地铁工程设计与施工（中篇共上中下3篇）

第四章：地铁明挖法施工广东交通职业技术学院土木工程学院蒋英礼明挖法明挖顺作盖挖顺作盖挖逆做暗挖法浅埋暗挖法全断面法台阶法CRD法侧壁导坑法顶管法盾构法沉管法施工方法分类第四章：地铁明挖法施工概述1明挖施工方法2基坑的围护结构3案例分析4明挖法施工模拟图

7.1概述What?什么是明挖法？特点？重点要解决的问题？——从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。

适应性强施工速度快优先使用可以为地下结构的施工创造最大限度的工作面，各项工序可以全面铺开，进行平行流水作业。在地面交通和环境条件允许的地方。适用于任何岩（土）体，可以修建各种形状的结构物。特点BCDA保证工程质量技术简单，便于操作。1基坑的稳定性问题及施工工序2围护结构的选择及施工降水深圳地铁7号线赤尾站明挖施工

4.1概述明挖法设计中应注意的若干问题：隧道埋置深度隧道结构形式隧道结构的防水及抗震明挖法施工分类隧道应设置在尽可能良好的地层中，一般情况应<20m，以确保隧道建成后的功能和安全性。并注意差异沉降。明挖法施工工序：

4.1概述明挖法施工流程围护结构施工

内部土方开挖

结构施工及防水管线恢复及覆土

4.2

明挖施工方法敞口明挖法（明挖顺作法）1

先从地表面向下开挖基坑至设计标高，然后在基坑内的预定位置由下而上地建造主体结构及其防水措施，最后回填土并恢复路面。（1）概述敞口明挖法1

4.2

明挖施工方法明挖法基坑类型敞口放坡基坑钢筋混凝土钻孔灌注桩围护基坑有围护结构基坑边坡面不加支护的基坑喷混凝土面和锚杆护坡基坑工字钢桩围护基坑钢板桩围护基坑人工挖孔桩围护基坑地下连续墙围护基坑土钉墙围护基坑

4.2

明挖施工方法（2）有围护结构的敞口明挖法

如果基坑很深，地质条件差，地下水位高，特别是又处于城市繁华的市区筑物密集，交通繁忙，无足够空地满足施工需要，没有条件采用敞口放坡基坑用有围护结构的基坑。1.围护结构施工2.第一层开挖支撑

4.2

明挖施工方法（2）有围护结构的敞口明挖法3.第n层开挖支撑4.浇捣底板混凝土

4.2

明挖施工方法（2）有围护结构的敞口明挖法5.浇捣中板及顶板混凝土6.结构车站主体完成

4.2

明挖施工方法（2）有围护结构的敞口明挖法第一道支撑第二道支撑第三道支撑结构围护桩结构围护桩土建风道土建风道

⑸拆除第三道钢支撑，敷设侧墙防水，施做侧墙、土建风道及中楼板结构。

⑹拆除第二道钢支撑，敷设剩余侧墙防水层，施做剩余侧墙。

⑺施做顶板、顶板防水及站台板。

⑻拆除军用梁及第一道钢支撑，回填土。⑴施工结构围护桩及冠梁。⑵开挖至第一道钢支撑处，架设第一道钢支撑，架设军用梁端构架。⑶继续开挖基坑至第二道钢支撑处及第三道钢支撑处，架设第二道钢支撑及第三道钢支撑。

⑷随撑随挖至基坑设计标高，施做砼垫层，架设军用梁标准三角，施做防水层、防水保护层及结构底板。主体结构明挖顺作法施工步序图顺作法施工工序1.地下连续墙施工2.横支撑施工及基坑开挖3.底板施工4.中板施工5.顶板施工

