1、 前前 言言 軌道交通作為城市重大的公益性基礎(chǔ)設(shè)施工程，近年來正飛速發(fā)展。修建地鐵常用的淺埋暗挖技術(shù)、明挖、蓋挖及盾構(gòu)，均根據(jù)不同的地理環(huán)境和水文、地質(zhì)條件被普遍采用，并不斷取得技術(shù)進步。本文只是對這些工法作一次系統(tǒng)梳理，同時針對施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)的一些關(guān)鍵技術(shù)提出對策。 一、概述 在城市軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護手段，遵循“新奧法”大部分原理，按照“十八字”原則（即管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測）進行隧道的設(shè)計和施工，謂之城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)。 “新奧法”的核心是以維護和利用

2、圍巖的自承能力為基點，使圍巖成為支護體系的組成部分，支護在與圍巖共同變形中承受的是形變應(yīng)力，因此要求初期支護有一定柔度以利用和充分發(fā)揮圍巖的自承能力。而作用于淺埋隧道上的地層壓力是覆蓋層的全部或部分土柱重，其地層壓力和支護的剛?cè)岫汝P(guān)聯(lián)不大，從減少地表沉陷的城市要求角度出發(fā)，還要求初期支護有一定剛度。設(shè)計時并沒有充分考慮利用圍巖的自承能力。這正是淺埋暗挖技術(shù)與“新奧法”的不同點。 但是，淺埋暗挖技術(shù)仍然遵循了“新奧法”施工的大部分原則，如以錨噴作為初期支護手段；盡量減少圍巖擾動，要求周邊圓順避免棱角突變處應(yīng)力集中；初支與圍巖密貼；量測信息反饋指導(dǎo)設(shè)計施工等。二、淺埋暗挖與“新奧法”（NATM）三

3、、淺埋暗挖技術(shù)的特點 淺埋暗挖技術(shù)從減少城市地表沉陷考慮，還必須輔之與其他配套技術(shù)，如地層加固、降水等。從工程條件出發(fā)，還必須熟悉在不同條件下的馬頭門開挖，斷面變化地高（諸如擴大爬高轉(zhuǎn)彎等）開挖，由明挖進入暗挖的破樁，分部開挖完成 自下而上的二次襯砌前的“托梁換柱”以實現(xiàn)“力的轉(zhuǎn)換”以確保安全等諸多關(guān)鍵技術(shù)。 淺埋暗挖的另一個特點是十分講究施工方法的選擇，尤其是地鐵車站多跨結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)。一個合理的機構(gòu)型式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用。四、常用的單跨隧道淺埋暗挖方法1.開挖方法選擇根據(jù)開挖斷面大小，在一般條件下有如圖1所示的開挖方法。單跨隧道（洞）開挖寬12m開挖寬1216m開挖寬16

4、22m臺階開挖法CD法CRD法PBA法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法（4）、法（1）、臺階法（2）、法（3）、法（5）、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法圖2 開挖順序示意圖法2.施工順序各種施工方法的施工順序如圖2所示 3.臺階法施工 臺階法是最基本、運用最廣泛的施工方法，而且是實現(xiàn)其它施工方法的重要手段。當(dāng)開挖斷面較高時可進行多臺階施工，每層臺階的高度常用3.54.5m，或以人站立方便操作選擇臺階高度。臺階長度的選擇參見圖3示：圖 3 臺 階 長 度 進行臺階開挖時的輔助施工方法 環(huán)狀開挖留核心土并設(shè)鎖腳錨管22圖4 上臺階環(huán)狀開挖鎖腳錨管1-21-11-21-1下臺階除可一次開挖外，根據(jù)地質(zhì)條件又可分別選用圖5所示的開挖方法：

5、圖5 下臺階開挖方法（三）留核心土（二）先挖核心土（一）左、右錯進初次支護背后注漿特殊不良地質(zhì)條件在上臺階的底部設(shè)臨時仰拱，或者在上臺階的拱頂下設(shè)臨時立柱，有利于減少圍巖的收斂和拱頂?shù)南鲁痢?.CD法和CRD法（中隔墻法和交叉中隔墻法）CDCD、CRDCRD法施工效果對比法施工效果對比施工方法地表總沉陷(mm)地表沉降最大化傾斜率側(cè)向水平位移(mm)CD7784620CRD26302.39CRD工法施工實例5.PBA法6.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法工程實例五、單跨隧道分部開挖完成及進行二次襯砌應(yīng)遵循的原則149508420第 一 步 密 排 小 導(dǎo) 管 施 工 ， 注 漿 加 固 前 方 土 體

