【正文】 應(yīng)用監(jiān)控量測(cè)、信息反饋和優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不塌方、少沉降、安全生產(chǎn)與施工。隨著暗挖法技術(shù)的不斷改善以及人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的不斷提高，上述施工方法的造價(jià)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(guó)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。表11 淺埋地下工程常見(jiàn)施工方法優(yōu)缺點(diǎn)比較方法明挖法盾構(gòu)法暗挖法地質(zhì)各種地層均可各種地層均可有水地層需做特殊處理占用場(chǎng)所占用街道路面較大占用街道路面較小不占用街道路面斷面變化適用于不同斷面不適用于不同斷面適用于不同斷面深度淺需要一定深度需要的深度比盾構(gòu)法小防水較易較難有一定難度地面下沉小較小較小交通影響影響很大豎井影響大不影響地下管路需拆遷和防護(hù)不需拆遷和防護(hù)不需拆遷和防護(hù)震動(dòng)噪音大小小地面拆遷大較大小水處理降水、疏干堵、降結(jié)合堵、降或堵、排結(jié)合進(jìn)度拆遷干擾大，總工期較短前期工程復(fù)雜，總工期正常開(kāi)工快，總工期正常造價(jià)（日本）43～85億日元/km46億日元/km25億日元/km，低于其他方法24倍注：造價(jià)僅是區(qū)間對(duì)比，是日本1988年的工程總結(jié)。當(dāng)然，淺埋暗挖法也存在缺點(diǎn)，如速度較慢，噴射混凝土粉塵較多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，機(jī)械化程度不高，以及高水位地層結(jié)構(gòu)防水比較困難等。以城市地鐵為例，淺埋暗挖法與明挖法（明挖法）相比，具有拆遷占地少、不擾民、不破壞交通及周?chē)h(huán)境、節(jié)省大量拆遷投資等優(yōu)點(diǎn)；與盾構(gòu)法相比，具有簡(jiǎn)單易行，無(wú)需多種專(zhuān)用設(shè)備，靈活方便，適用于不同地層、不同跨度、多種斷面，可以提供大量就業(yè)機(jī)會(huì)等優(yōu)點(diǎn)，是適合我國(guó)國(guó)情的好方法。該方法在鐵路、公路及軟弱地層中也開(kāi)始應(yīng)用。該方法多應(yīng)用于第四紀(jì)軟弱地層，開(kāi)挖方法有正臺(tái)階法、單側(cè)壁導(dǎo)洞法、中隔壁法（CD法）、交叉隔壁法（CRD法）、雙側(cè)壁導(dǎo)洞法（眼鏡工法）等。為了達(dá)到及時(shí)支護(hù)，防止地層沉降的目的，必須完全穩(wěn)定后，再敷設(shè)防水隔離板，施加二次模筑混凝土襯砌，這是最符合地下工程受力特點(diǎn)的一種結(jié)構(gòu)。所以，如何有效控制淺埋地下工程施工擾動(dòng)誘發(fā)的地面移動(dòng)變形，成為淺埋地下工程設(shè)計(jì)與施工研究的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。在施工過(guò)程中，由于地層損失而引起的地面移動(dòng)明顯，對(duì)周邊環(huán)境的影響較大。＜H/D≤，均稱(chēng)為淺埋；當(dāng)H/D≤，稱(chēng)為超淺埋。城市地鐵、地下工程結(jié)構(gòu)斷面變化很大，僅用拱頂深度來(lái)確定深埋或淺埋是不妥的，還必須考慮地下工程大跨度大小，跨度大時(shí)，對(duì)覆土的影響也大。按照《鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10032001）規(guī)定，當(dāng)單線(xiàn)或雙線(xiàn)隧道拱頂埋深小于：Ⅵ級(jí)圍巖35～40m、Ⅴ級(jí)圍巖18～25m、Ⅳ級(jí)圍巖10～14m、Ⅲ級(jí)圍巖5～7m，為淺埋隧道。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(jià)昂貴等缺點(diǎn)，因此，其優(yōu)越性不如淺埋暗挖法。盾構(gòu)的種類(lèi)很多，目前廣泛采用最先進(jìn)的盾構(gòu)有泥水加壓復(fù)合式盾構(gòu)和土壓復(fù)合式盾構(gòu)。 暗挖法隨著地面交通運(yùn)輸量越來(lái)越大，以及人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，地下工程暗挖法已經(jīng)逐漸取代明挖法而廣泛應(yīng)用于城市地下施工。但是在主要交通干道上修建地下工程時(shí)，蓋挖法施工還是不能徹底解決問(wèn)題，因此研究開(kāi)發(fā)新的地下工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，成為工程技術(shù)人員孜孜以求的目標(biāo)。根據(jù)開(kāi)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(lèi)。