4.2

明挖施工方法敞口明挖法（明挖顺作法）1（3）敞口放坡明挖全放坡开挖

半放坡开挖1、敞口放坡明挖法（敞口基坑法）分类适用条件：地势空旷，地下水位低；土质稳定；放坡的长度，一般按1：1（450）优点：不设支护结构，成本低，技术含量少，施工简单；缺点：占地面积大，土方量大，回填大；半放坡较全放坡占地少，一般用于较稳定的地层中。

4.2

明挖施工方法（3）敞口放坡明挖2、特点

4.2

明挖施工方法3、设计

主要考虑边坡的稳定：边坡的大小、台阶高度、护台宽度。设计需要确定的基本参数：边坡开挖深度和坡度。影响基坑边坡稳定的因素（边坡未按设计开挖、边坡顶堆放较重的荷载、排水措施不力、暴露时间长、未及时刷坡等）；应采用相应的工程措施，以保证边坡稳定。基坑边坡的确定（计算法、图解法、查表法）

4.2

明挖施工方法

I．计算法（P86）假定边坡破裂面ABC，其重力G：

土体处于极限平衡状态时，边坡最大高度为：

计算法图C—土体粘结力(kN/m2)，

—边坡坡度角(o)；

—土的内摩擦角(o)；

r—土体重度(kN/m3)。

4.2

明挖施工方法C、、

r和h已知，基坑边坡的坡度角可求出。并由以上公式可知：

(1)当=，C=0时，则边坡极限高度不受限制，且边坡处于平衡状态；

(2)当>时，则边坡为陡坡，其C值越大，则边坡极限高度h越高；

(3)当>时，若C＝0，则h＝0，即非粘性土时，边坡任何高度都是不稳定的；

(4)坡度角越大，坡高h越小。反之，坡度角越小，则坡高越大.（P86）

4.2

明挖施工方法Ⅱ.图解法（）

对于基坑边坡坡度为直线，坡顶为一平面，而土质均匀时，其稳定边坡角或极限坡高，可由根据计算资料综合整理而得到的图来求得。

Ⅲ.查表法（）

在城市地下工程建设的明挖施工中，在地质条件良好、土质较均匀，地下水位低或通过降水将地下水位维持在基底面以下时，采用查表法确定基坑边坡的坡度。岩石类别风化程度坡度值8m以内8m~10m硬质岩石微风化1：0.1~0.21：0.2~0.35中等风化1：0.2~0.351：0.35~0.5强风化1：0.35~0.51：0.5~0.75软质岩石微风化1：0.35~0.51：0.5~0.75中等风化1：0.5~0.751：0.75~1.00强风化1：0.75~1.001：1.00~1.25岩石基坑边坡坡度表

4.2

明挖施工方法

4.2

明挖施工方法土的类别密实度或状态坡度值（高宽比）5m5m~10m10m~15m碎石土密实1：0.35~0.51：0.5~0.751：0.75~1.0中密1：0.5~0.751：0.75~1.01：1.0~1.25稍密1：0.75~1.01：1.0~1.251：1.25~1.5粉土Sr1：1.0~1.251：1.25~1.51：1.5~1.75粘性土坚硬1：0.75~1.01：1.0~1.251：1.25~1.5硬塑1：1.0~1.251：1.25~1.51：1.5~1.75

土质基坑边坡坡度表（P）世界各国地铁施工都把明挖法作为首选技术，明挖法具有施工技术简单、快速、经济的特点。根据地层条件，明挖法施工顺序大致可分为四大部分：维护结构施工￫内部土方开挖￫工程结构￫管线恢复及覆土。

4.2

明挖施工方法敞口明挖法（明挖顺作法）1

4.2

明挖施工方法1、在城市中，不能长期中断交通的道路下修建地下建筑；先修路面，恢复交通，在顶板的保护下修地下建筑；2、埋置较浅<3.0m；3、适用于软土地区、复杂形状、大平面、大深度的地下工程。4、不能使用大型机械，周边状况苛刻，对环境要求高。5、工期较长，作业空间较小，和基坑开挖、支挡开挖相比较贵。盖挖法工法概述盖挖法2

