暗挖隧道工法
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一、前 言
隧道浅埋暗挖法施工作为城市地铁工程施工中 经常运用的一种施工方法，地铁在这方面已有多个 成功先例，施工技术也日趋成熟，鉴于每项隧道工 程都有自身的特点，仅借鉴以往施工经验组织施工 难以满足当前施工发展要求，本工法详细阐述了跨 三环暗挖隧道的施工，经过项目认真组织、反复验 算、努力研究实践总结出一套实用的施工工艺，便 于对日后的类似工程起到借鉴帮助作用。
二、工法特点
2.1 采用CRD法组织施工，减小路面上的动荷载对 暗挖隧道的施工影响；
2.2 隧道拱部采用大管棚配合超前注浆小导管形成 最外围整体支护体系；
2.3 全过程监控量测信息化指导施工，使施工全过 程均处于可控状态；
2.4 采用四步开挖法组织施工，工序简单，容易推 广，特殊施工机械需用量小；
2.5 通过分部开挖，合理组织施工班组循环作业， 节约工期，节省施工费用投入。
三、适用范围
本工法适用于城市地铁隧道工程以及具有微膨胀地 质的施工地区隧道施工；
适用于大断面隧道和需要严格控制洞身变形和地表 沉降的类似地下工程；
同时该工法特别适用于地表有动荷载或有振动源影 响的地区施工。
四、工艺原理
本隧道采取的CRD法又称为交叉中隔壁施工法， 即在隧道断面中部设置中隔墙和横撑，从而将整个隧 道断面分成多个小断面（见图4-1），减小开挖跨度和 开挖高度，同时，各个开挖断面间相互错开掘进，尽 量降低对围岩的扰动，同时开挖施工中通过超前注浆 小导管、网喷砼使其同管棚形成整体支护体系，临时 仰拱、拱顶及洞身部分采取分段成环及时封闭的原则， 使开挖断面环环相扣，形成全断面初期支护封闭结构。
图4-1部分完成的初支开挖隧道
五、暗挖隧道初期开挖及支护施工
工艺流程及主要操作要点
5.1暗挖隧道初期开挖及支护施工流准备 程图 超前大管棚、井点降水施工
Ⅰ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
循环
挂网喷射混凝土
循环
监 控 量 测
Ⅱ部开挖支护施工5m Ⅲ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
挂网喷射混凝土
Ⅰ部开挖支护施工5m Ⅱ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
挂网喷射混凝土
循环
Ⅲ部开挖5m Ⅳ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
挂网喷射混凝土
循环
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部贯通
5.2 暗挖隧道初期开挖及支护施工主要操作要点
5.2.1 降水施工 根据当地地质水文资料以及本工程的施工特殊要求，经
详细验算本次施工共需设置10口降水井，降水井布置如图 5.2.1-1所示
车站西侧明挖主体
车站暗挖隧道部分 降水井
图5.2.暗1-挖1 隧降道水地井面平降水面井布点置布图置图
车站东侧明挖主体
5.2.2超前大管棚施工 本暗挖隧道与两侧明挖基坑相接，围岩自稳能力差，在 明挖主体结构施工完毕进入暗挖隧道施工前，在隧道拱部 120°范围内设φ108mm大管棚超前支护。
120°
108管棚钢管
砼导墙
初期支护 砼导墙
长管棚 管棚加固区
明洞衬砌
长管棚正面
主体围护桩
1200
管棚设计长度
长管棚纵面
图5.2.2-1 大管棚施工位置布置图
初期支护 二次衬砌
部分安装完成的大管棚导向管
大管棚钻进施工
5.2.3超前小导管施工 拱部150°范围内设置小导管并注浆使其在开挖工作面以外
形成厚度为0.5～1.0m的加固圈，从而保证开挖工作面的稳定， 控制地表沉降，防止工作面坍塌。
超前小导管打设施工
完成打设的超前小导管
超前小导管注浆施工。 小导管施工质量检查
5.3 暗挖隧道开挖施工 5.3.1施工步序：开挖Ⅰ部并支护→滞后于Ⅰ部5～
7m开挖Ⅱ部并支护→滞后于Ⅱ部5～7m开挖Ⅲ部并 支护→滞后于Ⅲ部5～7 m后开挖Ⅳ部并支护。以上步 序完成后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部开挖支护作业平行进行。
