隧道工程主講：宋克志(工學博士、教授)本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法洞口段施工3洞口段及明洞施工方法洞口段概念進洞方法明洞施工先墻后拱法先拱后墻法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(一)洞口段概念指洞口淺埋段，即開挖可能給洞口地表造成不良影響的范圍。圖洞口段的一般范圍洞門位置明暗交界明洞段洞口段HH--深淺埋分界處覆蓋層厚度，約為2～2.5倍天然拱高度。一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(一)洞口段概念洞口段施工注意事項:洞口段特點：(1)覆蓋淺、地質差，地表水匯集。(2)進洞順利與否，對工程的展開影響甚大。⑴先清理洞口邊仰坡有可能滑塌的表土及危石。⑵刷坡應自上而下逐段開挖。⑶不采用深眼大爆破開挖邊仰坡。⑷洞門厚度內的襯砌應與洞身襯砌同時施工，連成整體。⑸端墻砌筑與回填應兩側對稱同時進行，以防襯砌產生偏壓。⑹洞口應設置加強襯砌段，其長度一般不小于10m。一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法影響施工方法的因素：根據地質條件有：1.全斷面法進洞適應于：Ⅱ、Ⅰ級圍巖。注意事項：初始10～20m區(qū)段的開挖，應將爆破進尺控制在2～3m?！袷┕C具配備情況●洞外相鄰建筑的影響●地形條件●地質條件---最為重要！一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法視地質條件，嚴格控制爆破進尺：⑴Ⅳ、Ⅲ級圍巖～短臺階爆破進尺1.5m～2.5m；網、錨、噴支護。⑵Ⅴ、Ⅳ級圍巖～短臺階爆破進尺在1.5m以內；超前錨桿(或小導管)，鋼拱架。⑶Ⅵ、Ⅴ級圍巖～超短臺階進尺0.5～1.0m；不爆破，人工或機械挖掘。2.臺階法進洞當圍巖很差，超短臺階法往往還不夠安全，可用:⑴環(huán)形開挖留核心土法⑵側壁導坑法⑶下導坑法(4)預支護進洞超前錨桿、超前小導管、管棚等適用：軟弱破碎地層等。3.其它進洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法下導坑進洞方式154325315～20m一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法現(xiàn)場管棚管棚及套拱護拱是隧道施工管棚（一般為108或89鋼管）時的一種外部建筑，主要是用于管棚定位等一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法管棚及套拱場地平整——測量放樣——開挖護拱基礎——基礎處理——澆筑護拱基礎砼——安裝鋼管腳手架、砼提升架、護拱型鋼拱架等——安裝孔口管——安裝護拱砼內外模板——澆筑護拱砼套拱（護拱）施工順序：一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法套拱（護拱）一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法套拱（護拱）一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法一、洞口段施工3洞口段及明洞施工方法(二)進洞方法適用于：覆蓋層薄、邊仰坡不穩(wěn)、偏壓等。方法：在洞口處先作一段明洞，抵緊仰坡坡腳，在明洞上及時回填以加固仰坡，然后暗挖進洞。4.明洞法進洞二、明洞施工方法3洞口段及明洞施工方法1.先墻后拱法

全稱為“全部明挖先墻后拱法”。適用于：臨時邊坡能暫時穩(wěn)定的對稱式明洞。優(yōu)點：襯砌整體性好，施工空間大，有利于施工。缺點：土方開挖量大，刷坡較高。明洞先墻后拱法二、明洞施工方法3洞口段及明洞施工方法2.先拱后墻法

適用于：不宜大范圍開挖邊仰坡的情況。優(yōu)點：土石方開挖量較小，刷坡較低。缺點：襯砌整體性較差，邊墻防水層施作不方便。明洞先拱后墻法311：mⅡ4Ⅴ6Ⅶ本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法放坡開挖4明挖法支護開挖法地下連續(xù)墻法概念：明挖法是從地表面向下開挖形成露天的基坑在基坑中修筑襯砌，敷設外貼式防水層最后用土回填圍護結構無支撐圍護結構有支撐明挖法施工模擬圖4明挖法1.圍護結構施工2.第一層開挖支撐4明挖法明挖法施工演示3.第n層開挖支撐4.澆搗底板混凝土4明挖法明挖法施工演示5.澆搗中板及頂板混凝土6.結構車站主體完成4明挖法明挖法施工演示一、放坡開挖4明挖法適用于隧道埋深較淺、地勢、地面空曠，土質穩(wěn)定，地下水位較低的情況。此法機械化程度高，施工速度快，質量也易得到保證。一、放坡開挖4明挖法

