地下空间施工新技术详解
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1）、开完深度不超过15m的各类基坑； 2）淤泥质土、人工填土、砂性土、粉土、粘性土等； 3）多领域基坑和边坡工程。
明挖法：复合土钉墙支护技术
48钢管@1500 L=9000
48钢管@1500 L=12000
48钢管@1500 L=6000
48钢管@1500 L=6000
1000
6@200×200 单层，厚度60
土钉墙的施工--成孔
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--锚杆制作
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--土钉杆体制作
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--下土钉杆体
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—注浆
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—挂钢筋网
明挖法：复合土钉墙支护技术
暗挖法：新奥法施工
新奥法施工，按其开挖断面的大小及位置，基本上又 可分为：全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及若 干变化方案。
1、全断面开挖方法： 按隧道设计轮廓线一次爆破成型的施工方法，适用于
较完整的、坚硬围岩，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩。
暗挖法：新奥法施工
全断面开挖法工作面设备布置
暗挖法：新奥法施工
B 3 B 3 B 3 B 3
7000
1200 1400 1400 1400 1600
5500
水泥土搅拌桩止水帷幕
明挖法：复合土钉墙支护技术
明挖法：复合土钉墙支护技术
整体稳定性验算：
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙抗倾覆、抗滑移稳定验算：
土钉墙抗倾覆、抗滑移 稳定与重力式挡墙抗倾覆、 抗滑移稳定类似，但墙体的 宽度和高度由土钉的分布决 定，一般是根据最下一道土 钉来确定，将土钉的末端作 为墙体的一个角点从而确定 了墙体的宽度和高度。
明挖法：复合土钉墙支护技术
锚杆承载力计算：
Nu
1 s
d qs l 2
d12 d 2
c d qs l1
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉承载力计算：
土钉承载力设计值
1 Tuj s d nj qsjk l j
土钉自身抗拉强度
T g
f y
d2 g
/4n
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—喷射混凝土
暗挖法：新奥法施工
1963年，由奥地利学者L·腊布兹维奇教授命名为“新奥 地利隧道施工法（New Astria Tunnelling Method）”， 简称“新奥法（NATM）”正式出台。它是以控制爆破 或机械开挖为主要掘进手段。
以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，通过监测控制围 岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧 道施工方法，同时它又是一系列指导隧道设计和施工的 原则。其核心内容就是充分发挥围岩的自承能力。
地下工程利用的例子
陕西农家窑洞
地下工程利用的例子
北京地铁王府井车站
地下工程利用的例子
坎铁路松南隧道
地下工程利用的例子
厦门仙岳山市政隧道
地下工程的空间特性
一、构造特性
❖空间性 ❖密闭性 ❖隔离性 ❖耐压性 ❖耐寒性 ❖抗震性
二、物理特性
❖隔热性 ❖恒温性 ❖恒湿性 ❖遮光性 ❖难透性 ❖隔音性
常用的施工方法
1、明挖：明挖法是先从地表向下开挖基坑，直至设计标高，再在开挖 好的预定位置灌注地下结构，最后在修建好的地下结构周围 及其上部回填，并恢复原来地面的一种地下工程施工方法。
常用的施工方法
2、暗挖
常用的施工方法
3、托换
150 50ห้องสมุดไป่ตู้250 250 450 300
插筋φ14@400,梅花形布置
明挖法：复合土钉墙支护技术
桩身承载力计算：
明挖法：复合土钉墙支护技术
止水帷幕断面图
防水帷幕：水泥搅拌桩
影响水泥土力学性质的因素： 1）固化剂和外加剂； 2）水泥的掺合量： 掺合比 3）龄期：以90天龄期的强度为标 准。 4）土的含水量； 5）土质的影响； 6）有机质的含量和沙粒的含量， 7）搅拌的方法和时间
170
170
250 250
基坑事故事例
地下连续墙围护结构的垮塌
基坑事故事例
广州海珠城广场基坑事故
基坑事故事例
深圳加福大厦基坑事故
基坑支护结构--支挡结构
灌注桩
基坑支护结构--支挡结构
钢板桩
基坑支护结构--支挡结构
地下连续墙
基坑支护结构--支挡结构
土钉墙
基坑支护结构--支挡结构
喷射混凝土
地下空间施工新技术