為了盡可能地減少地下工程施工對(duì)地面交通和附近居民的干擾，蓋挖法應(yīng)運(yùn)而生。采用明挖法施工的最大缺點(diǎn)是破壞地面、中斷交通、拆遷工作量大。我國(guó)最初的北京地鐵北京站到蘋(píng)果園站一期工程，就是在當(dāng)時(shí)沿線(xiàn)兩邊沒(méi)有建筑或少量建筑情況下，本著先修地鐵，后帶動(dòng)兩邊建筑發(fā)展的原則，地下鐵道采用明挖法修建的。其施工方法是首先從地面向下開(kāi)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。 明挖法淺埋地下工程以往多采用傳統(tǒng)的的明挖法施工。 地下工程常見(jiàn)施工技術(shù)淺埋地下工程施工地方法主要有明挖法（蓋挖法）和暗挖法兩大類(lèi)，早期多采用明挖法施工。之后，淺埋暗挖法經(jīng)過(guò)十多年的廣泛應(yīng)用，不斷改進(jìn)和完善，現(xiàn)已在城市地鐵、市政工程、城市熱力和電力管道、城市地下過(guò)街道、地下停車(chē)場(chǎng)等工程中推廣應(yīng)用，形成的“隧道與地鐵淺埋暗挖法”，已被國(guó)家建設(shè)部批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)工法，并廣泛應(yīng)用于鐵路、公路及其他城市地下工程。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(huì)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(huì)，與會(huì)專(zhuān)家和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了認(rèn)真的討論及評(píng)價(jià)，并對(duì)該技術(shù)方法的名稱(chēng)進(jìn)行了討論，否定了“軟弱地層新奧法”、“中國(guó)特色新奧法”、“北京地鐵淺埋暗挖法”等名稱(chēng)，最后確定取名“淺埋暗挖法”。例如北京地鐵復(fù)興門(mén)折返線(xiàn)，因不便明挖而停滯了8年，應(yīng)用淺埋暗挖法技術(shù)后沿長(zhǎng)安街下施工成功。之后，在1986年5月～1987年5月，結(jié)合北京地區(qū)地質(zhì)與水文地質(zhì)情況，在北京地鐵復(fù)興門(mén)折返線(xiàn)工程設(shè)計(jì)與施工中，首次應(yīng)用淺埋暗挖技術(shù)并獲得成功。當(dāng)然，淺埋暗挖法的施工需利用監(jiān)控測(cè)量獲得的信息進(jìn)行指導(dǎo)，這對(duì)施工的安全與質(zhì)量都是重要的。最后，完成二次支護(hù)。開(kāi)挖面的穩(wěn)定性時(shí)刻受到水的危脅，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致塌方。隨后即作初期支護(hù)。地層加固后，進(jìn)行短進(jìn)尺開(kāi)挖。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。淺埋暗挖技術(shù)是我們?cè)诮梃b外國(guó)成功經(jīng)驗(yàn)，以及我國(guó)山嶺隧道硬巖新奧法施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)國(guó)情和地質(zhì)水文情況，由王夢(mèng)恕先生主持創(chuàng)造的地下工程施工技術(shù)。在明挖法、盾構(gòu)法不適應(yīng)的條件下，如北京長(zhǎng)安街下的地鐵修建工程，淺埋暗挖法顯示了巨大的優(yōu)越性。盾構(gòu)法解決了這些難題，但其靈活性差，特別是昂貴的盾構(gòu)機(jī)械，會(huì)大大提高工程造價(jià)。明挖法嚴(yán)重干擾交通，破壞環(huán)境，大量建筑物與管線(xiàn)的拆遷已不可能。地下空間作為資源必須開(kāi)發(fā)。淺埋暗挖法施工技術(shù)研究畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 2 2 3 3 4 5 7 7 8 8 11 11第二章 淺埋暗挖法施工技術(shù) 12 12 13 13 14 14 16 分部開(kāi)挖法 19 27 28第三章 淺埋暗挖法輔助施工方法 29 32 33 34 37 37 38 38 40 短導(dǎo)管相結(jié)合注漿堵水加固地層法 41 42 42 43 44 44 44第四章 監(jiān)控量測(cè)和信息反饋 46 46 47 47 48 49 49 50 52 53 54 56 58 59 60 61 61 63 64第五章 工程實(shí)例 65 65 65 65 66 68 全斷面注漿施工 68 隧道施工 68 68 69 69第六章 結(jié)論與展望 70 70 70參考文獻(xiàn) 73致 謝 7575 概述經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，使城市的運(yùn)行與發(fā)展受到土地與環(huán)境日益增多的制約。城市必須立體化。