4.2

明挖施工方法盖挖法2盖挖顺作法盖挖逆作法盖挖半逆作法

4.2

明挖施工方法盖挖法2盖挖顺作法工法过程示意（1）盖挖顺作法盖板施工

4.2

明挖施工方法

4.2

明挖施工方法（1）盖挖顺作法

结构物的施工顺序是在开挖到预定深度后，按底板侧墙（中柱或中墙）顶板的顺序修筑，这是明挖法的标准方法。在路面交通不能长期中断的道路下修建地下铁道车站或区间隧道时，则可采用盖挖顺作法。

4.2

明挖施工方法（2）盖挖逆作法What?什么是盖挖逆作法？——盖挖逆作法又称盖挖逆筑法，盖挖逆筑法是先建造地下工程的柱、梁和顶板，然后以此为支撑构件，在顶板上面恢复地面交通，下部进行土体开挖及地下主体工程施工的一种施工方法。

1.边桩施工2.破路面挖土3.中间柱施工5.路面恢复通车6.挖地下一层土7.地下一层底板施工8.地下一层侧墙施工9.挖地下二层土10.地下二层底板施工11.地下二层侧墙施工12.地下二层地面工程施工完成4.顶板施工图示逆作法施工过程第Ⅰ阶段第Ⅱ阶段地面地下逆作法施工工序（流程）逆作法第一步：清理场地

清理场地，开挖表层土体到顶板设计标高，施工顶板。

4.2

明挖施工方法第二步：施工地下连续墙或围护桩

4.2

明挖施工方法支撑桩和立柱成孔第三步：施工立柱桩基础和安装立柱

4.2

明挖施工方法立柱（钢管桩）第三步：施工立柱桩基础和安装立柱

4.2

明挖施工方法第四步：浇筑顶板

4.2

明挖施工方法立柱顶做法首层楼板浇注第四步：浇筑顶板

4.2

明挖施工方法第五步：暗挖地下一层顶板预留孔挖掘机入内挖土地下一层暗挖

4.2

明挖施工方法第六步：浇筑中板楼板和地下连续墙钢筋及止水处理

4.2

明挖施工方法Page15第七步：暗挖地下二层

4.2

明挖施工方法Page16第八步：形成桩头形成桩头和止水措施

4.2

明挖施工方法第九步：浇注底板（施工完后闭合回填竖井）内装修和机电设备安装喷砂、清理地连墙和边柱

4.2

明挖施工方法

4.2

明挖施工方法3无需加大底板的厚度，或增加底板的配筋,即可满足抗浮要求。4临时支护与永久结构合二为一，不考虑临时支撑及拆除，因总工期缩短而创造经济效益。地下结构水平构件多；中间支承柱给底板增加了支撑点刚度大的框架体系；底板变形小；对周边建筑影响小。2地上地下同时交叉作业；只有地下一层占绝对工期。1逆作法的特点缩短工期基坑变形小结构合理经济性好

4.2

明挖施工方法逆作法与顺作法车站结构区别

4.2

明挖施工方法“逆作法”施工地下结构与“顺作法”施工原理主要哪些不同？基坑的支护。楼板与地下连续墙之间连接。气候因素影响。围护结构变形，周边地表沉降、邻近构筑物管线等不均匀沉降。逆作法与顺作法施工区别

4.2

明挖施工方法（3）盖挖半逆作法

类似逆作法，其区别仅在于顶板完成及恢复路面后，向下挖土至设计标高后先建筑底板，再依次序向上逐层建筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中，一般都必须设置横撑并施加预应力。（该节同学自学为主）半逆作法施工步骤