山东建筑大学土木工程学院 孔军
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
为人类生存，确保安全为目的的：如粮食的地下仓库、 地下式住宅等
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
伴随城市的现代化发展而利用地下空间：如城市有轨交通 系统、电力、瓦斯管道，地下商业街，地下停车场等。
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
地下空间的优缺点
地下空间的优点:
❖视觉的限定
❖地中的季节适度的差异
❖开放的地表面空间
❖自然灾害的防护
❖有效的利用土地
❖市民防卫
❖有效地往来和输送方式
❖安全
❖环境和利益
❖噪声和振动的隔离
❖能源利用的节省和气候的控制 ❖减轻维修管理
地下空间的优缺点
地下空间的缺点：
❖获得眺望和自然采光的机会有限 ❖进入和往来的限制 ❖能源上的限制 ❖建设费用高
暗挖法：新奥法施工
暗挖法：新奥法施工
暗挖法：新奥法施工
⑴ 开挖施工程序
① 用钻孔台车，钻眼，然后装药、联接导火线； ② 退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断面； ③ 排除危石，安设拱部锚杆和喷第一层混凝土； ④ 用装碴机将石碴装入出碴车，运出洞外； ⑤ 安设边墙锚杆和喷混凝土； ⑥ 必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土； ⑦ 开始下一轮循环； ⑧在初期支护变形稳定后，或按施工组织中规定日期灌注内层 衬砌。
基坑支护结构--支撑结构
钢筋混凝土撑
基坑支护结构--支撑结构
钢管撑
基坑支护结构--支撑结构
预应力锚杆
止水帷幕
止水帷幕断面图
水泥搅拌桩
明挖法：复合土钉墙支护技术
概念：所谓复合土钉墙是将土钉墙和一种或几种单项支护 技术或截水技术有机组合的复合支护体系。 特点：轻型、机动灵活，适用范围广，支护能力强，可超 前支护，并兼具支护和截水功能。 构成：土钉、微型桩（直径小于400mm）、预应力锚杆、 截水帷幕、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。 适用范围：
伴随科学技术的发展而利用地下空间：如地下水力发电站, 地下工厂、地下核能发电设施等。
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
大规模国土的有效利用：如城市间、国家间的交通设施等；
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
防御和减少灾害的地下设施：如人防工程、各种储备设施、防 御洪水灾害的地下坝,地下河、防灾型城市的构思等。
明挖法：复合土钉墙支护技术
48钢管@1500 L=9000
48钢管@1500 L=12000
48钢管@1500 L=6000
48钢管@1500 L=6000
1000
6@200×200 单层，厚度60
土钉墙的施工--成孔
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--锚杆制作
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--土钉杆体制作
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--下土钉杆体
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—注浆
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—挂钢筋网
明挖法：复合土钉墙支护技术
暗挖法：新奥法施工
新奥法施工，按其开挖断面的大小及位置，基本上又 可分为：全断面法、台阶法、分部开挖法三大类及若 干变化方案。
1、全断面开挖方法： 按隧道设计轮廓线一次爆破成型的施工方法，适用于
较完整的、坚硬围岩，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩。
暗挖法：新奥法施工
全断面开挖法工作面设备布置
暗挖法：新奥法施工
B 3 B 3 B 3 B 3
7000
1200 1400 1400 1400 1600
5500
水泥土搅拌桩止水帷幕
明挖法：复合土钉墙支护技术
明挖法：复合土钉墙支护技术
整体稳定性验算：
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙抗倾覆、抗滑移稳定验算：
土钉墙抗倾覆、抗滑移 稳定与重力式挡墙抗倾覆、 抗滑移稳定类似，但墙体的 宽度和高度由土钉的分布决 定，一般是根据最下一道土 钉来确定，将土钉的末端作 为墙体的一个角点从而确定 了墙体的宽度和高度。
明挖法：复合土钉墙支护技术
锚杆承载力计算：
Nu
1 s
d qs l 2
d12 d 2
c d qs l1
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉承载力计算：
