浅埋暗挖法 (2018)

浅埋暗挖法的应用及发展情况
国外在70年代初开始将新奥法应用于浅埋地层的研究，到70 年代末80年代初已基本形成一套完整技术并应用于城市地铁、 市政工程等。目前，德国、日本、美国、法国、意大利、韩国、 香港等国家和地区都有NATM法成功应用的实例。日本的城市 地铁多修建在浅埋软弱地层中，过去大多采用明挖法施工，自 1976年采用新奥法技术以后，就逐渐地把山岭隧道使用的新奥 法技术转移到了城市地铁中来，目前用新奥法技术修建的城市 地下工程越来越多，如粟山、大贯、第一原、旭丘、北四番丁 等城市隧道和横滨市地铁区间及地铁车站等。德国是当今地下 工程中应用新奥法技术最多的国家，他们不仅在地铁区间隧道 应用，而且还在多层多线路大断面地铁车站中广泛应用，如慕 尼黑、法兰克福、埃森、波鸿、纽伦堡地铁车站等，其施工技 术已发展到了较高水平。
暗挖法施工技术
随着地面交通运输量越来越大，以及人们环境保护意识的提高，地 下工程暗挖法也已逐渐取代明挖法而广泛应用于城市地下工程施工。 地下工程暗挖施工方法主要有盾构法、浅埋暗挖法等。
盾构法是在有水地层、软弱不稳定围岩中修建地铁区间隧道和其 它地下工程时，进行开挖支护和衬砌的一种专用机械设备。盾构的种类 很多，目前广泛采用的最先进的盾构有泥水加压复合式盾构和土压平衡 复合式盾构。由于盾构法施工具有施工速度快，不拆迁地面建筑和地下 管网，施工期间噪音小，震动小，不影响地面交通等优点，近年来在国 内外地铁区间工程中被广泛采用。但是盾构施工存在随地层的变化而产 生不适应，断面是不容许改变，制造盾构的成本较高，造价昂贵等缺点， 因此，其优越性不如浅埋暗挖法。 浅埋暗挖法 浅埋暗挖法是近十多年来发展起来的一种新方法，该方法已在城市 地铁，市政地下管网及地下空间的其他浅埋地下工程设计与施工中广泛 应用。该方法多应用于第四纪软弱地层，开挖方法有正台阶法、单侧壁 导洞法，中隔壁法（也称CD法和CRD法），双侧壁导洞法等。该方法 灵活多变，对面建筑，道路和地下管网影响不大，拆迁占地少，不扰民， 不污染城市环境等优点，是目前较先进的施工方法。
粘土及砂等
冲、洪积 粘土
第三纪流砂层、 粘土层和砂卵 石层、地下水 位在拱顶附近
埋深
11-13 m
8-26 m
约15 m
5-15 m
8-20 m
断面 形式 (m)
圆形直径 6.68m
最大跨度11.5最 大高度7.5
最大跨度6.8 最大高度5.8
最大跨度11.4 最大高度8.6
最大跨度8.5断 面约60m2
对比指标 地质 占用场所 断面变化 深度
明挖法 各种地质均可 占用街道路面较大 适用于不同断面 浅
盾构法 各种地质均可 占用街道路面较 小 不适用于不同断 面 要一定深度
暗挖法 有水地层需做特殊处 理 不占用街道路面 适用于不同断面 深度比盾构法小
防水
地面下沉 交通影响 地下管道 震动噪音 地面拆迁 进度 造价
目前深埋、浅埋、超浅埋的提法很多，但都不太确切，有必要进行 区分，二种埋置深度隧道的设计和施工方法都有区别。通常深埋隧道 荷载按塌落拱计算,可按新奥法原则设计,可利用围岩自身承载力,主要问 题是隧道本身的施工安全；浅埋隧道按松散荷载计算,超浅埋隧道则按 全土柱加地面动、静换算荷载计算,主要问题是控制地层位移,环境保护。
施工 方法
全断面台阶法施 工，使用反铲挖 掘机
双侧导坑法，使 用掘进机及反铲 挖掘机和地面井 点降水
上下台阶分部 开挖，两台掘 进机，弃渣用 泵输送至洞外
超前侧壁导坑 及分部开挖法， 人工开挖环形 部分反铲开挖 核心土
侧壁导坑法， 使用掘进机及 反铲挖掘机， 必要时拱部插 板支护。
主要支 护形式
锚杆长3-4m，钢 筋 网 喷 厚 1518cm ， 钢 拱 架 TH-48 ， 钢 筋 砼 内 衬 厚 15-18cm 。
1.应用埋深等于坍方统计平均高度两倍的方法。因围岩变形过大时隧道上方 会形成塌落拱(压力拱)。而坍方是围岩失稳破坏最直观的形式，大量统计资料 证明，当埋深大于两倍塌方高度时，才能用塌落拱公式计算。塌落拱高度与 围岩类别有很大关系，根据我国铁路隧道调查资料，Ⅲ级以上围岩岩体强度 较高，一般未出现由于浅埋而失稳破坏的情况，因此，通常在Ⅲ～Ⅵ级围岩 中才考虑浅埋隧道的设计问题，铁路隧道新奥法指南规定:当埋深大于:Ⅵ级围 岩4D～6D、Ⅴ级围岩2.0D～3.0D、Ⅳ级围岩1.OD～2.OD、Ⅲ级围岩0.5～ 1.OD，反之为浅埋隧道。