隧道开挖采用人工，小型运输机械配合运土。如图 5.3-1所示，隧道分4个洞室进行开挖，上洞室分台阶 法开挖，预留核心土，台阶长度2～3m。左右相应洞 室错开10m的距离，同侧上下台阶距离5～7m；开挖 循环进尺为0.6m；开挖下部两个洞室的开挖采用全断 面开挖。开挖时上台阶预留核心土，以不影响安装钢 架、喷射砼等工序为宜，宽度约在1.0m左右。
Ⅰ部掌子 面开挖支护
Ⅰ
～
Ⅱ部掌子面
Ⅱ
开挖、支护
Ⅵ
Ⅲ
Ⅰ
隧
道
中 线
横联
中壁
Ⅳ
Ⅱ
Ⅴ
拱
Ⅲ
隧道掘进方向
墙
拱墙
及
及拱
拱
～
仰
顶防
顶
拱
水层
砼
超
和钢
二
前
筋超
衬
Ⅳ
区
前区
施
工
区
初期支护
钢
二衬
筋
砼
二
衬
已
施
工
完
区
域 二衬
隧道初衬施工完毕
初期支护
站东广场暗挖隧道纵断面施工工序图
说 明：
1、本图为站东广场站暗挖隧道纵断面施工工序示意图。 2、开挖步骤如图示，每一步开挖后应立即初喷约35mm厚混凝土,然后挂网、架立
钢架,钢架与喷层间隙应楔紧，架立钢架后，立即分层续喷混凝土至设计厚度。 3、图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示开挖及支护顺序；Ⅴ、Ⅵ表示二次衬砌修筑顺序。
实线为先开挖一侧，虚线为后开挖一侧。
图5.3-1暗挖隧道施工工序图
隧道上部（ Ⅰ、Ⅲ 洞）开挖施工 隧道下部及仰拱开挖施工
5.4 型钢钢架制安及网喷砼施工 5.4.1型钢钢架制安施工 型钢钢架在1∶1样台上加工制作，初支环向钢架按
照下图所示的分成10个单元采用冷弯分段制作（见图 5.4.1-1），试拼装成功后再拆卸运至现场安装，钢架 制作沿隧道周边轮廓误差小于3cm。型钢钢架利用锁 脚锚杆和定位系筋定位，定位系筋采用φ22钢筋，每 根长2m，共设7处，每处2根；钢架内、外侧有不小于 4cm的喷射砼，将钢架置于原状土体上，在软弱地段， 采用拱脚下垫钢板的方法。钢架与封闭砼之间紧贴， 在安设过程中，当钢架和喷层之间有较大间隙时设骑 马垫块，垫块按每单元不少于3处。
型钢钢架加工制作
利用激光指向仪控制拱顶钢架安装 钢架安装时进行尺寸检查控制
部分完成安装的拱顶钢架
部分完成安装的中隔壁钢架
5.4.2挂网喷射砼施工 站台隧道初支喷射砼为350mm厚C25，S6早强砼； 采用湿喷工艺进行初支的喷射砼，湿喷砼具有粉尘少、 回弹少，等优点。
上部（ Ⅰ、Ⅲ 洞）网喷砼作业
仰拱网喷砼作业
5.5 施工监测 5.5.1施工监测的标准 隧道监控量测控制标准如表5.5.1-1所示：
隧道浅埋暗挖法施工作为城市地铁工程施工中 经常运用的一种施工方法，地铁在这方面已有多个 成功先例，施工技术也日趋成熟，鉴于每项隧道工 程都有自身的特点，仅借鉴以往施工经验组织施工 难以满足当前施工发展要求，本工法详细阐述了跨 三环暗挖隧道的施工，经过项目认真组织、反复验 算、努力研究实践总结出一套实用的施工工艺，便 于对日后的类似工程起到借鉴帮助作用。
二、工法特点
2.1 采用CRD法组织施工，减小路面上的动荷载对 暗挖隧道的施工影响；
2.2 隧道拱部采用大管棚配合超前注浆小导管形成 最外围整体支护体系；
2.3 全过程监控量测信息化指导施工，使施工全过 程均处于可控状态；
2.4 采用四步开挖法组织施工，工序简单，容易推 广，特殊施工机械需用量小；
2.5 通过分部开挖，合理组织施工班组循环作业， 节约工期，节省施工费用投入。
三、适用范围
本工法适用于城市地铁隧道工程以及具有微膨胀地 质的施工地区隧道施工；
适用于大断面隧道和需要严格控制洞身变形和地表 沉降的类似地下工程；
同时该工法特别适用于地表有动荷载或有振动源影 响的地区施工。
四、工艺原理
本隧道采取的CRD法又称为交叉中隔壁施工法， 即在隧道断面中部设置中隔墙和横撑，从而将整个隧 道断面分成多个小断面（见图4-1），减小开挖跨度和 开挖高度，同时，各个开挖断面间相互错开掘进，尽 量降低对围岩的扰动，同时开挖施工中通过超前注浆 小导管、网喷砼使其同管棚形成整体支护体系，临时 仰拱、拱顶及洞身部分采取分段成环及时封闭的原则， 使开挖断面环环相扣，形成全断面初期支护封闭结构。
图4-1部分完成的初支开挖隧道
五、暗挖隧道初期开挖及支护施工
工艺流程及主要操作要点
5.1暗挖隧道初期开挖及支护施工流准备 程图 超前大管棚、井点降水施工
Ⅰ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
循环
挂网喷射混凝土
循环
监 控 量 测
Ⅱ部开挖支护施工5m Ⅲ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
挂网喷射混凝土
