摘 要：明确了浅埋地下工程的基础概念，阐述了浅埋暗挖法的基本原理及发展方向，指出了浅埋暗挖法的施工原则。同时对浅埋暗挖各施工方法(全断面法、台阶法、中隔墙法和交叉中隔墙法、双侧壁导坑法、双CD法及特大断面的施工方法包括中洞法、柱洞法、侧洞法和桩柱法)的施工要点，适用范围及条件，优缺点进行了介绍和比较。最后总结强调了浅埋暗挖法施工要点。

　　关键词：浅埋暗挖法 原理 发展方向 施工原则 施工方法 适用范围及条件 优缺点比较 　　中图分类号：U455              文献标识码：B   　　1  概述 　　1.1  浅埋地下工程基本概念 　　(1) 浅埋隧道定义 　　铁路隧道：对于单线或双线隧道洞顶埋深小于：VI级围岩35～40m、V级围岩18～25 m、IV级围岩10～14m、Ⅲ级围岩5～7m，为浅埋隧道。 　　城市地铁：覆跨比H/D在0.6～1.5时为浅埋，H/D小于0.6时为超浅埋。 　　(2) 浅埋隧道特点 　　最大的特点是埋深浅，施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显，对周边环境的影响较大。因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求，施工难度增加。 　　(3) 浅埋地下工程的施工方法 　　主要包括：明挖法(盖挖法)、盾构法、浅埋暗挖法。浅埋地下工程施工方法比较见表1。   表1  浅埋地下工程施工方法比较   　　前联邦德国地铁建造成本变化见图1。 图1  前联邦德国地铁建造成本的变化   　　1.2  浅埋暗挖法基本原理 　　(1) 浅埋暗挖法名称的确定 　　在小导管超前支护技术、格栅拱架制造技术、正台阶环形开挖留核心土方法、监控量测技术等基础上，在软弱地层必须快速施工的理念，突出时空效应对防塌的重要作用，先后在军都山黄土隧道、北京地铁复兴门折返线、复一八线、西单车站采用浅埋暗挖技术取得了巨大成功(见图2)的基础上。1987年8月，北京市科委与铁道部科技司共同组织鉴定会，对浅埋暗挖技术进行评价，会上确定取名为“浅埋暗挖法”，适用范围：各种软弱地层的地下工程设计与施工。浅埋暗挖法又经过十几年的广泛应用，形成了一套完整的配套技术，被评为国家级工法，并正式提出“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”十八字方针。 　　(2) 浅埋暗挖法施工原理 　　浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理：采用复合衬砌，初期支护承担全部基本荷载，二衬作为安全储备，初支、二衬共同承担特殊荷载；采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩自承能力；采用不同开挖方法及时支护封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；采用信息化设计与施工。     浅埋暗挖法大多用于第四纪软弱地层的地下工程，围岩自承能力很差，为控制地表沉降，初期支护刚度要大、要及时。特征曲线(见图3)中C点尽量靠近A点，即尽量增大支护的承载，减少围岩的自承载。要做到这点，必须遵守十八字方针，初支必须从上向下施工，初支基本稳定后才能做二衬，且必须从下到上施工。 军都山隧道(1 988年) (第一次用小导管、刚构铜架) 北京地铁复兴门折返线(1987年) (国家科桔讲彤二等奖) 弟一次片j浅璀曙琵坛建威 京珠高速乌龙岭双连拱隧道 第一次用浅埋暗挖法建成 北京地铁车站试验段 图2  浅埋暗挖法最初应用成功实例 图3  围岩特征曲线与支护刚度曲线示意图   　　1.3  浅埋暗挖法的发展方向 　　浅埋暗挖法具有很多优点，但其缺点是：施工速度慢，施工工艺受施工队伍的技术水平限制等。 　　(1) 拓宽浅埋暗挖法的应用范围 　　目前浅埋暗挖法已经推广到广州、深圳、北京、杭州等地特殊的流沙、淤泥、含水砂层、流塑、半流塑地层；埋深缩小到0.8m；暗挖施工的车站跨度达26m；穿越密集民房。随着建设项目的增多，还需进一步研究新的辅助工法和施工工艺，以适应各种地层条件、埋深、跨度等方面的要求。 　　(2) 以信息化设计法补充和丰富传统的经验类比设计法 　　根据地表建筑物条件，选择合理的沉降值和结构刚度，并通过监控量测资料，及时调整、优化支护参数。对于地面无建筑物、地下无管线、对地面沉降要求不高时，可采用刚度较小的支护结构，以发挥围岩的自承能力；对于地面沉降要求比较严格的区段，应采用刚度较大、先柔后刚的网构钢拱架支护结构，以防止围岩过度变形。 　　