盖挖法是一种先做钻孔灌注桩或连续墙作为围护结构和支撑结构， 在该结构保护下再做桩顶纵梁，盖顶板，恢复路面，然后，在桩及钢筋 混凝土顶板的支护下再从上往下进行主体结构施工的方法。盖挖法是一 咱比较快速，经济，安全的施工方法。但是，在交通干道上修建地下工 程时，盖挖法施工还是不能彻底解决问题。 浅埋暗挖是一种可以克服上述困难的创新技术和方法。
国籍
联邦德国
联邦德国
法国
日本
奥地利
工程 名称
法兰克福地铁25 号工区
幕尼黑地铁 9号区段
里尔地铁一号 线4工区
北陆高速公路 泊隧道
维也那地铁U61工区
施工 年代
1969-71年
1975-78年
1985年
1983-85年
1983 -85年
地质及水文 地质条件
பைடு நூலகம்
粘土层、石灰岩 和含水砂层、无 水
第三纪菱铁矿砂 层和泥灰岩、遇 水时其塑性和粘 土一致
浅埋地下工程施工方法 浅埋地下工程施工方法主要有明挖法（盖挖法）和暗挖法两种 ，早期多采用明挖法施工，近年来，随着盾构技术和暗挖技术的发 展以及城市生活与环境要求的提高，暗探法已被广泛采用。 明挖法施工技术 浅埋地下工程以住多采用传统的明挖法施工。明挖法也称基坑 法，主要包括敞口明挖法和基坑支护开挖法两类，其施工方法是首 先从地下向下开挖出基坑，在基坑内进行结构施工，然后回填地面 。明挖法简单易行，施工作业面宽敞，施工速度较快，在覆盖层薄 ，建筑物少，地面交通车辆不多，地下各种管线少，周围环境要求 不高的地区，采用这种方法是最经济的。 明挖法最大的缺点是破坏地面，中断交通，拆迁工作量大。 同时，施工产生的噪音，震动等也会严重干扰附近居民的生活和工 作。为了尽可能减少地下工程施工对地面交通和附近居民的干扰， 盖挖法应运而生。
较易
小 影响很大 需拆迁 大 大 拆迁干扰大，总工 期较短 4-8亿元/km
较难
较小 竖井影响大 不需拆迁 小 较大 前期工程复杂， 总工期正常 4亿元/km
有一定难度
较小 不影响 不需拆迁 小 大 开工快，总工期正常 2亿元/km
浅埋暗挖法名称的确定：北京地铁首次采用 浅埋暗挖法设计，建成了复兴门车站折返线 工程。由于取得了很大的经济效益和社会效 益，于1987年8月25日由北京市科委、铁道 部科技司共同组织了国家级成果鉴定，与会 专家和各级领导对该法进行了认真的讨论， 最后否定了“软弱地层新奥法”、“中国特 色新奥法”、“北京地铁浅埋暗挖法”等名 称，确定采用“浅埋暗挖法”这个名称。它 更能反映该方法的特点，说明该方法不仅可 在北京地层中应用，而且也可以在全国类似 的各种地下工程中应用。
60 m
1240 m
770 m
70-80 m
我国于70年代末80年代初开始将新奥法应用于地下工程施工， 并于80年代中后期开始系统研究新奥法在浅埋软弱地层中的应 用，1984年首先在大秦线军都山隧道进口黄土段研究实验成功， 之后又成功地运用在北京地铁复兴门车站折返线工程，并首先 在地铁复-西区间、西单车站、国家计委地下停车场、首钢地 下运输廊道、城市地下热力、电力隧道、长安街地下过街通道、 深圳地上过街通道等地下工程中推广应用，经过多年的不断总 结、完善，这一方法已在城市地铁、市政、电力隧道、城市地 下过街通道、地下停车场等工程中推广应用，并已形成一套完 整的配套技术。并形成各地域各城市的特色如南京地铁软流塑 地层暗挖施工工法，广州地铁含水砂层暗挖施工工法等。以北 京地铁工程为实例形成的“隧道与地铁浅埋暗挖工法”已被建 设部批准为国家级工法。
锚 杆 长 3.5-5m ， 喷厚25cm，钢支 撑 TH-21 或 网 构 拱 TH-21 ， 钢 筋 砼内衬厚40cm
钢支撑加背板， 钢筋砼内衬厚 50cm
锚 杆 长 4m ， 喷 厚 20cm ， 钢支撑 H-200 ， 衬砌60cm
喷 厚 20cm ， 钢 支撑钢筋砼内 衬厚40cm
长度
420 m