6、149508420第 二 步 左 側(cè) 壁 上 導(dǎo) 坑 臺 階 法 開 挖 ， 留 核 心 土 ， 初 期 支 護3501900170020060臨 時 支 護3504400250149508420第 四 步 左 側(cè) 壁 下 導(dǎo) 坑 開 挖 超 過 15m， 開 始 右 側(cè) 壁 上 導(dǎo) 坑 臺 階 法 開 挖 ， 留 核 心 土 ， 初 期 支 護350360020035035044002503920臨 時 支 護35025044003根 鎖 腳 錨 桿 長 3m3根 鎖 腳 錨 桿 長 3m149508420第 三 步 左 側(cè) 壁 上 導(dǎo) 坑 開 挖 進 尺 超 過 15m， 開 始 左 側(cè)

7、壁 下 導(dǎo) 坑 臺 階 法 開 挖 ， 留 核 心 土 ， 初 期 支 護350360020020201900350臨 時 支 護3504400250149508420第 五 步 右 側(cè) 壁 上 導(dǎo) 坑 開 挖 超 過 15m， 開 始 右 側(cè) 壁 下 導(dǎo) 坑 臺 階 法 開 挖 ， 初 期 支 護3503600200350臨 時 支 護350440025039203503600200202019003503502504400149508420第 六 步 左 側(cè) 壁 底 板 防 水 層 保 護 層 、 底 板 防 水 層 ， 二 次 襯 砌350440025035025044002400100

8、0300350360020015025001200703501000149508420第 七 步 左 側(cè) 壁 拆 除 橫 向 臨 時 支 護 ， 立 側(cè) 墻 與 頂 板 模 板 ， 支 架 體 系 ， 側(cè) 墻 與 頂 板 防 水 層 ， 側(cè) 墻 與 頂 板 二 次 襯 砌3502504400240010003001200703502400535011003504750100030035019001700200149508420第 八 步 右 側(cè) 壁 底 板 防 水 層 保 護 層 ， 底 板 ， 側(cè) 墻 與 頂 板 防 水 層 ， 二 次 襯 砌 同 左 側(cè) 壁1200703505350110

9、035035044002503504400250149508420第 九 步 中 上 導(dǎo) 坑 臺 階 法 開 挖 ， 留 核 心 土 ， 初 期 支 護臨 時 支 護350440025049502504400350350149508420第 十 步 中 洞 頂 板 防 水 層 ， 立 中 洞 頂 板 支 架 、 模 板 、 中 洞 頂 板 二 次 襯 砌350440025049502504400350350149508420第 十 一 步 拆 除 支 架 體 系 、 模 板 ， 中 洞 下 導(dǎo) 坑 開 挖350350440025049502504400350149508420第 十 二 步 中

10、 洞 底 板 防 水 層 保 護 層 ， 底 板 防 水 層 ， 中 洞 底 板 二 次 襯 砌 ， 拆 除 支 架 模 板 形 成 閉 合 框 架350350350 100012250350110053501200701000六、城市地鐵車站暗挖施工1.側(cè)洞法11圖 11 側(cè) 洞 法 施 工 順 序 圖86101、CRD法開挖左、右洞包括初支和施工支護；、柱底縱梁和鋼管柱；、左右洞底板；、分邊墻和左、右洞樓板；、左、右洞其余邊墻和拱部； 6、中洞上臺階環(huán)形開挖；、中洞拱部；8、中洞樓板以上土方開挖；、中洞樓板；10、中洞其余部份開挖；、中洞底板。2. PBA法9991111743411111

