城市地下空间工程

各种类型地下结构施工技术

1.明挖法

明挖法指从地面向下开挖，并在预建地下工程结构的位置进行结构的修建，然后在地下工程上部回填土及恢复路面的施工方法。或者从地面向下开挖，用大号型钢架于两侧钢桩或连续墙上，以维持原来路面的交通运行，这种施工方法也称为盖挖法。

优点：施工简单、快速、经济

缺点：对土质的要求高，阻断交通是时间较长，躁动与震动对环境影响较大等

此外明挖法根据施工特点可分为明挖顺作法和盖挖法等，盖挖法又分为盖挖顺作法、盖瓦逆作法，逆作法又分全逆作法、半逆作法、部分逆作法、分层逆作法。

2.暗挖法

暗挖法指在特定条件下，不开挖地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法，他适用于不宜明挖施工的含水量较小的各种地层，尤其是对城市城区地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，且对地沉陷要求严格的情况下的地下结构的工程更为适用。

特点：①受工程地质和水文地质条件的影响较大②工作条件差、工作面少而狭窄、工作环境差③暗挖法对地面影响较小，但埋置较浅时可能导致地面沉陷④有大量废土、碎石需要妥善处理

暗挖法主要包括：钻爆法、盾构法、掘进机法（TMB法）、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。

2.1盾构法

盾构法（Shield Method）是暗挖法施工中的一种全机械化施工方

法，它是将盾构机械在地中推进，通过盾构外壳和管片支承四周围岩

防止发生往隧道内的坍塌，同时在开挖面前方用切削装置进行土体开

挖，通过出土机械运出洞外，靠千斤顶在后部加压顶进，并拼装预制

混凝土管片，形成隧道结构的一种机械化施工方法。

优点：

1、安全开挖和衬砌，掘进速度快；

2、盾构的推进、出土、拼装衬砌等全过程可实现自动化作业，施

工劳动强度低。

3、不影响地面交通与设施，同时不影响地下管线等设施；

4、穿越河道时不影响航运，施工中不受季节、风雨等气候条件影响，施工中没有噪音

和扰动；

5、在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济

方面的优越性。

缺点：

1、断面尺寸多变的区段适应能力差；

2、新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。

2.2顶管法

顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式顶管技术。

优点：不影响周围环境或者影响较小，施工场地小，噪音小。而且能够深

入地下作业，这是开挖埋管无法比拟的优点。

缺点：施工时间较长，工程造价高等。

2.3沉井法

所谓沉井法，主要是指通过对沉井结构进行合理的利用，插入地下后进行掘进式施工操作，促进地下建筑结构施工的质量得到可靠的控制。

优点：1、埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载。

2、沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水结构物，下沉过程中无需设置坑壁支撑或

板桩围壁，简化了施工。

3、沉井施工时对邻近建筑物影响较小。

缺点：1、施工期较长。

2、施工技术要求高。

3、施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。

2.3沉管法

沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面（河面）现场，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。

优点：①容易保证隧道施工质量。②工程造价较低。③在隧道现场的施工期短。④操作条件好、施工安全。因除极少量水下作业外，基本上无地下作业，更不用气压作业。⑤适用水深范围较大。⑥断面形状、大小可自由选择，断面空间可充分利用。

2.4浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结构）和喷锚作为初期支护手段，按照十八字原则进行施工，称之为浅埋暗挖法。

优点：造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等。

2.5钻爆法

钻爆法，即是通过钻孔、装药、爆破开挖岩石的方法，简称钻爆法。这一方法从早期由人工手把钎、锤击凿孔，用火雷管逐个引爆单个药包，发展到用凿岩台车或多臂钻车钻孔，应用毫秒爆破、预裂爆破及光面爆破等爆破技术。施工前，要根据地质条件、断面大小、支护方式、工期要求以及施工设备、技术等条件，选定掘进方式

优点：比较灵活，可以很快地开始开挖施工；可以开挖各种形状、尺寸、大小的地下洞

室；即可以采用比较简单便宜的施工设备，也可以采用先进、高效、比较贵的设备；可以适应坚硬完整的围岩，也可以适应较为软弱破碎的围岩。

2.6掘进机法（TBM）

掘进机法是利用岩石隧道掘进机在岩石地层中暗挖隧道的一共施工方法。通常是利用回转刀盘又借助推进装置的作用力从而使得刀盘上的滚刀切割岩面，以达到破岩开挖隧道的目的。

优点：①掘进效率高。②掘进机开挖施工质量好，且超挖量好。③对岩石的扰动小。④施工安全

缺点：①对多变的地质条件的适应性差。②造价过高。③施工途中不能改变开挖直径。

④开挖断面的大小形状变更难，在应用上受到一定的制约

参考文献：《浅谈地下结构施工技术的应用方法》杨柏

《隧道与地下工程施工技术现状及问题对策》崔玖江

《谈几种地下结构施工技术的对比》林立巍

《城市地下空间工程导论》曹平王志伟

百度百科：沉管法，沉井法