊地段，可采用長大管棚多為φ500mm～φ1000mm。（4）全周布設(shè)用于軟弱地層或膨脹性、擠出性圍巖等級較低的場合，但不提倡采用。（6）其他特殊地段，如大跨度地下車站，重要文物保護(hù)區(qū)，突破河底、海底的地下工程等。直接將管棚打入地層的方法多用于處理塌方和山嶺隧道通過松散軟弱地層，且要求精度不高的地段。三、長管后退式分段注漿采用長管后退式分段注漿工藝，其注漿分段長度短（），可以有效地解決海陸交互相沖擊飽和動態(tài)含水沙層中粗、細(xì)沙交互出現(xiàn)，地質(zhì)多變等復(fù)雜條件下解決加固均一性問題，可提高飽和動態(tài)含水沙地層的整體加固效果。（1）預(yù)注漿采用雙漿液——CS液漿，其配比為C:S=1:～1:1(體積比)。超前小導(dǎo)管結(jié)構(gòu)見圖39所示。在未膠結(jié)的沙卵石、粉細(xì)沙等第四紀(jì)地層中修建的北京地鐵區(qū)間隧道常用此法。插入有困難時，可用帶沖擊錘的YT28風(fēng)鉆頂入或直接用重錘打入。Ⅱ18～2030～40～35～4510176。其布設(shè)見下圖35和圖36所示。支護(hù)參數(shù)見下表31。一般可取100cm或150cm，最大不超過200cm，其長度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況，錨桿拉拔試驗(yàn)強(qiáng)度，鉆孔機(jī)械類型，供給鋼筋長度，開挖循環(huán)次數(shù)等因素綜合考慮確定。采用超前小導(dǎo)管支護(hù)時，為提高支護(hù)效果，必須配合鋼拱架支護(hù)。此方法通過降低工作面地下水位，在干燥或少水狀態(tài)下施工。（6）深孔注漿加固地層多用于沙土、粘沙土有水、大跨度、地面不容許有較大沉陷的各類地下工程中。施工前需根據(jù)圍巖條件、施工方法、進(jìn)度要求、機(jī)械配套和工程所處環(huán)境等情況，優(yōu)先選擇較簡單的方法或同時采用幾種輔助施工方法來加固地層，確保不塌方、少沉陷。圖224 車站樁柱法施工工序①坑開挖及支護(hù) ②導(dǎo)坑內(nèi)施作挖孔樁及頂梁、底梁③主體上部開挖及拱部初期支護(hù) ④施作中承板及側(cè)墻、拱部襯砌⑤主體下部開挖及墊層施作 ⑥施作地板、站臺層側(cè)墻 ⑦施作站臺及附屬工程五、方法比較 各種開挖方式比較，詳見表22。四、樁柱法樁柱法也稱PBA工法，就是先開挖，在洞內(nèi)制作挖孔樁。柱洞法施工引起的地面沉降量較小，安全度大，但中洞開挖時受力轉(zhuǎn)換復(fù)雜。再對稱自上而下施工兩側(cè)洞初支,最后縱向分段自下而上對稱施作二襯,完成結(jié)構(gòu)閉合。該工法空間大，施工方便，混凝土質(zhì)量也能得到保證。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。③采用眼鏡工法時兩側(cè)弧形導(dǎo)洞內(nèi)的鋼支撐往往難以控制在同一斷面內(nèi)，頂部弧形導(dǎo)坑開挖后，鋼支撐若無法連接成整體，則支護(hù)承載能力大為降低，而采用CRD工法不存在此類問題。日本的工程研究人員在習(xí)志野臺隧道施工過程中，對這兩種工法在同樣的地層條件和支護(hù)剛度下進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：①采用CD工法時地面沉降為77～84mm，采用CRD工法時地面沉降為26～30mm，且CD工法的地面沉降量難以控制在為70mm之內(nèi)。②減小地面沉降。預(yù)留土柱的各部分開挖時，縱向間隔距離可根據(jù)具體情況按臺階法確定。①采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法施作大跨度隧道，其機(jī)理是將大跨度洞室首先分割成幾個小洞室分步施工，合理轉(zhuǎn)化工序。但是，當(dāng)斷面很大時也經(jīng)常采用，有時還采用連續(xù)眼鏡工法，即三眼鏡法、四眼鏡法。另外，由于支護(hù)剛度大，施工時隨到整體下沉微弱，地層沉降量不大，而且容易控制。