明挖法和浅埋暗挖图文介绍

恰当的转嫁工程风险等。 实际及时调整参数。
➢分包合同方面：挂靠围 ➢ 设计时仅考虑初期支护或临时支
标导致履约主体错位、恶 护完成成环闭合后是安全可靠，但是
忽视不管哪种支护型式都不可能一次 性竞争导致低价中标超低
价分包等。
工法的简单比较
➢ 从进度和经济角度考虑，很明显是上述顺序； ➢ 从适应跨度大小、地层条件差、施工安全考虑基本上是上述的
逆顺序。
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2 浅埋暗挖法
问题6：复合地层中大跨浅埋隧道开挖工法的选择
一般认为断面大于单线隧道的断面，如站台层隧道、站厅 通道、渡线隧道等是大跨隧道，D≥10m，或10m左右的断面。 大连地区的地层一般表现为上软下硬地层，及个别地方也 出现过上硬下软。 现在比较常用的是CRD工法，而现场很多做的不规范或极 不规范。 从工序转换考虑，建议大于12m跨度的断面采用眼镜工法。
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浅埋暗挖施工方法
全断面法 正台阶法
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正台阶环 形开挖法
单侧壁导坑 正台阶法
中隔墙法 （CD法）
交叉中隔墙 法（CRD法）
双侧壁 导坑法
2 浅埋暗挖法
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全断面法
2 浅埋暗挖法
适用范围：主要适用于I～II级围岩。当断面在50m2以下,隧道处于IV级围 岩地层时, 在采取局部注浆等辅助措施加固地层后,也可采用全断面法施工, 但在第四纪地层中采用此方法时,断面一般均在20m2以下。
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2 浅埋暗挖法
浅埋暗挖法
矿山法
喷锚支护 技术发展
新奥法
复兴门车站 折返线工程
1987年
浅埋暗挖法
优势：不影响城市交通，无污染、无噪声，无需专用设备，适用于 不同跨度、多种断面等。
特点：埋深浅，施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显；地 质条件差；开挖方法多，辅助工法多；风险管理难度大。
勤量测
管超前
严注浆
正上方土柱的压力，缓解围岩松弛和预防坍塌；
严注浆：在超前预支护后，立即进行压注水泥砂 浆或其它化学浆液，填充围岩空隙，使隧道周围 形成一个具有一定强度的结构体，以增强围岩的 自稳能力；
快封闭
浅埋 暗挖法
短开挖
短开挖：即限制1次进尺的长度，减少对围岩的松 弛
强支护：在浅埋的松软地层中施工，初期支护必 须十分牢固，具有较大的刚度，以控制开挖初期 的变形；
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浅埋暗挖法实例——青岛地铁
2 浅埋暗挖法
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施工现场图片
2 浅埋暗挖法
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2 浅埋暗挖法
问题7：地面沉降、塌方及原因
随着土石方的开挖移除、地下水的排出，地层中原有的应力 平衡状态被打破，使之处于非平衡状态。这种非平衡状态需 要一定时间进行调整，调整过程中造成的地层损失或支护变 形（沉降或收敛），表现出地面或支护空间位置向下改变， 称为沉降。
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1 明挖法
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1 明挖法
问题1：围护结构和支撑类型
I -围护桩+内支撑支护体系
原则：宽度小的基坑可选择内横撑，基坑两端部宜采用斜撑。
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1 明挖法
问题1：围护结构和支撑类型
II -围护桩+外拉锚支护体系
原则：对于开挖宽度较大 的基坑，设临时支柱会降 低土方开挖速度，且对结 构和防水施工不利，此时 应优先考虑预应力锚索。
失水引起的沉降表现为非弹性永久性变形。 客观地讲，沉降是不可避免的，但是可以抑制的。
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2 浅埋暗挖法
人为因素
不适宜的合同 设计疏忽
环境
➢ 地质工作不细或不能做细，引起
➢总包合同方面：招标办 施工指导或施工方案的失误。
法中蕴含的恶性竞争、挂 ➢ 支护设计强度、刚度不够。
靠围标、总包合同条款不 ➢ 设计与施工脱节，没有根据围岩
第3步：施作垫层和 防水层
第4步：施工底板