二、支護開挖4明挖法支護開挖法是將基坑圍護結構插入基坑底部以下，開挖到設計標高后，再進行主體結構施工。視邊坡的穩(wěn)定性，基坑內即可設置支撐，也可不設。1.圍護結構無支撐特點：懸臂圍護結構：

木樁鋼樁挖孔樁灌注樁鋼筋混凝土預制樁連續(xù)墻減小位移與變形措施：

大剛度圍護結構圍護結構頂部設圈梁坑外挖土減壓坑外降水坑外注漿、旋噴、攪拌、粉噴加固坑內預留原狀土臺設置護腳二、支護開挖4明挖法2.圍護結構有支撐基坑深度較大，開挖時除采用圍護結構外，還常采用支撐加強圍護結構以抵抗較大的側壓力。支撐分為水平支撐、斜支撐以及采用錨桿、土釘加固等。二、支護開挖4明挖法2.圍護結構有支撐(1)水平支撐水平支撐常用的形式有橫撐和角撐(圖)，基坑拐角或斷面變化處用角撐，其它一般用橫撐。采用水平支撐優(yōu)點：墻體水平位移??；安全可靠，開挖深度不受限制；要求圍護結構的平面形狀比較規(guī)則，以矩形為最佳。開挖基坑寬度較大時，支撐應加設中間支柱來保持其穩(wěn)定性。中間支柱應在開挖前按設計位置作好。二、支護開挖4明挖法2.圍護結構有支撐(2)斜支撐

斜支撐是在基坑橫向寬度較大或形狀不規(guī)則，不便使用水平支撐時采用的支撐形式。采用斜支撐時，圍護結構上部水平位移比較大，易引起基坑外地面及附近建筑下沉，對沉降要求嚴格的地段應十分慎重，因此基坑開挖深度也受到一定限制。(3)錨桿錨桿是一種設在基坑外的支撐。一般由錨頭、拉桿和錨固體三個基本部分組成。錨頭錨固在圍護結構上。錨固體在巖石中的為巖石錨桿，在土層中的為土層錨桿?；娱_挖時，作用在圍護結構上的側應力可由錨桿與巖土之間產生的作用力來平衡。錨桿是受拉桿件，可采用高強鋼索，充分發(fā)揮其抗拉性能。二、支護開挖4明挖法2.圍護結構有支撐斜支撐錨桿二、支護開挖4明挖法二、支護開挖4明挖法二、支護開挖4明挖法二、支護開挖4明挖法鋼板樁三、地下連續(xù)墻法4明挖法概念：在地下挖掘一段狹長的深槽，在槽內放入鋼筋籠，澆筑一段鋼筋混凝土墻體，然后連接起來形成一道連續(xù)的地下墻體，稱為地下連續(xù)墻。分為現(xiàn)澆地下連續(xù)墻、預制地下連續(xù)墻、排樁地下連續(xù)墻?？勺鳛榈叵陆Y構的一部分。優(yōu)缺點：施工時不產生大量噪音和震動

