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一級建造師考試市政工程考點8：噴錨暗挖法的掘進方式選擇

市政公用地下工程，因地下障礙物和周圍環境限制通常采用噴錨暗挖(礦山)法中的淺埋暗挖法施工。

一、淺埋暗挖法與掘進方式

淺埋暗挖法施工因掘進方式不同，可分為眾多的具體施工方法，如全斷面法、正臺階法、環形開挖預留核心土法、單側壁導坑法、雙側壁導坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、側洞法、柱洞法等。

(一)全斷面開挖法

(1)全斷面開挖法適用于土質穩定、斷面較小的隧道施工，適宜人工開挖或小型機械作業。

(2)全斷面開挖法采取自上而下一次開挖成形，沿著輪廓開挖，按施工方案一次進尺并及時進行初期支護。

(3)全斷面開挖法的優點是可以減少開挖對圍巖的擾動次數，有利于圍巖天然承載拱的形成，工序簡便;缺點是對地質條件要求嚴格，圍巖必須有足夠的自穩能力。

(二)臺階開挖法

(1)臺階開挖法適用于土質較好的隧道施工，以及軟弱圍巖、第四紀沉積地層隧道。

(2)臺階開挖法將結構斷面分成兩個以上部分，即分成上下兩個工作面或幾個工作面，分步開挖。根據地層條件和機械配套情況，臺階法又可分為正臺階法和中隔壁臺階法等。正臺階法能較早使支護閉合，有利于控制其結構變形及由此引起的地面沉降。

(3)臺階開挖法優點是具有足夠的作業空間和較快的施工速度，靈活多變，適用性強。

(4)臺階開挖法注意事項：

1)臺階數不宜過多，臺階長度要適當，對城市第四紀地層，臺階長度一般以控制在1D內(D一般指隧道跨度)為宜。

2)對巖石地層，針對破碎地段可配合掛網噴錨支護施工，以防止落石和崩塌。

(三)環形開挖預留核心土法

(1)環形開挖預留核心土法適用于一般土質或易坍塌的軟弱圍巖、斷面較大的隧道施工。是城市第四紀軟土地層淺埋暗挖法最常用的一種標準掘進方式。

(2)一般情況下，將斷面分成環形拱部(見表1K41對應工法示意圖中1，2，3)，上部核心土(見表1K41對應工法示意圖中4)、下部臺階(見表1K41對應工法示意圖中5)等三部分。根據斷面的大小，環形拱部又可分成幾塊交替開挖。環形開挖進尺為0.5~1.0m，不宜過長。臺階長度一般以控制在1D內(D一般指隧道跨度)為宜。

(3)施工作業流程：用人工或單臂掘進機開挖環形拱部-架立鋼支撐-掛鋼筋網-噴混凝土。在拱部初次支護保護下，為加快進度，宜采用挖掘機或單臂掘進機開挖核心土和下臺階，隨時接長鋼支撐和噴混凝土、封底。視初次支護的變形情況或施工步序，安排施工二次襯砌作業。

(4)方法的主要優點：

1)因為開挖過程中上部留有核心土支承著開挖面，能迅速及時地建造拱部初次支護，所以開挖工作面穩定性好。

2)和臺階法一樣，核心土和下部開挖都是在拱部初次支護保護下進行的，施工安全性好。與超短臺階法相比，臺階長度可以適度加長，以減少上、下臺階施工干擾。與下述的側壁法相比，施工機械化程度可相對提高，施工速度可加快。

(5)注意事項：

1)雖然核心土增強了開挖面的穩定，但開挖中圍巖要經受多次擾動，而且斷面分塊多，支護結構形成全斷面封閉的時間長，這些都有可能使圍巖變形增大。因此，常要結合輔助施工措施對開挖工作面及其前方巖體進行預支護或預加固。

2)由于拱形開挖高度較小，或地層松軟錨桿不易成型，所以對城市第四紀地層，施工中一般不設或少設錨桿。

(四)單側壁導坑法

(1)單側壁導坑法適用于斷面跨度大，地表沉降難于控制的軟弱松散圍巖中隧道施工。

(2)單側壁導坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊：側壁導坑、上臺階、下臺階(分別見表1K41中對應工法示意圖的1 、 2、3)，側壁導坑尺寸應本著充分利用臺階的支撐作用，并考慮機械設備和施工條件而定。