(3) 选择适宜的辅助施工措施 　　常用的有：环形开挖留核心土；喷混凝土封闭开挖工作面；超前锚杆或超前小导管支护；超前小导管周边注浆支护；设置上半断面临时仰拱；深孔注浆加固地层；长管棚超前支护；特殊地层冻结法；水平旋喷超前支护；地面锚杆或高压旋喷加固地层；降低洞内、洞外地下水位；洞内超前降排水。 　　(4) 选择合理的支护参数和施工方法 　　① 支护要及时，不仅能减小支护结构的荷载，还能避免地层的过分变形。 　　② 对浅埋软弱地层，锚杆作用降低，尤其顶部两侧30°范围内锚杆是承压的，可取消该区的锚杆。超前小导管是有效的，第一台阶一般2.5～2.7 m，小导管长3.5～3.7m，以确保1m左右导管插入破裂面以外。 　　③ 作为初支的喷混凝土厚度要合理，太厚不利于混凝土材料力学性能的发挥，当厚度d≤D/40(D为洞径)，喷混凝土支护接近无弯矩状态，支护结构性能较好。因此，用增喷混凝土厚度的方法来加强支护效果较差，应在采用合理的喷射方法、材料、配合比、外加剂上想办法，比如用湿喷、潮喷法，加聚丙烯纤维等。 　　④ 采用正确的施工方法，从工程造价和施工速度考虑施工方法的选择顺序应为：正台阶一台阶设临时仰拱一CD工法一CRD工法一眼镜工法，从施工安全考虑，顺序正好反过来。 　　(5) 富水地层的结构防水 　　目前的设计思路是：第一道防水线是初支和二衬之间铺设全包防水板；第二道防水线是二衬防水混凝土。 　　实践证明在无水或少水地层是有效的，在富水地层失败。 　　① 原因：1)初支表面混凝土不平整，锚杆头也难于处理，难以保证防水板的完整性，特别是钢筋混凝土更易造成防水板破坏，这样封闭防水层结构的设计思想得不到落实；2)防水板与初支之间容易形成水囊，一旦防水板破裂，水就会在薄弱环节寻找出路，造成施工缝漏水；3)采用全包防水板，水压直接作用在二衬上，容易造成衬砌开裂而漏水。 　　② 改进措施：1)加强初期支护的防水能力，提倡喷射防水混凝土，也可在初支与围岩之间进行填充注浆，把地下水拒之初支之外；2)在初支表面布设一定数量的引水盲管，将少量初支渗漏水引排出去，防水板铺设到墙脚配合二衬防水混凝土防水，仰拱不铺设防水层，对进人初支结构和二衬之间的渗漏水应遵照以排为主的原则处理。 　　2  浅埋暗挖法施工原则及方法的比较 　　2.1  浅埋暗挖法施工原则 　　① 根据地层情况、地面建筑物特点及机械配备情况，选择对地层扰动小、经济、快速的开挖方法。若断面大或地层较差；可采用经济合理的辅助工法和相应的分部正台阶开挖法；若断面小或地层较好，可用全断面开挖法。 　　② 应重视辅助工法的选择，当地层较差、开挖面不能自稳时，采取辅助施工措施后，仍应优先采用大断面开挖法。 　　③ 应选择能适应不同地层和不同断面的开挖、通风、喷锚、装运、防水、二衬作业的配套机具，为快速施工创造条件，设备投人量一般不少于工程造价的10％。 　　④ 施工过程的监控量测与反馈非常重要，必须作为重要的工序。 　　⑤ 工序安排要突出及时I生，地层差时，应严格执行十八字方针。 　　⑥ 提高职工素质，组织综合工班进行作业，以提高质量和速度。 　　⑦ 应加强通风，洞内外都要处理好施工、人员、环境三者的关系。 　　⑧ 应采用网络技术进行工序时间调整，进行进度、安全、机械、监测、质量、材料、环境管理。 　　2.2  浅埋暗挖施工方法的比较 　　浅埋暗挖各施工方法的比较见表2。   表2  浅埋暗挖各施工方法的比较   　　3  全断面开挖作业 　　(1) 施工顺序 　　全断面开挖法施工操作比较简单，主要工序：使用移动式钻孔台车，首先全断面一次钻孔，并进行装药连线，然后将钻孔台车退后50m以外的安全地点，再起爆，一次爆破成型，出碴后钻孔台车再推移到开挖面就位，开始下一个钻爆作业循环，同时，施作初期支护，铺防水隔离层(或不铺)，进行二次模筑衬砌。 　　该流程突出两点：增加机械手进行复喷作业，先初喷后复喷，以利于稳定地层和加快施工进度；铺底混凝土必须提前施作，且不滞后200m，地层较差时铺底应紧跟，这是确保施工安全和质量的重要做法。 　　(2) 适用范围 　　全断面法主要适用于I～II级围岩，当断面在50m²以下，隧道又处于IV级围岩地层时，为了减少对地层的扰动次数，在采取局部注浆等辅助施工措施加固地层后，也可采用全断面法施工，但在第四纪地层中采用此施工方法时，断面一般均在20m²以下，且施工中仍须特别注意，山岭隧道及小断面城市地下电力、热力、电信等管道工程施工多用此法。 　　(3) 优缺点 　　全断面开挖法有较大的作业空间，有利于采用大型配套机械化作业，提高施工速度，且工序少，便于施工组织和管理。但由于开挖面较大，围岩稳定性降低，且每个循环工作量较大。每次深孔爆破引起的震动较大，因此要求进行精心的钻爆设计，并严格控制爆破作业。
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