墻體剛度大、防滲性能好

能適應軟土地質條件工程施工對周圍土體擾動小灌注混凝土無需模板，節(jié)省木板和勞力須隨地質條件選用不同的挖槽機械，成本高泥漿等措施穩(wěn)定槽壁處理麻煩。4明挖法1.現(xiàn)澆地下連續(xù)墻三、地下連續(xù)墻法工序：挖溝－護壁－下鋼筋籠－澆筑混凝土－成墻－挖土－地下結構施工三、地下連續(xù)墻法4明挖法2.預制地下連續(xù)墻概念：挖槽、預制墻板組拼、水泥漿固化、成墻3.排樁地下連續(xù)墻(1)鉆沖孔排樁地下連續(xù)墻兩鉆一沖：按一定樁距鉆孔、澆筑鋼筋混凝土成樁、兩樁間沖孔、澆筑鋼筋混凝土－形成排樁地下連續(xù)墻三、地下連續(xù)墻法4明挖法(2)挖孔排樁地下連續(xù)墻間隔挖孔、下鋼筋籠、澆筑混凝土、成挖孔樁、樁間挖土、鑿除護壁混凝土、下鋼筋籠、澆筑混凝土、新舊樁成一體－成墻a)樁孔護壁開挖；b)成樁；c)樁間開挖3.排樁地下連續(xù)墻三、地下連續(xù)墻法4明挖法三、地下連續(xù)墻法4明挖法三、地下連續(xù)墻法4明挖法三、地下連續(xù)墻法4明挖法三、地下連續(xù)墻法4明挖法本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法一、概念與類型5蓋挖法概念：蓋挖法是先蓋后挖，即先以臨時路面或結構頂板維持地面暢通再向下施工。兩種類型：

蓋挖順作法：開挖到底，自下而上施作地下結構蓋挖逆作法：從上到下開挖，邊開挖，邊自上而下作結構結構的水平位移??；結構板作為基坑開挖的支撐，節(jié)省了臨時支撐；縮短占道時間，減少對地面干擾；受外界氣候影響小。蓋挖法優(yōu)點：蓋挖法缺點：出土不方便；板墻柱施工接頭多，需進行防水處理；工效低，速度慢；結構框架形成之前，中間立柱能夠支承的上部荷載有限。二、蓋挖順作法工序開挖到底，自下而上施作地下結構5蓋挖法①支擋柱(墻)②路面蓋板③上段開挖④埋設物防護⑤主體開挖⑥修筑結構物⑦恢復埋設物⑧回填⑨拆除路面蓋板⑩拔除支擋樁或拆除支擋墻頭部⑾恢復路面①⑥③⑤⑧⑾②⑨④⑦⑩5蓋挖法三、蓋挖逆作法工序從上到下開挖，邊開挖，邊自上而下作結構用更大的圍護結構取代鋼樁，用結構頂板作為路面系統(tǒng)和支撐。挖土后先澆筑箱形頂板，后澆筑側墻，最后澆筑底板。構筑頂板步驟3回填土，恢復路面步驟4構筑圍護結構步驟1構筑主體結構中間樁柱步驟2開挖下層土步驟7構筑下層主體結構步驟8構筑上層結構步驟6

開挖中層土步驟5蓋挖逆作法施工步驟5蓋挖法蓋挖逆作法工程實例5蓋挖法車站主體圍護樁底主要在卵石圓礫7層,局部有粉質粘土及粉細砂夾層，車站的底板主要在卵石圓礫7層、粉質粘土及粉細砂夾層。中樁樁底主要在卵石圓礫11層。含水層主要為卵石圓礫7層、中細砂層，水位在2６米左右。水文地質情況5蓋挖法車站橫斷面5蓋挖法主體施工方法第一步:先施工北半幅，占用半幅路面，施作邊樁、中樁及中柱。5蓋挖法第二步:開挖淺基坑，施作淺基坑支護墻,開挖至頂板底設計標高,作結構頂板、頂梁、敷設頂板防水層。主體施工方法5蓋挖法第三步:回填北半幅頂板覆土,恢復北半幅路面交通.圍擋南半幅路面，施作南半幅邊樁、中樁及中柱.開挖基坑，施作淺基坑支護。主體施工方法5蓋挖法第四步:

施作南半幅頂板,頂梁,敷設頂板防水層,回填頂板覆土,恢復地面交通，開挖基坑至中樓板底面標高處。主體施工方法5蓋挖法第五步:敷設側墻防水層，施作中樓板、縱梁及內襯墻.