Ⅰ部开挖支护施工5m Ⅱ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
挂网喷射混凝土
循环
Ⅲ部开挖5m Ⅳ部土方开挖(0.5-1m) 支立型钢钢架、超前小导管施工
挂网喷射混凝土
循环
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部贯通
5.2 暗挖隧道初期开挖及支护施工主要操作要点
5.2.1 降水施工 根据当地地质水文资料以及本工程的施工特殊要求，经
详细验算本次施工共需设置10口降水井，降水井布置如图 5.2.1-1所示
车站西侧明挖主体
车站暗挖隧道部分 降水井
图5.2.暗1-挖1 隧降道水地井面平降水面井布点置布图置图
车站东侧明挖主体
5.2.2超前大管棚施工 本暗挖隧道与两侧明挖基坑相接，围岩自稳能力差，在 明挖主体结构施工完毕进入暗挖隧道施工前，在隧道拱部 120°范围内设φ108mm大管棚超前支护。
120°
108管棚钢管
砼导墙
初期支护 砼导墙
长管棚 管棚加固区
明洞衬砌
长管棚正面
主体围护桩
1200
管棚设计长度
长管棚纵面
图5.2.2-1 大管棚施工位置布置图
初期支护 二次衬砌
部分安装完成的大管棚导向管
大管棚钻进施工
5.2.3超前小导管施工 拱部150°范围内设置小导管并注浆使其在开挖工作面以外
形成厚度为0.5～1.0m的加固圈，从而保证开挖工作面的稳定， 控制地表沉降，防止工作面坍塌。
超前小导管打设施工
完成打设的超前小导管
超前小导管注浆施工。 小导管施工质量检查
5.3 暗挖隧道开挖施工 5.3.1施工步序：开挖Ⅰ部并支护→滞后于Ⅰ部5～
7m开挖Ⅱ部并支护→滞后于Ⅱ部5～7m开挖Ⅲ部并 支护→滞后于Ⅲ部5～7 m后开挖Ⅳ部并支护。以上步 序完成后，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ部开挖支护作业平行进行。
隧道开挖采用人工，小型运输机械配合运土。如图 5.3-1所示，隧道分4个洞室进行开挖，上洞室分台阶 法开挖，预留核心土，台阶长度2～3m。左右相应洞 室错开10m的距离，同侧上下台阶距离5～7m；开挖 循环进尺为0.6m；开挖下部两个洞室的开挖采用全断 面开挖。开挖时上台阶预留核心土，以不影响安装钢 架、喷射砼等工序为宜，宽度约在1.0m左右。
Ⅰ部掌子 面开挖支护
Ⅰ
～
Ⅱ部掌子面
Ⅱ
开挖、支护
Ⅵ
Ⅲ
Ⅰ
隧
道
中 线
横联
中壁
Ⅳ
Ⅱ
Ⅴ
拱
Ⅲ
隧道掘进方向
墙
拱墙
及
及拱
拱
～
仰
顶防
顶
拱
水层
砼
超
和钢
二
前
筋超
衬
Ⅳ
区
前区
施
工
区
初期支护
钢
二衬
筋
砼
二
衬
已
施
工
完
区
域 二衬
隧道初衬施工完毕
初期支护
站东广场暗挖隧道纵断面施工工序图
说 明：
1、本图为站东广场站暗挖隧道纵断面施工工序示意图。 2、开挖步骤如图示，每一步开挖后应立即初喷约35mm厚混凝土,然后挂网、架立
钢架,钢架与喷层间隙应楔紧，架立钢架后，立即分层续喷混凝土至设计厚度。 3、图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示开挖及支护顺序；Ⅴ、Ⅵ表示二次衬砌修筑顺序。
实线为先开挖一侧，虚线为后开挖一侧。
图5.3-1暗挖隧道施工工序图
隧道上部（ Ⅰ、Ⅲ 洞）开挖施工 隧道下部及仰拱开挖施工
5.4 型钢钢架制安及网喷砼施工 5.4.1型钢钢架制安施工 型钢钢架在1∶1样台上加工制作，初支环向钢架按
照下图所示的分成10个单元采用冷弯分段制作（见图 5.4.1-1），试拼装成功后再拆卸运至现场安装，钢架 制作沿隧道周边轮廓误差小于3cm。型钢钢架利用锁 脚锚杆和定位系筋定位，定位系筋采用φ22钢筋，每 根长2m，共设7处，每处2根；钢架内、外侧有不小于 4cm的喷射砼，将钢架置于原状土体上，在软弱地段， 采用拱脚下垫钢板的方法。钢架与封闭砼之间紧贴， 在安设过程中，当钢架和喷层之间有较大间隙时设骑 马垫块，垫块按每单元不少于3处。
型钢钢架加工制作
利用激光指向仪控制拱顶钢架安装 钢架安装时进行尺寸检查控制
部分完成安装的拱顶钢架
部分完成安装的中隔壁钢架
5.4.2挂网喷射砼施工 站台隧道初支喷射砼为350mm厚C25，S6早强砼； 采用湿喷工艺进行初支的喷射砼，湿喷砼具有粉尘少、 回弹少，等优点。
上部（ Ⅰ、Ⅲ 洞）网喷砼作业
仰拱网喷砼作业
5.5 施工监测 5.5.1施工监测的标准 隧道监控量测控制标准如表5.5.1-1所示：