浅埋暗挖法简介

浅埋暗挖法简介

随着城市化水平的进一步提高，城市人口的增加，轨道交通的发展会越来越快。郑州轨道交通目前属于起步阶段，基本以明挖法施工，随着线网的逐渐加密以及公众对交通水平的要求，暗挖施工的车站及附属结构会出现并逐渐增多。在其他市政工程如热力、电力管廊及过街通道等也将越来越多的采用浅埋暗挖法施工。

强调预支护，及时支护，控制地面沉降，保证施工和地面地下建筑物的安全，十八字方针“管超前，严注浆，短开挖，强支护，快封闭，勤量测”是其精髓。浅埋暗挖法机械化程度低，主要靠人工施工，机动灵活，对工程的适应性强，可作成各种结构型式，在地质情况较差的情况下要采取辅助施工措施。下面从浅埋暗挖法的基本思想、初支及二衬结构的拟定和防水设计等方面对浅埋暗挖法做一简单的介绍。

一.新奥法是考虑到隧道掘进时的空间效应利时间效应所提出的新理论。这一理论集中在支护结构种类、支护结构构筑时机、岩压、围岩变位这四者的关系上，贯穿在不断变更的设计施工过程中。这一理论提出了与传统方法完全不同的新概念和新观点，它指导着喷锚支护的设计和施工，指导着构筑隧道的全过程。

围岩与支护共同工作，最大限度地发挥围岩本身原有的支承能力，是新奥法的核心。

浅埋暗挖法的理论源于新奥法，是在新奥法的基础上结合中国国情和浅埋的特点发展起来的一种设计施工方法，其特点是沿用新奥法原理分析体系，建立量测信息，反馈设计和施工，同时采取超前支护和改良地层，注浆加固等配套技术来完成隧道及地下工程的设计与施工。它和软岩新奥法有很多相同的原则。

浅埋暗挖法应遵循的原则:

1.应结合工程环境条件、隧道本身的安全等级综合制定地表沉降控制基准值。

2.综合地表沉降、施工安全、工期、造价等因素选定开挖工法。

3.强调采用预加固措施(超前管棚、锚杆、注浆、冷冻等)。

4.隧道支护应考虑时间和空间效应。

5.隧道开挖后应尽早提供具有足够刚度和早强的初期支护，以控制围岩变形。

6.尽早施作仰拱、封闭成环，仰拱距工作面的距离越近越好，最大不宜大于一倍洞径。

7.一般情况下二次衬砌在围岩和初期支护变形基本稳定后施作，但在采取辅助措施后，尚未满足稳定性要求的，则可提前施作二次衬砌(由于浅埋隧道荷载较明确，提前施作二衬是可能的)。

8.加强监控量测及时信息反馈，及时调整支护参数。

9.衬砌形式应采用复合式衬砌形式。

二.浅埋暗挖法支护设计特点

1.工程类比是浅埋暗挖设计的主要依据，工程设计前，首先要把本段的地质条件和类似的工程地质条件进行充分分析对比，以便确定出本工程的预选设计方案。

2.按荷载结构模式进行结构计算，其计算结果和结构实际受力情况比较接近。

3.控制围岩变形是浅埋暗挖法设计施工的核心问题。

4.设计和施工应紧密结合，设计应充分考虑施工措施。

5.由于浅埋隧道地质条件较明确，予设计应尽量准确，对施工组织和支护结构进行大规模的变更会造成工期和工程费用的变动，应尽量避免。

三.浅埋暗挖法支护设计方法

根据有关设计规范和工程实际情况，目前浅埋暗挖法支护结构设计仍比工程类比法为主，辅以量测为手段的现场监控设计法和计算为依据的理论分析设计法。

地下工程支护结构设计是一门经验性很强的学科。长期以来地下工程都是凭借经验进行

设计和施工的。这些经验来自大量工程实践，有一定科学依据。此外，工程类比法本身也在不断地发展。除了日益增多的经验积累之外，还要把经验愈来愈符合理论观点和不断地使经验的处理科学化。如在经验设计法中引用各种量测数据，以及其他现代手段。

近些年来，随着力学和计算机有限元软件理论的发展，使理论设计法有了极大进展。然而，计算参数和计算机理的一些障碍仍然存在，理论设计法一般还只能作为设计的参考依据。

最近几年来，由于量测技术和计算技术两的互相渗透，现场监控设计方法有了很大进展。现场监控量测是将施工前和施工过程中测得的监测数据反馈于设计和施工。以期获得最佳的设计和施工方法。应当指出，地下工程的设计含义也应包含施工方法和施工参数的选择在内。

现场监控设计有测试的科学依据，又能适应多变的地质条件和各种不同的施工方法。同时，它能以现场测试数据反算出比较准确的计算参数，或者直接以测试数据为计算参数对围岩与支护的受力状态作出分析。这就克服了理论计算法中计算参数的障碍。由此可见，它比理论设计法更能体现地下支护结构的特点，比工程类比法有更强的科学依据，这正是当前监控设计法迅速发展的原则。当然，监控设计法也还存在一些问题。除需有较完备的测试仪器和做较多的量测工作外，量测数据的分析和反馈计算成果的判断，仍然依赖于人们的经验。另外，目前还缺少比较完善的反馈理论和反馈计算方法。所以现场监控设计法还有待于不断

五.浅埋暗挖结构型式分类

采用暗挖法施工的地下结构由于使用功能不同，施工方法不同，地质条件不同等形成了多种多样的结构型式，总的来说可按以下几方面分类:

1.按跨度分类

（1）单跨结构。跨度可从2m至lO多m，例如市政工程中的电力、热力隧道一般跨度2~5m。长安街地下过街道有7m、lOm两种，北京地铁复兴门折返线断面跨度达 14.46m。

地铁复兴门折返线断面过街道断面

（2）双跨联拱结构。双联拱结构在公路隧道、城市道路隧道、地铁中应用较多，两拱中部可以是中隔墙也可以是柱子和顶、底梁。

南京鼓楼道路隧道

（3）三跨联拱结构。在地铁车站中应用较多，西单、天西、王府井、东单等已经运营中车站，目前正在施工的还有北京地铁安华桥、车公庄西等车站，市政工程中也有应用如地下停车场等结构。

天安门西站断面形式

2.按层数分

（1）单层。采用浅埋暗挖法施工的隧道单层较多，单层结构设计施工难度相对较小，如道路隧道、市政管线隧道、人行隧道、地铁区间、出入口、客流较小的车站等。

（2）双层。为了充分利用地下空间，减少占地，节省投资，有些地下结构设计为双层，双层结构设计施工难度大，西单、天西、王府井、东单车站，地铁风道，国家计委地下停车场。