繼續(xù)開挖基坑至鋼支撐中心標高下500mm處。主體施工方法5蓋挖法第六步:架設鋼支撐，繼續(xù)開挖基坑至基坑底設計標高處。主體施工方法5蓋挖法第七步:施作底板墊層、防水層、底板及縱梁。主體施工方法5蓋挖法第八步:拆除鋼支撐，敷設側墻防水層，施作內襯墻，完成主體結構。主體施工方法本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法6盾構法機械化隧道掘進盾構法-適用于土層及軟弱富水地層掘進機法-適用于各類巖石地層6盾構法一、盾構法1.盾構法概念及特點盾構施工法是使用盾構機在地下掘進，邊防止開挖面土砂崩塌邊在機內安全地進行開挖作業(yè)和襯砌作業(yè)從而構筑成隧道的施工方法。盾構施工法是由穩(wěn)定開挖面、盾構機挖掘和襯砌三大要素組成。盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧道軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。圓柱體-護盾:

對挖掘出未襯砌的隧道段起臨時支承作用承受周圍土層壓力、地下水壓、擋水挖掘、排土、襯砌等作業(yè)都在護盾掩護下進行。6盾構法一、盾構法盾構實質上就是軟土隧道掘進機。既可能是機械開挖，也可能是人工開挖。既是一種施工機具，又是一個強有力的臨時支撐結構。在盾殼的保護下，既可進行開挖，又能進行襯砌；采用盾構施工，具有不影響地面交通、沒有振動、對地面鄰近建筑物危害較??；施工費用不受埋深的很大影響；在土質差、水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構法有較高的技術經濟優(yōu)越性等優(yōu)點。1.盾構法概念及特點6盾構法一、盾構法2.盾構法組成盾殼推進機構取土機構拼裝或現(xiàn)澆襯砌機構盾尾其他部分6盾構法一、盾構法2.盾構法組成6盾構法一、盾構法3.盾構類型按開挖方式：手掘式盾構，開挖和出土可用人工進行半機械式盾構，大部分的開挖工作和出土由機械進行

機械式盾構，從開挖到出土均采用機械按開挖面的支護方式：無固定支護式的盾構固定機械支護式盾構工作面近旁帶有氣壓室的盾構

泥水加壓式盾構

土壓式盾構

6盾構法一、盾構法3.盾構類型6盾構法一、盾構法3.盾構類型6盾構法一、盾構法3.盾構類型6盾構法一、盾構法4.盾構法施工過程①在隧道某段的一端建造豎井或基坑，以供盾構安裝就位，盾構從豎井或基坑的墻壁開孔出發(fā)，在地層中沿著設計軸線，和向另一豎井或基坑的設計孔洞推進。②盾構掘進相當于裝配式襯砌的一環(huán)長度③千斤頂頂在已拼裝好的管片上，使盾構前進④縮回千斤頂⑤用舉重設備拼裝管片襯砌，同時在開挖面進行開挖6盾構法一、盾構法4.盾構法施工過程一、盾構法4.盾構法施工過程6盾構法6盾構法一、盾構法4.盾構法施工過程本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法7掘進機法二、掘進機法1.概念及特點隧道掘進機(簡稱TBM)是一種機械化的隧道掘進設備。是利用掘進機切削破巖，開鑿隧道的施工方法。優(yōu)點：一次成洞；洞壁光滑；施工質量好；速度快；勞動條件好；對圍巖損傷小，幾乎不產生松弛，掉塊、崩塌的危險小，支護工作量；超挖小、襯砌也?。徽饎?、噪音小、對周圍居民和結構物影響小。缺點：機械購置費和運輸、組裝解體費用高，機械設計制造時間長，初期投資高；施工途中不能改變開挖直徑；掘進機施工方式一經確定，就不可能像鉆爆法施工那樣自由變更施工方法，難于適應復雜的地質變化情況，對斷層、破碎帶和軟弱層，掘進困難。開挖斷面大小、形狀變更困難。二、掘進機法2.類型◆隧道掘進機械，一般分為兩種：（1）臂式掘進機(Boom-typeRoadheader)；（2）全斷面隧道掘進機，簡稱TBM。7掘進機法二、掘進機法2.類型