(3)一般情況下側壁導坑寬度不宜超過0.5倍洞寬，高度以到起拱線為宜，這樣導坑可分二次開挖和支護，不需要架設工作平臺，人工架立鋼支撐也較方便。

(4)導坑與臺階的距離沒有硬性規定，但一般應以導坑施工和臺階施工不發生干擾為原則。上、下臺階的距離則視圍巖情況參照短臺階法或超短臺階法擬定。

(五)雙側壁導坑法

(1)雙側壁導坑法又稱眼鏡工法。當隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴格，圍巖條件特別差，單側壁導坑法難以控制圍巖變形時，可采用雙側壁導坑法。

(2)雙側壁導坑法一般是將斷面分成四塊：左、右側壁導坑、上部核心土、下臺階(分別見表1K41中對應工法示意圖的2、3)。導坑尺寸擬定的原則同前，但寬度不宜超過斷面最大跨度的1/3。左、右側導坑錯開的距離，應根據開挖一側導坑所引起的圍巖應力重分布的影響不致波及另一側已成導坑的原則確定。

(3)施工順序：開挖一側導坑，并及時地將其初次支護閉合。相隔適當距離后開挖另一側導坑，并建造初次支護。開挖上部核心土，建造拱部初次支護，拱腳支承在兩側壁導坑的初次支護上。開挖下臺階，建造底部的初次支護，使初次支護全斷面閉合。拆除導坑臨空部分的初次支護。施作內層襯砌。

(4)優缺點：

1)雙側壁導坑法雖然開挖斷面分塊多，擾動大，初次支護全斷面閉合的時間長，但每個分塊都是在開挖后立即各自閉合的，所以在施工中間變形幾乎不發展。現場實測結果表明，雙側壁導坑法所引起的地表沉降僅為短臺階法的1/2。

2)雙側壁導坑法施工較為安全，但速度較慢，成本較高。

(六)中隔壁法和交叉中隔壁法

(1)中隔壁法也稱CD工法，主要適用于地層較差、巖體不穩定且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。

(2)當CD工法不能滿足要求時，可在CD工法基礎上加設臨時仰拱，即所謂的交叉中隔壁法(CRD工法)。

(3)CD工法和CRD工法在大跨度隧道中應用普遍，在施工中應嚴格遵守正臺階法的施工要點，尤其要考慮時空效應，每一步開挖必須快速，必須及時步步成環，工作面留核心土或用噴混凝土封閉，消除由于工作面應力松弛而增大沉降值的現象。

(七)中洞法、側洞法、柱洞法、洞樁法

當地層條件差、斷面特大時，一般設計成多跨結構，跨與跨之間有梁、柱連接，一般采用中洞法、側洞法、柱洞法及洞樁法等施工，其核心思想是變大斷面為中小斷面，提高施工安全度。

(1)中洞法施工就是先開挖中間部分(中洞)，在中洞內施作梁、柱結構，然后再開挖兩側部分(側洞)，并逐漸將側洞頂部荷載通過中洞初期支護轉移到梁、柱結構上。由于中洞的跨度較大，施工中一般采用CD、CRD或雙側壁導坑法進行施工。中洞法施工工序復雜，但兩側洞對稱施工，比較容易解決側壓力從中洞初期支護轉移到梁柱上時的不平衡側壓力問題，施工引起的地面沉降較易控制。中洞法的特點是初期支護自上而下，每一步封閉成環，環環相扣，二次襯砌自下而上施工，施工質量容易得到保證。

(2)側洞法施工就是先開挖兩側部分(側洞)，在側洞內做梁、柱結構，然后再開挖中間部分(中洞)，并逐漸將中洞頂部荷載通過初期支護轉移到梁、柱上，這種施工方法在處理中洞頂部荷載轉移時，相對于中洞法要困難一些。兩側洞施工時，中洞上方土體經受多次擾動，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土體，該土體直接壓在中洞上，中洞施工若不夠謹慎就可能發生坍塌。

(3)柱洞法施工是先在立柱位置施做一個小導洞，當小導洞做好后，再在洞內做底梁，形成一個細而高的縱向結構，柱洞法施工的關鍵是如何確保兩側開挖后初期支護同步作用在頂縱梁上，而且柱子左右水平力要同時加上且保持相等。

(4)洞樁法就是先挖洞，在洞內制作挖孔樁，梁柱完成后，再施作頂部結構，然后在其保護下施工，實際上就是將蓋挖法施工的挖孔樁梁柱等轉入地下進行。

二、掘進方式與選擇條件

(1)雖然掘進方式不同，各種具體施工方法都有其優點和缺點(施工注意事項);選擇前必須經過現場條件調研分析，在技術經濟綜合比較基礎上選擇較適宜的施工方法。

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