采用CD工法施工時，每步的臺階長度都應(yīng)控制，一般為5～7m。采用該法可變大跨斷面為小跨斷面。單側(cè)壁導(dǎo)坑超前導(dǎo)坑法開挖示意圖見下圖28。①靈活多變，適用性強(qiáng)。 圖23 多部分開挖留核心土示意圖臺階長度之所以定為1倍洞徑(D)，主要因?yàn)榈孛娉两挡蝗菰S超過30mm，另外，隧道在施工中縱向產(chǎn)生承載拱，承載拱的跨度約為1倍洞徑（圖24）。上下兩部分步正臺階法開挖示意圖見下圖23。 臺階法施工臺階法施工就是將結(jié)構(gòu)斷面分成兩個和幾個部分，即分成上下兩個工作面或幾個工作面，分部開挖。當(dāng)?shù)貙虞^差時鋪底應(yīng)緊跟，這是確保施工安全和質(zhì)量的重要做法。 施工方法 全斷面開挖法施工 地下斷面采用一次開挖成型（主要是爆破或機(jī)械開挖）的施工方法叫全斷面開挖法。，必須在施工組織設(shè)計中作為重要的工序進(jìn)行規(guī)劃和實(shí)施。施工過程中，對引起的地中及地面沉陷變形、支護(hù)結(jié)構(gòu)及圍巖應(yīng)力狀態(tài)、地面環(huán)境受影響程度等情況進(jìn)行觀察、量測、分析和研究?！扒诹繙y”——施工量測指地表沉降量測和洞內(nèi)拱頂下沉與收斂量測。施工中我們堅持“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，這套施工要點(diǎn)是在施工實(shí)踐中總結(jié)出來的，比較準(zhǔn)確地概括了淺埋暗挖施工技術(shù)。從目前效果看,在砂質(zhì)地層中達(dá)到無水作業(yè)條件是完全可能的；在非砂質(zhì)地層或含水層較薄的潛水或上層滯水疏干比較困難的情況下,可采用洞內(nèi)輕型井點(diǎn)降水。衡廣復(fù)線上的香爐坑隧道，為雙線鐵路隧道，全長238m，面積約120，隨到最大埋深28m，洞口段覆蓋層厚度在14m以內(nèi)，該隧道采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)洞獲得了成功。表12 淺埋暗挖法主要開挖方法比較施工方法示意圖適用條件沉降工期防水初期支護(hù)拆除量造價全斷面法地層好，跨度≤8m一般最短好無低正臺階法地層較差，跨度≤12m一般短好無低上半斷面封閉正臺階法地層差，跨度≤12m一般短好小低正臺階環(huán)形開挖法一般短好無低單側(cè)壁導(dǎo)坑正臺階法地層差，跨度≤14m較大較短好小低中隔壁法（CD法）地層差，跨度≤18m較大較短好小偏高交叉中隔壁法（CRD法）地層差，跨度≤20m較小長好大高雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（眼鏡工法）小跨度，連續(xù)使用可擴(kuò)成大跨度大長差大高中洞法小長差大較高側(cè)洞法大長差大高柱洞法多層多跨大長差大高 常用在Ⅰ～Ⅲ級硬巖中，利于組織大型機(jī)械化作業(yè)，提高施工速度。初期支護(hù)必須從上向下施工，二次模筑襯砌必須通過變位量測，當(dāng)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定時，才能施工，而且必須從下向上施工，決不容許先拱后墻施工。在地下工程建設(shè)中，應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇合適的施工方法。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(jìn)的施工方法。對于淺埋地下工程而言，其顯著特點(diǎn)是埋深淺。由于盾構(gòu)法施工具有施工速度快，不拆遷地面建筑物和地下管網(wǎng)，施工期間噪音小、震動小、不影響地面交通等優(yōu)點(diǎn)，近年來在國內(nèi)外地鐵區(qū)間工程中被廣泛采用。蓋挖法是一種先做鉆孔灌注樁或連續(xù)墻作為維護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)保護(hù)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(hù)下進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工的方法。