4.2

明挖施工方法（4）支挡开挖与盖挖法施工比较

在施工顺序上和技术难度上差别不大，仅挖土和出土工作因受覆盖板的限制，盖挖顺作法无法使用大型机具，需要采用特殊的小型、高效机具和精心组织施工。效率相比较低。1、盖挖顺作法与支挡开挖顺作法除施工顺序不同外，还具有以下特点：(1)对围护结构和中间桩柱的沉降量控制严格，(2)中间柱如为永久结构，安装就位困难，施工精度高。(3)保证不同时期施工的构件连接能达到预期的设计，将各种施工误差控制最小。(4)除在非常软弱的地层中，一般不需再设置临时横撑。(5)是自上而下分层建筑主体结构，故可利用土模技术。(6)挖出土是决定进度的关键工序。(7)施工在顶板和边墙保护下进行，安全可靠，不受外界气象条件影响。

4.2

明挖施工方法2、盖挖逆作法和半逆作法与支挡开挖顺作法3、盖挖顺作、盖挖逆作和盖挖半逆作施工地铁车站的不同之处？从防水处理的角度，哪种方法最好，为什么？北京轨道交通昌平线工程地铁明挖车站（风井）施工工艺

7.2

明挖施工方法——工程实例二、地铁明挖车站施工工艺流程一、工程概况工程实例点击进入站名结构型式侧壁支护临时支护常熟路站双层双跨一字形地下连续墙，十字钢板接头，墙厚0.8m顶板以上一道，站厅层一道，站台层两道横撑陕西南路站双层三跨一字形地下连续墙，十字钢板接头，墙厚0.8m顶板以上一道，站厅层一道，站台层两道横撑黄陂路站双层三跨一字形地下连续墙，钢板接头，墙厚0.8m顶板以上一道，站厅层两道、站台层一道横撑三山街站双层三跨一字形地下连续墙，圆形接头，墙厚0.8m站厅层一道，站台层两道横撑永安里站三层三跨φ0.6m@1.0m分离式钻孔灌注桩加0.45m厚内衬站台层设锚杆一道大北窑站三层三跨一字形地下连续墙，圆形接头，墙厚0.6m天安门站三层三跨Φ0.8m@2.0m挖孔桩加0.5m厚内衬表

我国已施工盖挖逆作车站的侧壁支护及侧墙型式

7.2

明挖施工方法——工程实例北京地铁永安里站逆作法施工车站结构(尺寸单位：mm)实例1：北京地铁永安里逆作法

7.2

明挖施工方法——工程实例实例2：上海地铁2号线静安寺车站半逆作法

上海地铁2号线静安寺车站的主体结构位于车行道下。为了缩短封路时间，尽量减少商业和交通等各方面的损失，确定大部分采用“二明一暗”的半逆筑法施工方案。四：工程实例

7.2

明挖施工方法——工程实例二明一暗，以减少暗挖施工的工作量车站逆筑段立柱桩下部采用竹节钻孔灌注钢筋混凝土桩车站逆筑段立柱为钢管混凝土桩车站段基坑内取消抽条注浆加固的地基处理措施端头井采用钢管斜支撑方案实例2：上海地铁2号线静安寺车站半逆作法

具有如下特点

7.2

明挖施工方法——工程实例根据这个案例你等得出哪些结论？①有力地减少对商业和交通的影响程度。②地铁车站逆作法施工的范围要根据具体条件和实际的施工情况因地制宜来确定，只要能满足封路时限及环境保护的要求，应尽可能扩大明挖施工的范围，不但可节省大量施工费用，而且也可加快车站施工的总进度。实例2：上海地铁2号线静安寺车站半逆作法

7.2

明挖施工方法——工程实例第七章：地铁明挖法施工ThankYou!广东交通职业技术学院土木工程学院蒋英礼第七章：地铁明挖法施工广东交通职业技术学院土木工程学院蒋英礼第七章：地铁明挖法施工概述1明挖施工方法2基坑的围护结构3案例分析4明挖法施工模拟图

