地下工程施工方法与前景分析

1、地下工程施工方法与前景分析本文主要介绍了隧道及地下工程中常用的施工方法，分析了不同地下工程施工技术方法的特点，并对隧道及地下工程施工技术的发展前景进行了探讨。标签：地下工程；施工技术；发展前景随着我国经济建设快速发展，人们物质生活水平得到较大幅度的上升，国家科技水平也取得了长足的进步。近些年来，我国各地的基础设施建设力度空前强大，各种工程建设如高速铁路、高速公路以及城市高层建筑和城市地铁的快速发展，各种隧道、地下工程规模与难度越来越大，地下工程的施工环境与施工方法越来越复杂。隧道及地下工程类施工具有一些较为典型的特征，其受工程所在地段的水文地质和工程地质条件的限制较大，地下工程施工人员所面临的

2、工作环境较差、物质条件艰苦且工作面较为狭窄，暗挖法施工的地下工程如果埋置较浅时容易引起路面或底面发生沉陷情况，地下工程开挖产生大量的废土、石头须妥善转移处理。地下工程的施工难度以及工程危险性都较地面上部结构的更大，需要人们加以重视。近年来我国地下工程尤其是地铁施工出现了较多的安全事故，引起人们更加关注地下工程施工方法的安全性，以及由此带来的技术革新。一、地下工程常见施工方法随着近30年来工程建设的大力发展，我国在地下工程建设方面取得了丰富的经验，目前已经发展较多的成熟的施工技术，主要包括明挖法、沉井法、沉管法、顶管法、隧道扭进机法、盾构法、新奥法以及托换技术等，以下简略分析各种方法的特点。（1

3、）明挖法（基坑开挖技术）。这种地下结构的施工方法主要应用于深基坑开挖工程中。明挖法合理地利用土体对于地层位移的控制能力，结合时空效应，进而控制软土地基深基坑的变形和稳定性问题。明挖法施工时需要充分结合施工现场的监控数据来确定相关的设计参数，才能选用更加合理的施工工艺来对深基坑的变形与稳定进行有效控制。（2）沉井法。沉井法又称沉箱凿井法，在不稳定含水地层掘进竖井时，于设计的井筒位置上预先制作一段井筒，井筒下端有刃脚，借井筒自重或略施外力使之下沉，将井筒内的岩石挖掘出的施工方法，挖掘与下沉交相进行，直到穿过不稳定地层。沉井法是一种较老的施工方法，但在现代地下工程中，得到了广泛应用。其优点是：技术简

4、单、无需特殊设备，挖土量及占地面积较小、造价低，沉井结构又可作为地下构筑物的围护结构、其内部空间可得到充分利用。（3）沉管法。沉管施工主要应用于水下隧道建设项目，该方法就是将沉管隧道预制好后，浮运至施工海面，分段沉放至已经疏浚好的隧道基槽中，然后将每截沉管进行连接。沉管隧道施工法一般适用于水道水流较为轻缓且河床稳定的地段，这样就便于基槽的开挖和沉管的浮云与定位工作。对于水下隧道的施工，沉管施工法较盾构法具有较大的优势。能更好地控制隧道的施工质量，更好地实现接缝不漏水；工程总费用更低；沉管隧道施工周期短；施工操作安全简便；隧道断面更能随意选择等。顶管法。隧道或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物

5、等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。在施工时，通过传力顶铁和导向轨道，用支承于基坑后座上的液压千斤顶将管压入土层中，同时挖除并运走管正面的泥土。当第一节管全部顶入土层后，接着将第二节管接在后面继续顶进，这样将一节节管子顶入，做好接口，建成涵管。顶管法特别适于修建穿过已成建筑物、交通线下面的涵管或河流、湖泊。采用该法无需挖槽或在水下开挖土方，并可避免为疏干和固结土体而采用降低水位等辅助措施，从而加快进度、降低造价，并能克服在穿越江河湖海等无法降水的特殊环境下施工的困难。隧道扭进机(TBM)施工技术TBM施工技术是一种利用回转刀具开挖(同时破碎和掘进)隧道的机械装置。TBM施工方法具有施工速度

6、快，对围岩损伤少、噪声少、安全等优点，特别是在稳定的围岩中长距离施工时，其优势尤为明显。盾构法。所谓盾构法就是指的采用盾构机进行隧道开挖，这种方法可以一边进行开挖并控制围岩稳定性，一边还可以将隧道开挖掘进产生的渣料运出，在盾构机内可以拼接管片做成隧道衬砌并立即对隧道衬砌壁后进行注浆，完成修筑隧道的施工方法。盾構法施工具有较多的优点，包括：机械作业、劳动强度低进度快；隧道形状稳定；对地面的影响小；对地下水位影响下、不影响环境；衬砌方便经济、质量好。同时盾构机隧道施工也存在较多的缺点，如：盾构机构造复杂、组装时间长；施工工艺复杂，需要长时间积累盾构机的操作经验；设备费用高，适合长距离隧道掘进；盾构

7、掘进时断面变化费用高。二、我国地下工程施工方法发展前景在未来的城市建设过程中，地下空间的利用将得到最大程度的提升，地下工程建设也将遇到更多的工程技术问题。目前世界上较为先进的地下工程施工技术方法在我国皆得到了广泛的应用，鉴于我国特殊的国情，我国地下工程施工方法的选择还需要结合自身的特点，来发展具有中国特色的地下工程施工技术。明挖法施工中降水是为保证基坑的安全施工。近年来我国降水施工技术发展较快，但存在的问题应引起各方面的注意。其中因降水引起的对周围环境的影响，引起地面沉降，如使附近建筑发生沉降、开裂、甚至破坏的事故时有发生。边坡支护的土钉支护技术将会有较大的发展，它实质是锚喷施工技术在边坡支护

8、中的应用。今后在城市工程的深基坑施工中，内支撑的支护方法将逐渐增加。在其它国家，城市地铁车站的修建过程中，较大比例地应用了盖挖法施工技术，这种方法可以通过合理的施工组织规划而做到对城市交通没有明显的影响。我国有应用盖挖法施工的案例，结果体现了盖挖法施工具有施工周期短，造价低的有点。在繁华市区，不中断交通，减少对城市人民生活的干扰，采用暗挖法是可行的，特别在地下水较深、不需要降水的条件下，它具有灵活、安全的特点，有广泛的应用前景。结合国内外已有的暗挖法施工技术，微气压和预切等暗挖法，有可能得到应用。地层加固技术，特别是含水粉细砂地层的加固技术，这一世界难题应得到重视和解决。盖挖、暗挖法都有各自优

9、点，我国在采用这两种方法后，不少单位都做了研究，准备推出“修建大型地下空间的方法”专利技术，即所谓“桩、梁、拱”的方法，北京地铁天安门西站就属于这种方法。为加快施工速度，在不降低地下水位的条件下，采用盾构法将有一定的发展前景。盾构施工技术一次投资大，造价较高，但具有快速、安全、减少地面沉降的优点。我国将随着经济实力的增强而逐步发展盾构技术。我国地下工程施工技术方法在吸收国外先进技术的同时，还考虑自身国情的基础上进行技术创新和改进，通过自身的工程实践发展适合我国国情的地下工程施工技术方法，并努力赶超国际先进的地下工程施工方法。三、结语随着我国城镇化水平快速提高，城市建设力度加大，高速铁路、高速公路以及城市地铁的建设需求越来越大。控制地下工程施工对于地面结构和周边环境的影响，是地下工程施工时需要重点考虑的一个问题，因此地下工程施工方法的选择也需要综合的考虑。参考文献1张彦飞.火