明挖法也稱基坑法，主要包括敞口明挖法和基坑支護(hù)開挖法兩類。隨后，、施工和試驗(yàn)，并獲得成功，從而為后來西單地鐵站采用三拱兩柱雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工提供了重要的技術(shù)支持。處理好地下水是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。它包括小導(dǎo)管超前支護(hù)技術(shù)、“8”字形網(wǎng)構(gòu)鋼拱架設(shè)計與制造技術(shù)、正臺階環(huán)形開挖留核心土施工方法以及相應(yīng)的監(jiān)測儀器、監(jiān)測方法和用變位儀進(jìn)行反分析計算方法。地下工程大發(fā)展已是世界土木界的主流，地鐵的建設(shè)是其重要組成部分。明挖法嚴(yán)重干擾交通，破壞環(huán)境，大量建筑物與管線的拆遷已不可能。淺埋暗挖法施工步驟是：先將鋼管打入地層，然后注入水泥或化學(xué)漿液，使地層加固。最后，完成二次支護(hù)。由于淺埋暗挖法技術(shù)取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，北京市科委和鐵道部科技司曾于1987年8月共同組織了成果鑒定會，與會專家和各級領(lǐng)導(dǎo)對這項技術(shù)進(jìn)行了認(rèn)真的討論及評價，并對該技術(shù)方法的名稱進(jìn)行了討論，否定了“軟弱地層新奧法”、“中國特色新奧法”、“北京地鐵淺埋暗挖法”等名稱，最后確定取名“淺埋暗挖法”。其施工方法是首先從地面向下開挖出基坑，在基坑內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)施工，然后回填回復(fù)地面。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筑和蓋挖逆筑兩類。但是盾構(gòu)法施工存在著隨地層的變化而產(chǎn)生不適應(yīng)、斷面又不容許改變、制造盾構(gòu)的成本較高、造價昂貴等缺點(diǎn)，因此，其優(yōu)越性不如淺埋暗挖法。在施工過程中，由于地層損失而引起的地面移動明顯，對周邊環(huán)境的影響較大。該方法在鐵路、公路及軟弱地層中也開始應(yīng)用。隨著暗挖法技術(shù)的不斷改善以及人們對環(huán)境保護(hù)的不斷提高，上述施工方法的造價也在不斷的提高，普及的程度也在不斷的變化，圖11為簽聯(lián)邦德國地鐵建設(shè)采用上述三種方法建造成本隨年代的變化情況，以及1984年交通隧道工程施工方法的普及程度，圖中表明暗挖法施工成本逐年降低，1973年以后已低于其他方法。圖12 圍巖特征曲線和支護(hù)的剛度曲線示意圖 淺埋暗挖法適用范圍淺埋暗挖法是在軟弱圍巖淺埋地層中修建山嶺隧道洞口段、城區(qū)地下鐵道及其他適于淺埋結(jié)構(gòu)物的施工方法。該法可采用深孔爆破，例如大瑤山雙線隧道用該法施工時，復(fù)合式襯砌單口月成洞達(dá)150～240m。 存在問題淺埋暗挖法雖然是一個成功的方法，獲得了越來越多的應(yīng)用，但也應(yīng)該看到它的問題和不足。淺埋暗挖法修建城市地鐵的施工速度較慢，工程造價偏高，難以適應(yīng)城市地鐵的快速發(fā)展。其具體內(nèi)容如下：“管超前”——在工作面開挖前，沿隧道拱部周邊按設(shè)計打入超前小導(dǎo)管起超前支護(hù)作用，開挖后管與管之間的圍巖有成拱效應(yīng)，管棚本身形成很多簡支梁對圍巖起支撐和抑制圍巖變形作用，以便提供一個能完成初期支護(hù)的時間。量測是對施工過程中圍巖及結(jié)構(gòu)變化情況進(jìn)行動態(tài)跟蹤的主要手段，是對威嚴(yán)和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測，其信息及時而準(zhǔn)確地反饋給設(shè)計施工主管部門，以便修改設(shè)計或采取特殊的施工措施。