7.3基坑的围护结构井点纵梁横撑支档结构地下水面地下工程

7.3基坑的围护结构广州地铁6号线长湴站施工现场排桩基坑支护简易支撑桩板支撑钢档板支撑预制砼支撑钢管档板支撑木板＋纵梁I、H钢＋挡板柱列式壁式灌注桩地下连续墙稳定液固化墙搅拌水泥土墙支挡结构预制方式现浇方式

7.3基坑的围护结构1、简易支挡一般用于局部开挖、短时期、小规模。

方法：一边自稳开挖，一边用木挡板和纵梁控制地层坍塌。

特点：刚性小、易变形、透水。

7.3基坑的围护结构

7.3基坑的围护结构2、钢板桩以I、H型钢为主桩，间距1～2m。

方法：机械打入地层中、或钻孔修筑；随着开挖在主桩间插入挡板。用于良好地层的浅层开挖。

特点：刚性小、变形大、透水、插入基底部分是不连续的

钢板桩平面形状钢板桩基坑支护

7.3基坑的围护结构3、钢管挡板支挡

方法：在钢管侧部设接头，一边与接头接合，一边连续打入地层中，形成连续地中壁的方法。一般要开挖定为沟，宽度为1.2m，深度为1.2～1.8m。特点：不透水、插入基底部分是连续的，刚性大于钢板，适合于软弱地层大规模开挖，为提高刚性，可向钢管内灌入混凝土或砂浆等。打入地层噪声大。

钢管挡板接头形式钢管桩基坑支护

7.3基坑的围护结构4、灌注桩用于深大基坑，地铁基坑的主要支护方式之一。

方法：钻孔灌注桩、挖孔灌注桩。

特点：刚性大；施工对周边地层、环境影响小；需和止水措施配合使用，如搅拌桩、旋喷桩等。广州地铁3号线大石站灌注桩支护排桩基坑支护

7.3基坑的围护结构5、SMW工法用于深大基坑。

方法：利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥系混合液搅拌形成均一的挡墙，最后按一定的形式在其中插入型钢（如H型钢），即形成一种劲性复合围护结构。

特点：刚性大、止水性好、内插的型钢可拔出反复使用，经济性好。SWM工法在天津地铁1号线洪湖里地铁

7.3基坑的围护结构SMW工法连续墙成墙示意图

7.3基坑的围护结构6、地下连续墙

用于深大基坑，适用于所有地层，是地铁基坑的主要支护之一。

方法：地下连续墙是在地面上用特殊设备挖槽，用泥浆等护壁，在槽内下钢筋笼，现浇混凝土，分段施工，最终连接成为地下连续墙体的技术。

特点：刚性大、开挖深度大；强度大，变位小，隔水性好、同时可兼作主体结构的一部分；可领近建筑物使用，环境影响小；但高造价。广州地铁6号线长湴站地下连续墙基坑支护优点

7.3基坑的围护结构——地下连续墙（1）优缺点及适用条件BECDA结构刚度大，整体性好一墙多用抗渗性能好施工时振动、噪音小地层适应性强缺点成本高，技术要求高，弃土废浆需处理。挡土、防渗、承重。典型场合：深大复杂基坑、防渗要求严格、多墙合一。功能

7.3基坑的围护结构——地下连续墙（2）分类P206排桩式壁板式桩壁组合式

7.3基坑的围护结构——地下连续墙

7.3基坑的围护结构——地下连续墙（3）施工工艺和主要设备P2073放接头管1导墙修筑2挖槽4吊放钢筋笼5浇筑砼6拔接头管7槽段成墙

7.3基坑的围护结构——地下连续墙工序原理图

7.3基坑的围护结构——地下连续墙

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第一步：导墙施工在地下连续墙成槽前，应砌筑导墙，做到精心施工。导墙质量的好坏直接影响地下连续墙的轴线和标高，对成槽设备进行导向。是存储泥浆稳定液位，维护上部土体稳定，防止土体坍落的重要措施。811.0--1.50.15--0.21.0--1.50.15--0.20.31.0--1.50.15--0.20.4--0.60.15--0.21.0--1.50.15--0.21.50.2--0.31.0--1.50.15--0.2相邻建筑物导墙的作用：1）控制地下连续墙施工精度2）挡土作用3）重物支承台4）维持和稳定泥浆液面作用