(1)在巖石中開挖隧道的TBM

通常適用于穩(wěn)定性良好、中～厚埋深、中～高強度的巖層中掘進長大隧道。

(2)在松軟地層中掘進隧道的TBM

一般適用于在具有有限壓力的地下水位以下基本均質的軟弱地層中開挖有限長度的隧道。全斷面隧道掘進機分類—I7掘進機法二、掘進機法2.類型目前在國內通常有兩種提法：

(1)巖石掘進機(TBM)；

(2)盾構機。巖石掘進機(TBM)就是適合硬巖開挖的隧道掘進機，盾構機指的是適于在軟巖、土中的隧道掘進機。全斷面隧道掘進機的分類—II鑒于學術及現(xiàn)實中稱法混亂，造成許多麻煩，有些學者提出采用“硬巖TBM”和“軟巖TBM（也即盾構機）”兩種來規(guī)范。全斷面隧道掘進機的分類—III7掘進機法二、掘進機法隧道掘進機(巖石)全斷面掘進機開敞式懸臂式掘進機護盾式單臂式多臂式單撐靴式雙撐靴式單護盾式雙護盾式7掘進機法二、掘進機法掘進機總成7掘進機法二、掘進機法掘進機施工現(xiàn)場示意圖7掘進機法二、掘進機法掘進機刀盤及盤形滾刀7掘進機法二、掘進機法

開敞式隧道掘進機型號：TB880E開挖直徑：8.8米掘進速度：3.5m/h西康鐵路秦嶺隧道西安-南京線磨溝嶺隧道最高月進度：574米（磨溝嶺隧道）最高日進度：41.3米（磨溝嶺隧道）7掘進機法二、掘進機法7掘進機法二、掘進機法開敞式隧道掘進機7掘進機法本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法8沉管法一、概念及特點全名叫預制管段沉埋法，它是用來修筑穿越江河、港灣、海峽的水底隧道的方法之一。要點：預制管段：在船塢中或船臺上預制隧道管段，鋼殼混凝土或鋼筋混凝土，管段的長度一般為60—100m。密封拖放：兩端用臨時封墻密閉，浮放在水中，用拖輪拖運到設計位置，在此以前，已經在預定的隧址處用水下施工挖好溝槽，整好地基。下沉連接：往管段里灌水，使之下沉至預定標高，并將沉放就位的各節(jié)管段在水下連接起來，再在隧道上覆土回填。拆密封墻：最后抽出隧道內的水，拆除管段密封墻，完成內部裝修。8沉管法一、概念及特點8沉管法一、概念及特點沉管隧道斷面沉管隧道示意圖8沉管法一、概念及特點8沉管法二、沉管隧道基礎處理（1）刮鋪法—用刮鋪船在基槽底刮平鋪墊粗砂或碎石，再沉放管段8沉管法（2）噴砂法—在管段沉放后，通過噴管向管段底部噴砂，填充空隙（3）壓注法—在管段沉放后，向管段底部壓注水泥漿或砂（4）樁基法—采用樁基支撐沉管二、沉管隧道基礎處理8沉管法三、沉管隧道施工管段制作出圬、系泊基槽浚挖沉放、水下連接基礎處理回填、覆蓋8沉管法廣州珠江沉管隧道是水下道路與地鐵共管的隧道沉管（預制）段457m，寬33m，高8m管段制作管段運出管段沉放8沉管法沉管管段寬43m，高9.55m,長100-108m上海外環(huán)沉管隧道采用5節(jié)85米×11.9米的鋼筋混凝土大型沉管水底對接而成我國第一條用“沉管法”修建在軟土地基上的大型水底交通隧道1995年11月8日建成通車寧波甬江水底隧道8沉管法本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法9頂進法一、概念及特點修建城市人行通道地下鐵道穿越地面鐵路(或公路)

