隧道及地下建筑工程施工時,須先開挖出相應的空間,然后在其中修筑襯砌。施工方法的選擇,應以地質(zhì)、地形及環(huán)境條件以及埋置深度為主要依據(jù),其中對施工方法有決定性影響的是埋置深度。埋置較淺的工程,施工時先從地面挖基坑或塹壕,修筑襯砌之后再回填,這就是明挖法。當埋深超過一定限度后,明挖法不再適用,而要改用暗挖法,即不挖開地面,采用在地下挖洞的方式施工。礦山法和盾構法等均屬暗挖法。
隧道及地下工程施工時有下列特點:①受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件的影響較大;②工作條件差、工作面少而狹窄、工作環(huán)境差;③暗挖法施工對地面影響較小,但埋置較淺時可能導致地面沉陷;④有大量廢土、碎石須妥善處理。
隧道及地下工程的施工方法最初是采用礦山開拓巷道的方法,故稱為礦山法,此法應用范圍很廣。
19世紀,為修筑水底隧道,創(chuàng)制了盾構,經(jīng)100多年的改進,盾構法成為在松軟地層中常用的方法之一。
為避免在水下施工,19世紀末又出現(xiàn)了沉管法,此法主要工序在地面上進行,優(yōu)點顯著,應用日益廣泛。
在敷設管道或設置地道時,為了不影響地面房屋和其他工程設施,用千斤頂將預制的管段或箱涵配合挖土向前頂進,這就是頂管法。用這種方法穿過街道、路堤等障礙物是很有效的。
用沉井法(見地下工程沉井法施工)修筑地下建筑,具有占地面積小、挖土量少、施工方便、對周圍設施影響較小等優(yōu)點。近年來,已發(fā)展成一種在軟土地層中修筑地下工業(yè)建筑物的方法。
城市中用明挖法施工,打設板樁時會產(chǎn)生很大噪聲和振動,因此發(fā)明了減輕公害的地下連續(xù)墻法。它用專門機械開挖深槽,應用觸變泥漿護壁,然后在槽中灌筑水下混凝土,以形成地下連續(xù)墻來擋土,或作為地下結構的一部分。此法的優(yōu)點是產(chǎn)生的噪聲和振動都很小。
地下工程的開挖工作很繁重,施工機械化要求特別迫切。隨著機械制造及冶煉技術的進步,20世紀50年代制造出用硬合金刀具直接破巖的隧洞掘進機,實現(xiàn)了開挖工作的綜合機械化,因此獲得一定程度的推廣。
隨著巖體力學的發(fā)展,在結合現(xiàn)場經(jīng)驗的基礎上,20世紀中葉創(chuàng)造了新奧法。此法的主旨是盡量利用圍巖的自承能力,用噴錨支護控制圍巖的變形及應力重分布,使達到新的平衡。這樣就把支護和圍巖組成一整體結構,而其中的主要承載部分是圍巖。此法是在軟弱圍巖中施工的有效方法。
施工方法的發(fā)展,除了科技人員對于地下工程受周圍介質(zhì)的復雜影響逐漸加深認識以外,還有賴于系列化、自動化施工機械的研制和新材料的創(chuàng)造,使在開挖、運輸和襯砌等作業(yè)中能綜合運用,并形成新的施工方法,以縮短施工期限和保證工程質(zhì)量。