第5步：底板达到强度，拆 除第3道锚索，施工侧墙防 水层及侧墙和地下2层楼板
第6步：地下2层达到强度，拆 除第2道锚索，施工侧墙防水 层及侧墙和地下1层楼板
第7步：地下1层达到强度，拆除 第1道钢支撑，回填基坑和场地
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明挖法现场施工图
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适用范围：适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等 地层，修建覆跨比大于0.2的浅埋地下洞室。对于高水位的类似地层， 采取堵水、降水或排水措施后也可以采取此工法。
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2 浅埋暗挖法
浅埋暗挖法“十八字方针”
管超前：采用超前预加固支护的各种手段，提高 工作面的稳定性，缓解开挖引起的工作面前方和
城市地下工程
明挖法和浅埋暗挖法
二O一一年十一月十九日
城 市 地 下 暗 挖法 工 程 主 要 施 工 方 明挖法 法
盾构法 顶管法 管幕箱函 浅埋暗挖 矿山法 盖挖顺作 盖挖逆作 大开挖
明挖半逆作
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一般钢管
34144 转角基准钢管
说明： 1.图上单位：mm
基准钢管
2
7850
浅埋地下工程施工方法比较
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2 浅埋暗挖法
问题4：超前小导管（锚杆）的长度
➢目前设计比较流行的长度取350cm，这个现象最早源自《铁路隧道 新奥法施工指南》一书。 ➢其实上书中所讲的350cm长度是基于当时一般的台阶法施工时上台 阶人工司钻220cm～250cm的高度定的，这个长度不是对所有的台 阶高度有效的。 ➢超前支护最基础的理解应使超前小导管（锚杆）穿过上台阶假想破 裂面搭接1m。
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1 明挖法
明挖法
优点：因便于设计、快速施工，便于控制施工安全、 质量和进度，拆迁量小时，较为经济。
缺点：破坏地表、中断交通、拆迁工作量大，易发 生基坑失稳破坏。
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1 明挖法
青岛地铁太平角公园站明挖基坑施工
第1步：场地平整， 施作钻孔桩和冠梁
第2步：基坑开挖，随开挖 架设第一道支撑和锚索
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2 浅埋暗挖法
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单侧壁导坑正台阶法
2 浅埋暗挖法
单侧壁导坑正台阶法适用于地层较差、断面较大、采用台阶
法开挖有困难的地层。采用该法可变大跨断面为小跨断面，
将10m左右的大跨度变为3～4m和6～10m的跨度。
采用该法开挖时，单侧壁导坑超前的距离一般在2倍洞径以上， 为了稳定工作面，经常和超前小导管注浆等辅助施工措施配
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1 明挖法
问题1：围护结构和支撑类型
III -土钉墙或土钉墙与围护桩组成联合支护体系
原则：无水的情况下 可采用放坡开挖和土 钉墙支护。
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1 明挖法
问题2：锚杆和土钉的区别
定义：
锚杆：将拉力传至稳定岩土层的构件。 土钉：土钉是以新奥法理论为基础，在加筋杆作用下把潜在滑裂面
坍方过程一般为：开挖→围岩塑性变形→支护过大变形→ 支护局部破坏→支护与围岩破坏失稳→坍方。
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2 浅埋暗挖法
地面沉降、塌方原因
自然因素
✓不利的地形、地貌因素如隧道穿过地面建筑物，而且埋深浅； ✓不良的地质条件如隧道穿过断层及其破碎带； ✓通过各种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差。
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交叉中隔墙法
2 浅埋暗挖法
可适用于Ⅳ～Ⅵ级围岩浅埋的双线或多线隧道。采用自上而下分二 至三步开挖中隔墙的一侧，并及时支护，待完成了1～2部后，即可
开始另一侧1～2部开挖及支护，形成左、右两侧开挖及支护相互交
叉的情形，一般设有临时仰拱有横撑 。
交叉中隔墙法适用于地质条件差、跨度大、沉降控制要求高的隧道.