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第一步：导墙施工

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第一步：导墙施工导墙测量放线导墙开挖导墙采用“

”型整体式钢筋砼结构，导墙间距640mm，肋厚200mm，高1500mm，上部宽1200mm。(根据设计图纸)导墙型式

形——适用于较差土层

形——适用于较好土层

][形——适用于较差土层导墙钢筋绑扎导墙钢筋全部采用φ14，横向纵向间距均为200mm。

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第一步：导墙施工导墙模板支设导墙混凝土浇筑增加临时木支，以利于导墙稳定导墙浇筑完毕要注意养护，中间要架设木支撑，以利于分段施工导墙对称浇筑，强度达到70％后方可拆模。

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第二步：泥浆工艺泥浆循环1

护壁作用液体压力，相当于一种液体支撑；槽壁形成泥皮，可以防止槽壁倒坍和剥落，并防止地下水渗入。2

携渣作用泥浆具有一定的粘度，能土渣悬浮起来，使土渣随同泥浆一同排出槽外。3冷却和润滑作用降低钻具温度，并具有润滑作用。泥浆的作用

7.3基坑的围护结构——地下连续墙泥浆制作池泥浆材料：地下连续墙工程采用下列材料配制护壁泥浆：①膨润土：200目商品膨润土；②水：自来水；③分散剂：纯碱（Na2CO3）；④增粘剂：CMC（高粘度，粉末状）；⑤加重剂：200目重晶石粉；第二步：泥浆工艺

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第二步：泥浆工艺泥浆循环泥浆拌制泥浆搅拌前先将水加至搅拌筒1/3后开动搅拌机。一般情况下泥浆搅拌后应静置24h使用。123在定量水箱不断加水同时，加入陶土粉、纯碱液、搅拌3min后，加入CMC液及硝腐碱液继续搅拌。

7.3基坑的围护结构——地下连续墙泥浆运输管道第二步：泥浆工艺泥浆拌制泥浆测试挖槽方式：排桩、多头钻、抓斗、铣轮多头钻抓斗铣轮

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工挖斗施工过程

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工铣削钻成槽开挖时抓斗应闭斗下放，开挖时再张开，每斗进尺深度控制在0.3m左右，上、下抓斗时要缓慢进行，避免形成涡流冲刷槽壁，引起坍方，同时在槽孔砼未灌注之前严禁重型机械在槽孔附近行走产生振动。

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工成槽分段开挖逆作法

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工未施工槽段第三抓第二抓第一抓已施工槽段成槽机槽段的开挖顺序膨润土入口搅拌桶漩流器震动筛再生浆池回收浆储水池排沙流槽护壁泥浆液位液压抓斗成槽开挖时抓斗应闭斗下放，开挖时再张开，每斗进尺深度控制在0.3m左右，上、下抓斗时要缓慢进行，避免形成涡流冲刷槽壁，引起坍方，同时在槽孔砼未灌注之前严禁重型机械在槽孔附近行走产生振动。成槽施工

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工2槽段深度检测用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，三个位置的平均深度即为该槽段的深度。3槽段壁面垂直度检测用超声波测壁仪器在槽段内左中右三个位置上分别扫描槽壁壁面，扫描记录中壁面最底部凸出量或凹进量（以导墙面为扫描基准面）与槽段深度之比即为壁面垂直度，三个位置的平均值即为槽段壁面平均垂直度。槽段检验1用测锤实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。槽段平面位置偏差检测