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。即使拆遷，昂貴的拆遷費(fèi)用也難以承受。淺埋暗挖法是一種在離地表很近的地下進(jìn)行各種類(lèi)型地下洞室暗挖施工的方法。淺埋暗挖法又稱(chēng)礦山法，起源于1986年北京地鐵復(fù)興折返線(xiàn)工程，是中國(guó)人自己創(chuàng)造的適合中國(guó)國(guó)情的一種隧道修建方法。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(jì)與制造技術(shù)、正臺(tái)階環(huán)形開(kāi)挖留核心土施工方法以及相應(yīng)的監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)方法和用變位儀進(jìn)行反分析計(jì)算方法。開(kāi)挖面土體穩(wěn)定是采用淺埋暗挖法的基本條件。～。第三步，施作防水層。處理好地下水是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。一般情況下，可注入混凝土，特殊情況下要進(jìn)行鋼筋設(shè)計(jì)。淺埋暗挖法強(qiáng)調(diào)了新的施工要點(diǎn)，突出時(shí)空效應(yīng)對(duì)防塌的重要作用，提出來(lái)在軟弱地層必須快速施工的理念，于20世紀(jì)80年代中期在大秦線(xiàn)軍都山鐵路隧道雙口黃土試驗(yàn)段研究成功。與明挖法相比，由于這項(xiàng)技術(shù)具有拆遷少、不擾民、不破壞交通及周?chē)h(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，為城市修建地鐵開(kāi)辟了一條新路。隨后，、施工和試驗(yàn)，并獲得成功，從而為后來(lái)西單地鐵站采用三拱兩柱雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提供了重要的技術(shù)支持。與其他名稱(chēng)相比，這個(gè)名稱(chēng)定義準(zhǔn)確，既反映了該技術(shù)方法的特點(diǎn)，又明確了它的普遍意義——適用于各種軟弱地層的地下工程設(shè)計(jì)與施工。該工法正式提出的“管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測(cè)”十八字方針，廣為流傳，推動(dòng)了該工法的廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著盾構(gòu)技術(shù)和暗挖技術(shù)的發(fā)展以及城市生活與環(huán)境要求的提高，暗挖法已被廣泛采用。明挖法也稱(chēng)基坑法，主要包括敞口明挖法和基坑支護(hù)開(kāi)挖法兩類(lèi)。明挖法簡(jiǎn)單易行，施工作業(yè)面寬敞，施工速度較快，在覆蓋層薄、建筑物稀少、地面交通車(chē)量不多、地下各種管線(xiàn)少、周?chē)h(huán)境要求不高的地區(qū)，采用這種方法最經(jīng)濟(jì)。然而隨著城市的發(fā)展，地面交通、周?chē)h(huán)境、地下管線(xiàn)也在增加。同時(shí)施工產(chǎn)生的噪音、震動(dòng)等也會(huì)嚴(yán)重干擾居民的生活和工作。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。蓋挖法是一種比較快速、經(jīng)濟(jì)、安全的施工方法。淺埋暗挖法就是一種可以克服明挖法上述困難的創(chuàng)新技術(shù)和方法。一、盾構(gòu)法盾構(gòu)是在有水地層、軟弱不穩(wěn)定巖層中修建地鐵區(qū)間隧道和其他地下工程時(shí)，進(jìn)行開(kāi)挖支護(hù)和襯砌的一種專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備。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(dòng)小、不影響地面交通等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外地鐵區(qū)間工程中被廣泛采用。二、淺埋暗挖法在工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)施工特點(diǎn)，地下工程可分為深埋、淺埋、超淺埋地下工程。也可用實(shí)測(cè)壓力P和垂直土柱重量γh之比來(lái)確定，根據(jù)實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)P/γh＞～。拱頂覆土厚度（H）與結(jié)構(gòu)跨度（D）之比，即H/D稱(chēng)為覆跨比。對(duì)于淺埋地下工程而言，其顯著特點(diǎn)是埋深淺。因此，在各種開(kāi)挖、支護(hù)襯砌、排水注漿方法突出了更高的要求，施工難度增加?；趶目刂频孛孀冃?、減少對(duì)環(huán)境的不利影響、降低施工成本等方面考慮，形成了各種適用于淺埋地下工程施工地方法。