地下管道穿越河流立交工程中，可采用頂進法施工。概念：在地面以下工作坑內將預制好的鋼筋混凝土箱形框架(箱涵)，用機械力量頂入地層中，成為一個地下結構建筑物。能保證地面交通安全運行或不影響地面狀態(tài)。頂進法是這類方法的總稱。分為頂入法(后頂法)、中繼間法、牽引法、對頂法、頂拉法、對拉法等。目前常用頂入法和中繼間法。9頂進法一、概念及特點1.頂入法9頂進法一、概念及特點2.中繼間法當箱涵較長時，可將其分成若干節(jié)，用中繼間法頂進。采用中繼間法頂進的箱涵，預制時可布置成并列式或串聯(lián)式。（a）串聯(lián)式（b）并聯(lián)式9頂進法本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法10淺埋暗挖法一、概念及特點來源：新奧法（NewAustrianTunnellingMethod-NATM）是六十年代奧地利專家L.V.Rab-cewiz總結前人在隧道工程中累積的經驗后所提出來的一套隧道設計、施工新技術，它的核心是利用圍巖支護隧道使圍巖本身形成支承環(huán)。中國工程師在新奧法的基礎上，結合中國國情，創(chuàng)立了淺埋暗挖法；沿用新奧法原理分析體系，建立量測信息反饋設計和施工，同時采取超前支護和改良地層，注漿加固等配套技術來完成隧道的設計與施工。1.淺埋暗挖法概念的提出又稱：松散土層新奧法10淺埋暗挖法一、概念及特點1.淺埋暗挖法概念的提出

淺埋暗挖法名稱的確定：北京地鐵首次采用淺埋暗挖法設計，建成了復興門車站折返線工程。由于取得了很大的經濟效益和社會效益，于1987年8月25日由北京市科委、鐵道部科技司共同組織了國家級成果鑒定，與會專家和各級領導對該法進行了認真的討論，最后否定了“軟弱地層新奧法”、“中國特色新奧法”、“北京地鐵淺埋暗挖法”等名稱，確定采用“淺埋暗挖法”這個名稱。能反映該方法的特點，該方法不僅可在北京地層中應用，而且已在全國類似的地下工程中推廣應用。10淺埋暗挖法二、淺埋暗挖法的原理2.原理及特點新奧法的理論是建立在巖石的剛性壓縮特性和巖石的三向壓縮應力，應變特性以及莫爾學說基礎上的，并考慮到隧道掘進時空間效應和時間效應提出的新理論。這一理論集中在支護結構種類、支護結構構筑時機，巖壓、圍巖變位這四者的關系上，貫穿在不斷變更的設計施工過程中。

淺埋暗挖法理論源于新奧法，但強調預支護，及時支護，控制地面沉降，保證施工和地面地下建筑物安全.

淺埋暗挖法機械化程度低，主要靠人工施工，機動靈活，對工程的適應性強，可作成各種結構型式，在地質情況較差的情況下要采取輔助施工措施。新奧法精髓：十八字方針－“管超前，嚴注漿，短開挖，強支護，快封閉，勤量測”10淺埋暗挖法二、淺埋暗挖法的原理3.淺埋暗挖法的支護原則由于該法多在松軟第四紀地層中修建，所以圍巖自身承載能力很差，為避免對地表建筑物和地中構筑物造成破壞，地表沉降量要嚴格控制，為此要求一次支護剛度要大、支護要及時，從圖圍巖和支護的剛度曲線中可以看出，交點C（穩(wěn)定點）應盡量靠近A點工作，盡量避免較大地層損失。10淺埋暗挖法二、淺埋暗挖法的原理4.淺埋暗挖法的適用條件一是掌子面能夠自穩(wěn)如不能自穩(wěn)創(chuàng)造條件自穩(wěn)——冷凍、注漿加固、水平旋噴二是無水如有水則降（洞內輕型井點、地表深井）、堵、排應用范圍：地域性淺埋暗挖法開挖要求：預支護、預加固一段，開挖一段；開挖一段，支護一段；支護一段，封閉成環(huán)一段。開挖總原則：最大限度減少地層擾動提高圍巖自承載作用，減少地表沉降據地質條件及隧道斷面，選用開挖方法10淺埋暗挖法二、淺埋暗挖法的原理5.淺埋暗挖法應遵循的原則

1.應結合工程環(huán)境條件、隧道本身的安全綜合制定地表下沉控制基準值。

2.綜合環(huán)保要求、施工安全、工期、造價等因素選擇施工工法。

3.強調采用預加固措施(超前管棚、錨桿、注漿、冷凍等)。

4.隧道支護應考慮時間和空間效應。

5.隧道開挖后應盡早提供具有足夠剛度和早強的初期支護，以控制圍巖變形。

6.盡早施作仰拱、封閉成環(huán)，仰拱距工作面的距離越近越好，最大不宜大于1倍洞徑。

7.一般情況下二次襯砌在圍巖和初期支護變形基本穩(wěn)定后施作，但在采取輔助措施后，尚未滿足穩(wěn)定性要求的，則可提前施作二次襯砌(由于淺埋隧道荷載較明確，提前施作二襯是可能的)。