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工槽段检验——超声波

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工清底处理自制强制式刷壁器

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第三步：槽段施工地下连续墙接头接头管式1接头箱式2隔板式3钢板组合式4预制块式5

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第四步：地下连续墙接头施工导墙已浇开挖未挖接头管钢筋笼新浇混凝土接头管式分段浇筑接头管

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第四步：地下连续墙接头施工

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第四步：地下连续墙接头施工接头管吊放接头箱接头管钢筋笼插入接头箱吊放钢筋笼现浇混凝土下入钢筋笼吊出接头管接头箱式分段浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第四步：地下连续墙接头施工接头隔板式分段浇筑未挖钢筋笼隔板式

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第四步：地下连续墙接头施工接头钢板组合式分段浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第四步：地下连续墙接头施工接头预制块式分段浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第四步：地下连续墙接头施工流程：钢筋笼的制作吊放连接钢筋笼制作平台

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第五步：钢筋笼吊放钢筋笼的制作

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第五步：钢筋笼吊放垫块及预埋铁安放

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第五步：钢筋笼吊放钢筋笼的吊放

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第五步：钢筋笼吊放钢筋笼的连接

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第五步：钢筋笼吊放钢扁担定位

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第五步：钢筋笼吊放钢筋笼的吊放吊放锁扣管钢筋定位

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第五步：钢筋笼吊放地下连续墙的混凝土浇筑是在充满泥浆的深槽内进行的，混凝土经导管由重力作用从导管下口压出，随浇筑的进行，混凝土面逐渐上升，泥浆随时被挤出，由泥浆泵抽至沉淀池。第六步：混凝土浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙流程：清底下入导管浇筑砼第六步：混凝土浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙下入导管导管待拨接导管第六步：混凝土浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙现浇混凝土第六步：混凝土浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙标准幅浇筑转角幅浇筑

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第六步：混凝土浇筑接头管起拔

7.3基坑的围护结构——地下连续墙第七步：接头管起拔实例1：广州轨道交通六号线长湴站地下连续墙施工地下连续墙地下连续墙学生地下连续墙现场教学长湴站地下连续墙施工混凝土横支撑四：工程实例

7.3基坑的围护结构——地下连续墙学生地下连续墙现场教学实例1：广州轨道交通六号线长湴站地下连续墙施工长湴站为地下两层三跨岛式车站，主体结构外包全长348.9m，标准段跨度19.7m，基底埋深约18m，顶板覆土厚度3～5m，围护结构采用800mm厚地下连续墙。

7.3基坑的围护结构——地下连续墙实例1：广州轨道交通六号线长湴站地下连续墙施工地下连续墙施工工艺现场教学

7.3基坑的围护结构——地下连续墙学生钢管支撑现场教学实例1：广州轨道交通六号线长湴站地下连续墙施工长湴站车站基坑围护结构采用地下连续墙，连续墙深度根据墙底地质情况确定，第一、第二道为混凝土支撑，第三道为钢支撑。

7.3基坑的围护结构——地下连续墙实例1：广州轨道交通六号线长湴站地下连续墙施工横支撑支护现场教学

7.3基坑的围护结构——地下连续墙LOGO1.5、土锚支护明挖法1、锚杆支护优点：改善施工条件；解决大基坑内支撑的困难；施工设备占空间小；施工噪声小；能施加预应力控制变形

100-200,L=10-30m,倾角15-35°,仅水平分力有效，竖向分力有害，但为注浆方便，不宜小于15°自由段、锚固段：后者要在主动破坏区之外，预应力约为设计拉力的70%。上覆土

4－5m，否则会拔出或地面隆起（因有竖向分力）

组成：锚头（台座、承压板、紧固器）、拉杆、锚固段（1）构造与作用机理（图）土钉：在土体中成孔后放入钢筋并沿全长注浆所形成的细长杆件，也可仅用钢筋、钢管等。1.5、土锚支护明挖法2、土钉支护LOGO（2）土钉支护的施工过程随基坑开挖的进行，在坑壁做土钉、挂钢筋网片并喷混凝土。