11、111圖12 法施工順序圖1、上下導(dǎo)坑錯開距離開挖（包括初支）；、孔樁開挖、底縱樁、中柱邊樁、頂縱梁；3、中洞上臺階開挖（包括初支）；4、左右洞上臺階開挖（包括初支）；、中洞拱部襯砌；、側(cè)洞拱部襯砌；7、樓板以上土體開挖；、樓板澆砼；9、剩余部分土體開挖；、底板及底部邊墻襯砌；、站臺板澆筑。3.中洞法551圖13 中洞法施工順序圖1、用CRD法開挖中洞（包括初期支護和施工支護）；、中洞底板底縱梁；、鋼管柱、樓板；、柱頂縱梁和中洞拱部；5、用臺階法開挖左、右洞；、左右洞底板；、左右洞部分邊墻和樓板；、左右洞其余邊墻和拱部。4.柱洞法99731991圖 14 柱 洞 法 施 工 順 序 圖51、臺

12、階法開挖柱洞（包括初期支護和施工支護）；、底縱梁、中柱、頂縱梁；3、中洞上臺階開挖；、中洞拱部；5、用臺階法開挖中洞樓板以上部分；、中洞樓板；7、中洞其它部分開挖；、中洞底板；9、臺階開挖左右洞；、左右洞底板；、左右洞部分邊墻和樓板；、左右洞其余邊墻和拱部。5.分離島式車站施工方法七、淺埋暗挖二十問一問：“十八字方針”是什么？二問：超前小導(dǎo)管注漿的作用是什么？三問：關(guān)于地下水的問題，在地下工程施工中，“成也是水，敗也是水”的含義是什么？四問：初支格柵節(jié)點螺栓，都能擰緊嗎？擰不緊怎么辦？五問：上半斷面臺階有多長？何時封閉成環(huán)？六問：工程周邊管網(wǎng)調(diào)查清楚了嗎？有何對策？七問：天天都量測，然而你重視

13、分析量測成果嗎？即時采取對策嗎？八問：二次襯砌的保護層有何作用？迎水面的保護層也重要嗎？九問：正臺階分層開挖，臺階有坡度嗎？十問：初支背后和二襯背后都注漿嗎？何時注漿？注什么漿液？十一問：二襯導(dǎo)墻是怎么回事？為什么要與仰拱同時澆注？十二問：你在乎豎井周邊堆土的荷載和動載影響嗎？2143 - - - - 豎 井 馬 頭 門 施 工 順 序 圖21十三問：開馬頭門有什么原則？1、馬頭門加固環(huán) 2、超前管棚 3、上半斷面開挖 4、下半斷面開挖十五問：掌子面都需要封閉嗎？十四問：大斷面采用CRD或雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工，完成初次支護后，是采用分部二襯還 是使用臺車進行全斷面襯砌？十六問：為什么坍方、冒頂、流沙

14、、涌水多出現(xiàn)在風(fēng)道或出入口、人防段換乘通道地段？十八問：雙連拱區(qū)間隧道如何施工？十九問：如何實現(xiàn)暗挖隧道的機械化施工?十七問：任何地質(zhì)條件都必須采用小導(dǎo)管超前予注漿嗎？嗎？二十問：請談?wù)劙低谒淼赖耐L(fēng)方式一、概述 先施作車站周邊圍護樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱，然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁（圍護樁）、柱（鋼管柱或混凝土柱）之上，自上而下完成土方開挖和邊墻、中隔板及底板襯砌的施工方法，謂之蓋挖逆作法。l快速覆蓋，縮短中斷交通的時間；l自上而下由頂板、中隔板及水平支撐，剛度大，在一個相對安全環(huán)境里作業(yè)；l占地少，回填量小；可分層施工，也可分左右兩幅施工，交通道改靈活；l不受季節(jié)影響，無冬施要求，低噪音，少擾民；l設(shè)備

15、簡單，不需大型設(shè)備，操作空間大，操作環(huán)境相對好。二、蓋挖逆作法的施工特點 蓋挖逆作法是在明挖內(nèi)支撐基坑基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。施工過程中不需設(shè)置臨時支撐， 而是借助結(jié)構(gòu)頂板、中隔板自身的水平剛度和抗壓強度，實現(xiàn)對基坑圍護樁（墻）的支護作用。其工法特點是：三、蓋挖逆作法的施工步驟： 簡言之，其施工步驟為：一柱、二蓋、三板、四墻、五底。 鉆 孔 灌 注 樁第 一 步 ： 占 用 半 幅 路 面 ， 施 做 基 坑 維 護 結(jié) 構(gòu) ， 中間 立 柱 下 樁 基 及 中 間 立 柱鉆 孔 灌 注 樁第 二 步 ： 占 用 半 幅 路 面 ， 施 做 另 一 側(cè) 基 坑 維 護 結(jié)構(gòu) ， 中 間 立 柱 下