8.加強監(jiān)控量測及時信息反饋，及時調整支護參數(shù)。

9.襯砌形式應采用復合式襯砌形式。10淺埋暗挖法三、淺埋暗挖法施工1.淺埋暗挖支護設計2.淺埋暗挖開挖3.淺埋暗挖輔助工法4.淺埋暗挖監(jiān)控量測5.淺埋暗挖地層變形控制6.淺埋暗挖動態(tài)設計地質調查及環(huán)境調查工程支護施工方案地層預支護施工隧道土方開挖初期支護鋼拱錨混凝土施工監(jiān)控量測穩(wěn)定性安全判斷防水層施工二次襯砌灌注混凝土結束修改施工方案10淺埋暗挖法第一次采用“淺埋暗挖柱洞逆筑法”修建城市地鐵車站—北京地鐵天安門西站，1992年12月開工，1998年10月主體完工，榮獲北京市優(yōu)質工程長城杯獎，國家建筑工程魯班獎，中國土木工程（詹天佑）大獎第一次采用“淺埋暗挖法”修建城市地鐵—北京地鐵復興門折返線，1986年8月開工，1987年8月建成，榮獲國家優(yōu)秀設計金獎，國家科技進步二等獎，北京市科技進步一等獎淺埋暗挖法實例10淺埋暗挖法第一次采用“淺埋暗挖柱洞法”修建城市地鐵大跨車站試驗段—北京地鐵地下車站試驗段，榮獲北京市科技進步二等獎淺埋暗挖法實例本章主要內容：1隧道施工概述2新奧法4明挖法5蓋挖法6盾構法8沉管法9頂進法10淺埋暗挖法12輔助施工方法—預支護控制3洞口段及明洞施工方法11特殊地段施工方法13隧道施工輔助導坑及輔助作業(yè)第六章隧道施工7掘進機法11特殊地質地段隧道施工概述：特殊地質地段：

膨脹土、軟弱黃土、溶洞、斷層、流沙、巖爆，瓦斯地層等。施工注意:

●制訂針對性強的施工方案?！袷┕た傇瓌t：“先治水、短開挖、弱爆破、強支護、早襯砌、勤檢查、穩(wěn)步前進”。●充分考慮采用預支護、預加固措施。11特殊地質地段隧道施工一、膨脹土圍巖1.膨脹土圍巖的特性膨脹土：土中粘土成分主要由蒙脫石等親水性礦物組成。特點：⑴明顯的塑性流變特性，開挖后塑性變形大。⑵初期圍巖變形大，且變形發(fā)展速度快。⑶膨脹壓力將使得圍巖壓力顯著增加。2.膨脹土圍巖對隧道施工的危害⑴圍巖裂縫⑵隧道下沉⑶圍巖鼓出(包括底鼓)、坍塌⑷襯砌變形和破壞11特殊地質地段隧道施工一、膨脹土圍巖⑴加強觀查與量測⑵合理選擇施工方法：短臺階或超短臺階法單側壁導坑法環(huán)形開挖留核心土法眼鏡工法等3.隧道在膨脹土圍巖中的施工要點4.隧道在膨脹土圍巖中的基本施工原則

施工基本原則：應盡量減少對圍巖的擾動和防止水的浸濕。

注意兩點：①盡量不用爆破，而是采用風鎬、液壓鎬等開挖機械。②盡可能縮短圍巖暴露時間，及時支護。11特殊地質地段隧道施工一、膨脹土圍巖5.膨脹土隧道的支護結構

初期支護：網、錨、噴聯(lián)合支護噴射鋼纖維混凝土(取消鋼筋網)

