矿山法是传统意义上的广义的方法,目前已经发展成了很详细的分类:台阶法、CD工法(跨 度大)、CRD工法、双侧壁导坑法、联拱隧道中洞法,其实这些方法施工中的重点很明确, 就是测量的控制高于一切,然后是开挖断面的控制,就是超欠挖的控制,最后是二衬的成型 质量;测量的组织,就是要建立双导线,可以互相检核,在断面测量时主要控制隧道的开挖 中心的空间位置,即平面坐标和标高,上弧必须有三个点控制,拱架的位置要在同一里程 拱脚要在同一高度,才能确保拱架在顺接过程中不会出现扭曲,在中弧导和下弧导的测量中 要测设两个控制点,才能 保证拱架不会因为上弧导的个别误差而造成下部的超欠盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法盾构 (shield )是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构 钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置,钢筒的中段安装有顶进所需的千斤 顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环盾构每推进一环距离,就在盾 尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌,并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆,以 防止隧道及地面下沉盾构推进的反力由衬砌环承担盾构施工前应先修建一竖 井,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。
按盾构断面形 状不同可将其分为:圆形、拱形、矩形、马蹄形4 种圆形因其抵抗地层中的土 压力和水压力较好,衬砌拼装简便,可采用通用构件,易于更换,因而应用较为 广泛;按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式 3 种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式 2 种;按排除地下水 与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压、土压平衡式, 局部气压盾构,全气压盾构等盾构法的主要优点:除竖井施工外,施工作业均在地下进行,既不影响地面交 通,又可减少对附近居民的噪声和振动影响;盾构推进、出土、拼装衬砌等主要 工序循环进行,施T易于管理,施工人员也比较少;土方量少;穿越河道时不 影响航运;施工不受风雨等气候条件的影响;在地质条件差、地下水位高的地方 建设埋深较大的隧道,盾构法有较高的技术经济优越性新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混 凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和 支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工新奥法(NATM)是新奥地利隧道施工方法的简称,在我国常把新奥法称为“锚喷 构筑法”。
采用该方法修建地下隧道时,对地面干扰小,工程投资也相对较小, 已经积累了比较成熟的施工经验,工程质量也可以得到较好的保证使用此方法 进行施工时,对于岩石地层,可采用分步或全断面一次开挖,锚喷支护和锚喷支 护复合衬砌,必要时可做二次衬砌;对于土质地层,一般需对地层进行加固后再 开挖支护、衬砌,在有地下水的条件下必须降水后方可施工新奥法广泛应用于 山岭隧道、城市地铁、地下贮库、地下厂房、矿山巷道等地下工程当前,世界范围内应用新奥法设计与施工城市地铁工程取得了相当大的发展如智利的圣地亚哥新地铁线采用新奥法施工地铁车站,车站位于城市道路下7〜 9m,开挖面积230m2,相当于17m(宽)x14m(高);我国自1987年在北京地铁首 次采用新奥法施工复兴门车站及折返线工程,车站跨度达26m针对我国城市地 下工程的特点和地质条件, 新奥法经过多年的完善与发展,又开发了“浅埋暗挖 法”这一新方法,与明挖法、盾构法相比较,由于它可以避免明挖法对地表的干扰性, 而又较盾构法具有对地层较强的适应性和高度灵活性,因此目前广泛应用于城市 地铁区间隧道、车站、地下过街道、地下停车场等工程,如根据新奥法的基本原 理,采用“群洞”方案修建的广州地铁二号线越秀公园站及南京地铁一期工程南京 火车站站,断面复杂多变的折返线工程、联络线工程也多采用新奥法。
在我国利用新奥法原理修建地铁已成为一种主要施工方法,尤其在施工场地受 限制、地层条件复杂多变、地下工程结构形式复杂等情况下用新奥法施工尤为重 要浅埋暗挖法又称矿山法,起源于1986 年北京地铁复兴门折返线工程,是中国人 自己创造的适合中国国情的一种隧道修建方法该法是在借鉴新奥法的某些理论 基础上,针对中国的具体工程条件开发出来的一整套完善的地铁隧道修建理论和 操作方法与新奥法的不同之处在于,它是适合于城市地区松散土介质围岩条件 下,隧道埋深小于或等于隧道直径,以很小的地表沉降修筑隧道的技术方法它 的突出优势在于不影响城市交通,无污染、无噪声,而且适合于各种尺寸与断面 形式的隧道洞室顾名思义,浅埋暗挖法是一项边开挖边浇注的施工技术其原理是:利用土层 在开挖过程中短时间的自稳能力,采取适当的支护措施,使围岩或土层表面形成 密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法,主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等 地质由于浅埋暗挖法省去了许多报批、拆迁、掘路等程序,现被施工单位普遍 采纳浅埋暗挖法的核心技术被概括为 18 字方针:管超前、严注浆、短开挖、强支 护、快封闭、勤量测其主要的技术特点为:动态设计、动态施工的信息化施工 方法,建立了一整套变位、应力监测系统;强调小导管超前支护在稳定工作面中 的作用;研究、创新了劈裂注浆方法加固地层;发展了复合式衬砌技术,并开创 性地设计应用了钢筋网构拱架支护。
由于该工法在有水条件的地层中可广泛运用,加之国内丰富的劳动力资源,在 北京、广州、深圳、南京等地的地铁区间隧道修建中得到推广,已成功建成许多 各具特点的地铁区间隧道,而且在大跨度车站的修筑中有相当的应用此外,该 方法也广泛应用于地下车库、过街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。