优缺点：有较大的作业空间,有利于采用大型配套机械化作业,提高施工速 度,且工序少,便于施工组织和管理。但由于开挖面较大,围岩稳定性降低,且 每个循环工作量较大，每次深孔爆破引起的震动较大，应进行精心的钻爆 设计。
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正台阶法
2 浅埋暗挖法
L=1~1.5D
正台阶法开挖优点很多，能较早地使支护闭合，有利于控制其结 构变形及由此引起的地表沉降。
最小长度，≥1D。这个主要基于下台阶的假想破裂面考虑 的，这个比较好理解。上台阶的土体作为荷载要置于下台阶 假想破裂面以外。
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正台阶环形开挖法
上台阶取一倍洞径 左右环形开挖，留 核心土，用系统小 导管超前支护、预 注浆稳定工作面， 用网构钢拱架做初 期支护；拱脚、墙 脚设置锁脚锚杆。
工程因素
软弱围岩 支护不当
地下水作 用
岩层软硬 相间
人为因素
不适宜的 合同环境
设计疏忽
施工管理 不当
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2 浅埋暗挖法
工程因素
Ⅲ级围岩拱部无支护时，可产生小坍方，爆破振动过大易坍方； Ⅳ级围岩拱部无支护时，可产生较大的坍方，侧壁有时失稳； Ⅴ级围岩围岩易坍方，处理不当会出现大坍方，侧壁常小坍方； 浅埋时易出现地表下沉和坍方至地表； Ⅵ级围岩极易坍方，极易变形，有水时会发生流泥流砂，浅埋
CRD工法施工工序复杂，隔墙拆除困难，成本较高，进度较慢，一
般在第四纪地层中修建大段面地下结构物(如停车场)，且地面沉降要
求严格时才使用。
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双侧壁导坑法
2 浅埋暗挖法
该法的实质是将大跨度（＞20m）分成3个小断面进行作业。 主要适用于地层较差、断面很大、单侧壁导坑法无法满足要求 的三线或多线大断面铁路隧道及地铁工程。
时易坍方至地表。 地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩土体的失稳。 岩层软硬相间或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱
面的强度大为降低，因而发生滑坍。
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2 浅埋暗挖法
工程因素
地层失水引起的沉降： ➢地层失水引起土层固结而压密，导致地层收缩沉降； ➢地层失水使得地层中颗粒的浮力减小，引起颗粒位置 的改变而形成沉降； ➢地层失水后改变了地层中的渗透压力，渗透压力表现 为一种体积力，具有方向性和地层压密的作用。
该工法在控制地中和地表下沉方面，优于其他施工方法。且由
于两侧导坑先行，能提前排放隧道拱部和中部土体中的部分地
下水，为后续施工创造条件。
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2 浅埋暗挖法
施工工法及比选
常见的几种主要工法
➢ 台阶法、台阶加临时仰拱闭合法、CD法、眼镜法、 CRD法、 等。实际施工中还有环形开挖、洞柱（梁）法、中洞法等。
上台阶长度（L）一般控制在1～1.5倍洞径（D）以内，但必须在 地层失去自稳能力之前尽快开挖下台阶，支护形成封闭结构；
若地层较差，为了稳定工作面，也可以辅以小导管超前支护等措 施。
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2 浅埋暗挖法
问题5：软弱地层中隧道台阶法施工时上台阶合 理长度问题
长度上限，≤1.5D。我们经常注意到隧道的横向承载拱， 实际上，隧道开挖支护后，沿隧道的纵向客观上存在一个承 载拱。实测结果统计显示，正常情况下纵向沉降曲线在1～ 1.5D位置沉降达到最大，并逐步变缓。上台阶长度过长，导 致塑性区范围增大。
前的主动区的复合土体视为具有自承能力的稳定土体，以阻止土体 的侧向位移，支撑未加筋区域土体的侧压力，保证整体稳定性。
保证自稳能力
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1 明挖法
问题2：锚杆与土钉支护区别
受力机理：前者施加预应力，为主动受力，后者依靠摩擦力，为 被动受力；
受力范围：前者为自由段承受拉力，后者为全长受力； 粘合长度：前者为锚固段，后者为全长； 设置密度：后者依靠土钉群产生加筋效果，密度大于锚杆； 承受荷载：前者单根可达400kN，后者单根承载力较低； 施工规模：前者需要大型机械，后者施工规模较小。
强支护
快封闭：为及时控制围岩松弛，必须采用临时仰 拱封闭，开挖1环，封闭1环，提高初期支护的承 载能力；
勤量测：进行经常性的量测，掌握施工动态，及 时反馈，是浅埋暗挖法施工成败的关键。
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2 浅埋暗挖法
问题3：多长时间封闭认为是及时封闭的问题
这个问题与施工单位的熟练程度有关。 综合地看，一般从开挖结束到拱架安装、喷砼完成在 4～6h内，我们认为这就做到了及时封闭。超过8h甚至 更长，那就是没有做到及时封闭。
合使用，一般采用人工开挖，人工和机械混合出碴。
Baidu Nhomakorabea
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中隔墙法
2 浅埋暗挖法
适用于Ⅳ～Ⅴ级围岩的浅埋双线隧道。中隔墙开挖时，
应沿一侧自上而下分为二或三部进行，每开挖一步均应
及时施作锚喷支护、安设钢架、施作中隔壁，中隔壁墙
依次分步联结而成，之后再开挖中隔墙的另一侧，其分
步次数及支护形式与先开挖的一侧相同；