土钉承载力设计值
1 Tuj s d nj qsjk l j
土钉自身抗拉强度
T g
f y
d2 g
/4n
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—喷射混凝土
暗挖法：新奥法施工
1963年，由奥地利学者L·腊布兹维奇教授命名为“新奥 地利隧道施工法（New Astria Tunnelling Method）”， 简称“新奥法（NATM）”正式出台。它是以控制爆破 或机械开挖为主要掘进手段。
以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，通过监测控制围 岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧 道施工方法，同时它又是一系列指导隧道设计和施工的 原则。其核心内容就是充分发挥围岩的自承能力。
地下工程利用的例子
陕西农家窑洞
地下工程利用的例子
北京地铁王府井车站
地下工程利用的例子
坎铁路松南隧道
地下工程利用的例子
厦门仙岳山市政隧道
地下工程的空间特性
一、构造特性
❖空间性 ❖密闭性 ❖隔离性 ❖耐压性 ❖耐寒性 ❖抗震性
二、物理特性
❖隔热性 ❖恒温性 ❖恒湿性 ❖遮光性 ❖难透性 ❖隔音性
常用的施工方法
1、明挖：明挖法是先从地表向下开挖基坑，直至设计标高，再在开挖 好的预定位置灌注地下结构，最后在修建好的地下结构周围 及其上部回填，并恢复原来地面的一种地下工程施工方法。
常用的施工方法
2、暗挖
常用的施工方法
3、托换
150 50ห้องสมุดไป่ตู้250 250 450 300
插筋φ14@400,梅花形布置
明挖法：复合土钉墙支护技术
桩身承载力计算：
明挖法：复合土钉墙支护技术
止水帷幕断面图
防水帷幕：水泥搅拌桩
影响水泥土力学性质的因素： 1）固化剂和外加剂； 2）水泥的掺合量： 掺合比 3）龄期：以90天龄期的强度为标 准。 4）土的含水量； 5）土质的影响； 6）有机质的含量和沙粒的含量， 7）搅拌的方法和时间
170
170
250 250
基坑事故事例
地下连续墙围护结构的垮塌
基坑事故事例
广州海珠城广场基坑事故
基坑事故事例
深圳加福大厦基坑事故
基坑支护结构--支挡结构
灌注桩
基坑支护结构--支挡结构
钢板桩
基坑支护结构--支挡结构
地下连续墙
基坑支护结构--支挡结构
土钉墙
基坑支护结构--支挡结构
喷射混凝土
地下空间施工新技术
山东建筑大学土木工程学院 孔军
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
为人类生存，确保安全为目的的：如粮食的地下仓库、 地下式住宅等
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
伴随城市的现代化发展而利用地下空间：如城市有轨交通 系统、电力、瓦斯管道，地下商业街，地下停车场等。
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
地下空间的优缺点
地下空间的优点:
❖视觉的限定
❖地中的季节适度的差异
❖开放的地表面空间
❖自然灾害的防护
❖有效的利用土地
❖市民防卫
❖有效地往来和输送方式
❖安全
❖环境和利益
❖噪声和振动的隔离
❖能源利用的节省和气候的控制 ❖减轻维修管理
地下空间的优缺点
地下空间的缺点：
❖获得眺望和自然采光的机会有限 ❖进入和往来的限制 ❖能源上的限制 ❖建设费用高
暗挖法：新奥法施工
暗挖法：新奥法施工
暗挖法：新奥法施工
⑴ 开挖施工程序
① 用钻孔台车，钻眼，然后装药、联接导火线； ② 退出钻孔台车，引爆炸药，开挖出整个隧道断面； ③ 排除危石，安设拱部锚杆和喷第一层混凝土； ④ 用装碴机将石碴装入出碴车，运出洞外； ⑤ 安设边墙锚杆和喷混凝土； ⑥ 必要时可喷拱部第二层混凝土和隧道底部混凝土； ⑦ 开始下一轮循环； ⑧在初期支护变形稳定后，或按施工组织中规定日期灌注内层 衬砌。
基坑支护结构--支撑结构
钢筋混凝土撑
基坑支护结构--支撑结构
钢管撑
基坑支护结构--支撑结构
预应力锚杆
止水帷幕
止水帷幕断面图
水泥搅拌桩
明挖法：复合土钉墙支护技术
概念：所谓复合土钉墙是将土钉墙和一种或几种单项支护 技术或截水技术有机组合的复合支护体系。 特点：轻型、机动灵活，适用范围广，支护能力强，可超 前支护，并兼具支护和截水功能。 构成：土钉、微型桩（直径小于400mm）、预应力锚杆、 截水帷幕、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。 适用范围：
伴随科学技术的发展而利用地下空间：如地下水力发电站, 地下工厂、地下核能发电设施等。
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
大规模国土的有效利用：如城市间、国家间的交通设施等；
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
防御和减少灾害的地下设施：如人防工程、各种储备设施、防 御洪水灾害的地下坝,地下河、防灾型城市的构思等。