淺埋暗挖法是在近十幾年發(fā)展起來(lái)的一種新方法，該方法現(xiàn)在已經(jīng)在城市地鐵、市政地下管網(wǎng)及地下空間的其他淺埋地下結(jié)構(gòu)物的工程設(shè)計(jì)與施工中廣泛應(yīng)用。該方法具有靈活多變，對(duì)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。 地下工程常見(jiàn)施工方法優(yōu)缺點(diǎn)比較 淺埋暗挖法與其他的方法相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。尤其對(duì)于區(qū)間隧道，淺埋暗挖法施工速度完全能滿(mǎn)足總工期要求。淺埋暗挖法與明挖法、盾構(gòu)法優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表11。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。圖11 前聯(lián)邦德國(guó)地鐵建造成本變化 淺埋暗挖法施工技術(shù) 淺埋暗挖法施工原理淺埋暗挖法沿用了新奧法（New Austrian Tunneling Method簡(jiǎn)稱(chēng)NATM）的基本原理，創(chuàng)建了信息化量測(cè)反饋設(shè)計(jì)和施工的新理念；采用先柔后剛復(fù)合式襯砌新型支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，初期支護(hù)按承擔(dān)全部基本荷載設(shè)計(jì)，二次模筑襯砌作為安全儲(chǔ)備；初期支護(hù)和二次襯砌共同承擔(dān)特殊荷載。淺埋暗挖法大多應(yīng)用于第四紀(jì)軟弱地層中的地下工程，由于威嚴(yán)自承能力很差，為避免對(duì)地面建筑物和地中構(gòu)筑物造成破壞，需要嚴(yán)格控制地表沉降量。例如，圖12所示的圍巖特征曲線(xiàn)和支護(hù)的剛度曲線(xiàn)交點(diǎn)C（穩(wěn)定點(diǎn)）應(yīng)盡量靠近A點(diǎn)，即支護(hù)所承受的荷載（P0值）越大越好，以減小圍巖的承載力，并作為支護(hù)和圍巖共同作用的安全儲(chǔ)備。初期支護(hù)必須從上向下施工，二次模筑襯砌必須通過(guò)變位量測(cè)，當(dāng)結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定時(shí)，才能施工，而且必須從下向上施工，決不容許先拱后墻施工。它主要用于不宜明挖施工的土質(zhì)或軟弱無(wú)膠結(jié)的砂、卵石等第四紀(jì)地層。尤其對(duì)于結(jié)構(gòu)埋置淺、地面建筑物密集、交通運(yùn)輸繁忙、地下管線(xiàn)密布，且對(duì)地面沉降要求嚴(yán)格的都市城區(qū)，如修建地下鐵道、地下停車(chē)場(chǎng)、熱力與電力管線(xiàn)，這項(xiàng)技術(shù)方法更為適用。開(kāi)挖根據(jù)圍巖情況Ⅴ級(jí)地段采用CRD法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法施工，Ⅳ級(jí)采用CD法或弧型導(dǎo)坑預(yù)留核心土法施工，每循環(huán)進(jìn)尺控制在1m以?xún)?nèi)，Ⅱ、Ⅲ級(jí)及橫洞Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖采用臺(tái)階法施工。表12 淺埋暗挖法主要開(kāi)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(jià)全斷面法地層好，跨度≤8m一般最短好無(wú)低正臺(tái)階法地層較差，跨度≤12m一般短好無(wú)低上半斷面封閉正臺(tái)階法地層差，跨度≤12m一般短好小低正臺(tái)階環(huán)形開(kāi)挖法一般短好無(wú)低單側(cè)壁導(dǎo)坑正臺(tái)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(zhǎng)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(zhǎng)差大高中洞法小長(zhǎng)差大較高側(cè)洞法大長(zhǎng)差大高柱洞法多層多跨大長(zhǎng)差大高 常用在Ⅰ～Ⅲ級(jí)硬巖中，利于組織大型機(jī)械化作業(yè)，提高施工速度。在松散地層中采用臺(tái)階法施工，一般都要用超前小導(dǎo)管對(duì)地層進(jìn)行超前加固，對(duì)于一些特殊地段，如隧道埋深淺、地表有重要建筑物、隧道穿越公路或鐵路線(xiàn)等，則需要對(duì)地層采用大管棚和小導(dǎo)管聯(lián)合支護(hù)的方式。當(dāng)開(kāi)挖斷面較大時(shí)，為確保地層沉降在允許控制范圍內(nèi)，需要將整個(gè)開(kāi)挖斷面分為若干個(gè)小斷面，并在斷面中部設(shè)置一道臨時(shí)支撐。適用于淺埋大跨度隧道，地表下沉量要求嚴(yán)格，圍巖條件特別差時(shí)，此法安全可靠，但速度慢，造價(jià)高。衡廣復(fù)線(xiàn)上的香爐坑隧道，為雙