16、樁 基 及 中 間 立 柱中 間 立 柱 (鋼 管 柱 ) 柱 下 樁 基鉆 孔 灌 注 樁第 三 步 ： 開 挖 基 坑 ， 施 作 淺 基 坑 保 護 墻 ， 開 挖至 頂 板 底 面 標(biāo) 高 處第 四 步 ： 施 作 結(jié) 構(gòu) 頂 板 ， 頂 梁 ， 敷 設(shè) 頂 板 防 水層第 五 步 ： 回 填 頂 板 覆 土 ， 恢 復(fù) 地 面 交 通 ， 開 挖基 坑 至 中 樓 板 底 面 標(biāo) 高 處中 間 立 柱 (鋼 管 柱 ) 柱 下 樁 基鉆 孔 灌 注 樁第 六 步 ： 施 作 中 樓 板 、 縱 梁 及 內(nèi) 襯 墻 ， 繼 續(xù) 開挖 基 坑 至 基 坑 底 設(shè) 計 標(biāo) 高 處第 七 步

17、 ： 施 作 底 板 墊 層 ， 防 水 層 ， 底 板 及 縱 梁 ，施 作 內(nèi) 襯 墻 ， 完 成 主 體 結(jié) 構(gòu)鉆 孔 灌 注 樁第 一 步 ： 占 用 半 幅 路 面 ， 施 做 基 坑 維 護 結(jié) 構(gòu) ， 中間 立 柱 下 樁 基 及 中 間 立 柱鉆 孔 灌 注 樁第 二 步 ： 占 用 半 幅 路 面 ， 施 做 另 一 側(cè) 基 坑 維 護 結(jié)構(gòu) ， 中 間 立 柱 下 樁 基 及 中 間 立 柱中 間 立 柱 (鋼 管 柱 ) 柱 下 樁 基鉆 孔 灌 注 樁第 三 步 ： 開 挖 基 坑 ， 施 作 淺 基 坑 保 護 墻 ， 開 挖至 頂 板 底 面 標(biāo) 高 處第 四 步

18、： 施 作 結(jié) 構(gòu) 頂 板 ， 頂 梁 ， 敷 設(shè) 頂 板 防 水層第 五 步 ： 回 填 頂 板 覆 土 ， 恢 復(fù) 地 面 交 通 ， 開 挖基 坑 至 中 樓 板 底 面 標(biāo) 高 處中 間 立 柱 (鋼 管 柱 ) 柱 下 樁 基鉆 孔 灌 注 樁第 六 步 ： 施 作 中 樓 板 、 縱 梁 及 內(nèi) 襯 墻 ， 繼 續(xù) 開挖 基 坑 至 基 坑 底 設(shè) 計 標(biāo) 高 處第 七 步 ： 施 作 底 板 墊 層 ， 防 水 層 ， 底 板 及 縱 梁 ，施 作 內(nèi) 襯 墻 ， 完 成 主 體 結(jié) 構(gòu)四、蓋挖逆作法的關(guān)鍵技術(shù)五、蓋挖逆作實施過程容易被忽略的幾個問題 一、概述 城市地鐵車站、區(qū)間及相關(guān)配套的風(fēng)道、出入口、行車線等工程，只要條件許可，應(yīng)優(yōu)先考慮采用明挖施工。因為不論從施工的難易程度、工程造價、工期、風(fēng)險等考慮，明挖法都有明顯優(yōu)勢。 明挖法是在以樁錨體系、樁撐體系及土釘墻作為圍護結(jié)構(gòu)，進行土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施作。其主體結(jié)構(gòu)多為兩層或多層框架式結(jié)構(gòu)型式。 .明挖車站框架式結(jié)構(gòu)圖二、前期準(zhǔn)備工作三、圍護結(jié)構(gòu)平整場地加工護筒鋼筋籠制作吊裝鋼筋籠測量沉碴厚度施工準(zhǔn)備測量定位沉埋護筒鉆機就位鉆進清孔鋼筋籠就位二次清孔灌水下混土混凝土養(yǎng)生起拔護筒鑿除樁頭、施工冠梁測量鉆孔深度、斜度、直徑設(shè)隔