根據(jù)試驗(yàn)段施工中所取得數(shù)據(jù)，還可以用反分析法獲得更多更符合實(shí)際的圍巖力學(xué)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行力學(xué)分析計算。必須采用先進(jìn)的量測設(shè)備、方法和相應(yīng)的處理量測資料的軟件。該法的優(yōu)點(diǎn)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；工序簡單，便于組織大型機(jī)械化施工；施工速度快，防水處理簡單。全斷面開挖法主要適用于Ⅳ～Ⅵ級圍巖。根據(jù)地層條件和機(jī)械配套情況，臺階法又可分為正臺階法、中隔壁臺階法等。一般采用人工和機(jī)械混合開挖法，即上半斷面采用人工開挖、機(jī)械出渣，下半斷面采用機(jī)械開挖、機(jī)械出渣。這樣，在1倍洞徑區(qū)段周圍地層產(chǎn)生橫向和縱向兩個承載拱的作用，這對開挖是有利的。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。圖28 單側(cè)壁導(dǎo)坑超前臺階法采用該法開挖時，單側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離一般在2倍洞徑以上。大跨斷面多不小于10 m，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。為了穩(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。CRD工法適用于特別破碎的巖石、碎石土、卵石土、圓礫土、角礫土及黃上組成的V級圍巖和軟朗狀粘性土、潮濕的粉細(xì)砂組成的Ⅵ級圍巖及較差圍巖中的洞口段、偏壓段、淺埋段等。采用該法開挖時，雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前的距離相等或不等。②以巖體力學(xué)理論為基礎(chǔ)，以監(jiān)控量測為依據(jù)，采用新奧法原理和控制爆破技術(shù)，及時噴錨進(jìn)行初期支護(hù)。 （b）縱向施工示意圖圖214 雙側(cè)壁導(dǎo)坑超前中間臺階法施工順序該工法主要適用于地層較差的、可采用人工或人工配合機(jī)械開挖的Ⅳ、V級圍巖地層、不穩(wěn)定巖體和淺埋段、偏壓段、洞口段,以及斷面很大、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,。采用雙隔墻中間預(yù)留核心土法施工時，每步的臺階長度都應(yīng)控制，一般為5～7m。預(yù)留土柱起到支撐作用，當(dāng)兩側(cè)封閉后，開挖中部可以實(shí)現(xiàn)快速封閉，使得支護(hù)結(jié)構(gòu)更合理，從而有效減小拱頂下沉，減少沉降曲線疊加。②采用CD工法時地面最大下沉坡度為6%，%。④兩者所需費(fèi)用基本相當(dāng)。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件差、斷面特大時，一般設(shè)計成多跨結(jié)構(gòu)跨與跨之間有梁、柱連接。當(dāng)施工隊伍水平較高時，多采用該工法施工。柱洞法施工示意圖和具體施工順序分別見下圖220和圖221。三、側(cè)洞法側(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)，然后再開挖中間部分(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。梁柱完后，再施作頂部結(jié)構(gòu)，然后在其保護(hù)下施工，實(shí)際上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。表22 特大斷面施工各種開挖方式比較方 法中洞法側(cè)洞法柱洞法地面沉降較 大較 大大施工安全中 等較 高中 等斷面利用率中 等中 等中 等施工環(huán)境