輔助施工措施：超前錨桿超前小導管注漿管棚、鋼支撐等。

襯砌：必須設仰拱。11特殊地質地段隧道施工二、黃土1.黃土分類及其對隧道施工的影響⑴黃土節(jié)理◆在隧道開挖時，土體順著節(jié)理張松或剪斷◆隧道頂部極易產生“塌頂”；◆側壁普遍出現(xiàn)掉土。⑵黃土沖溝地段

隧道沿黃土沖溝或塬邊(四邊陡、頂上平的黃土高地)地段穿過，且覆蓋較薄或偏壓較大時，容易發(fā)生較大的坍塌或滑坡現(xiàn)象。⑶黃土溶洞與陷穴這是黃土地區(qū)經常見到的現(xiàn)象?！羲淼廊粼谄渖戏?，則有基礎下沉的危害；◆隧道若在其下方，常有發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU；◆隧道若在其鄰側，則有可能承受偏壓。⑷水對黃土隧道施工的影響

黃土在干燥時很堅固，承壓力也較高，施工可順利進行。

◆當土受水浸濕后則呈不同程度的濕陷性，會突然發(fā)生下沉現(xiàn)象，極容易造成隧道坍塌。11特殊地質地段隧道施工二、黃土2.黃土隧道的施工方法◆施工原則：“短開挖、少擾動、強支護、實回填、嚴治水、勤量測”。◆開挖方法：短、超短臺階法、環(huán)形開挖留核心法。11特殊地質地段隧道施工三、溶洞巖溶：可溶性巖層，如石灰?guī)r、白云巖等，在水的作用下產生溝槽、空洞以及地表陷穴等現(xiàn)象。溶洞：溶洞是巖溶現(xiàn)象的一種。1.溶洞的類型及其對隧道施工的影響◆溶洞類型：●死、干、小型溶洞：較容易處理●活、濕、大型溶洞：較難處理。溶洞巖質破碎，容易發(fā)生坍塌；●溶洞位于隧道底部，充填物松軟且深，使隧道基底難于處理；●溶洞涌泥危及施工。11特殊地質地段隧道施工2.隧道遇到溶洞時的工程對策處理溶洞的方法：“引、堵、越、繞”四種。⑴引注意：遇到暗河或溶洞有水流時，宜排不宜堵?！舴椒ǎ喊倒堋⒑芑蛐虻?，見圖。⑵堵◆對象：已停止發(fā)育、跨徑較小，無水的溶洞?！舴椒ǎ骸窕炷?、漿砌或干砌片石回填封閉，見圖；●隧頂溶洞，錨噴加固，必要時注漿加固與堵水，并加設隧道護拱及拱頂回填，見圖。三、溶洞11特殊地質地段隧道施工三、溶洞11特殊地質地段隧道施工三、溶洞⑶越現(xiàn)象1：隧道一側遇到狹長而較深的溶洞?！穹椒ǎ杭由钤搨鹊倪厜A(圖6-22)?！衄F(xiàn)象2：隧道底部遇有較大溶洞并有流水?！穹椒ǎ涸谒淼滓韵缕鲋毓こ兄貕Γ缭蕉^，承重墻內套設涵管引排溶洞水(圖6-23)?！衄F(xiàn)象3：隧道過墻部位遇到較大、較深的溶洞，加深邊墻基礎困難。●方法：在邊墻下或隧底以下筑拱跨過(圖6-24)。⑷繞

若溶洞處理耗時，可采用迂回導坑繞過溶洞，繼續(xù)隧道前方的施工,同時處理溶洞。11特殊地質地段隧道施工三、溶洞3.溶洞地段施工的注意事項⑴多作物探超前預報，如地質雷達。⑵穿過溶洞時，細查溶洞頂部，及時處理危石。⑶嚴格控制爆破藥量，減少對圍巖的擾動。11特殊地質地段隧道施工四、巖爆◆巖爆：巖體中聚集的高彈性應變能因隧道開挖而發(fā)生的一種應力突發(fā)現(xiàn)象?！魩r爆形成的兩個條件：(1)地層的巖性條件。結構基本完整的脆硬巖地層。多見于石英巖、花崗巖、正長巖、閃長巖、花崗閃長巖、大理巖、片麻巖等。(2)地應力條件。埋深大的隧道，因只有埋深大才足以形成高地應力，埋深超過700m的隧