2、土钉支护1.5、土锚支护明挖法土钉间距密、长度小、沿全长注浆、无预应力。与锚杆作用机理的差别见图。

（3）土钉支护同锚杆的区别2、土钉支护1.5、土锚支护明挖法作用机理：1）加固作用—

加固土体，使其类似于重力式挡土墙。故不要求一定穿过滑移面，也不分自由段和锚固段。2）锚固作用—将可能滑移的土体锚于稳定区，需穿越滑移面。优点：简便、有效，显著缩短工期、节省造价。缺点：需占用场外地下空间，需排除地下水，要求土体有一定自稳能力。（3）土钉支护同锚杆的区别1.5、土锚支护明挖法第七章：地铁明挖法施工ThankYou!广东交通职业技术学院土木工程学院蒋英礼第五章：地铁矿山法施工广东交通职业技术学院土木工程学院蒋英礼第五章：地铁矿山法施工概述及暗挖施工方法分类1岩石地层的矿山法施工2浅埋暗挖法施工3第五章：地铁矿山法施工明挖法暗挖法盾构法地下工程施工方法施工准备场地准备、测量定线、三通一平、人员组织开挖爆破出渣运输初期支护二次衬砌钻炮眼、装炸药、联结引炮装置、爆炸通风、消除危石、装车锚喷支护临时支撑防水板铺设模注混凝土第五章：地铁矿山法施工

9.1概述及暗挖施工方法分类

矿山法是一种传统的施工方法。它的基本原理是，隧道开挖后受爆破影响，造成岩体破裂形成松弛状态，形成岩土坍落。What?什么是矿山法？基本原理？施工方法？它的施工方法是，按分部顺序采取分割式开挖，并要求边挖边撑以求安全。（1）矿山法概述

9.1概述及暗挖施工方法分类传统矿山法

采用圆木、型钢、钢轨等形成支架，对开挖面形成强力支承。传统矿山法的依据是“松弛理论”，认为围岩可能由于扰动产生坍塌，支护需要支承围岩在一定范围内由于松弛可能坍塌的岩体重量。在80年代及以前，因施工工艺落后、钢材紧张而普遍采用。因安全性差，现已完全淘汰。奥地利学者米勒（Muller.L）发明。在支护手段上，采用喷射混凝土和锚杆为衬砌，把衬砌和围岩看作是一个相互作用的整体，既发挥围岩的自承能力，又使锚喷衬砌起到加固围岩的作用。初期支护能随着围岩变形，充分发挥围岩的自承能力。新奥法

采用锚喷支护的新奥法与采用钢木支护的传统矿山法相比，不仅仅是支护手段上的革新，更重要的是工程概念的不同。与前二者相比，限制围岩变形，是矿山法的概念。城市地铁工程基本属于浅埋暗挖法。浅埋暗挖法

9.1概述及暗挖施工方法分类新意法

也称隧道岩土控制分析工法(ADECO-RS工法)。在开挖面周边区域内，围岩由三轴应力状态变位平面应力状态。强调运用超前支护和加固措施减小或避免围岩变形。特别适用于浅埋松散地层、变形控制要求高的隧道工程。它是利用大直径的顶管施工，形成全部或部分永久钢筋混凝土结构，在此永久钢筋混凝土结构的支护下，进行暗挖结构土方大开挖，最终完成全部地下结构。新管幕法

9.1概述及暗挖施工方法分类（2）开挖方法分类全断面法1台阶法2CD法、CRD法4侧壁导坑法3中洞法5柱洞法7桩洞法8侧洞法6

9.1概述及暗挖施工方法分类～全断面一次开挖法

1.适应条件⑴Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ级围岩⑵大型施工机具(钻孔台车、模板台车等)⑶经济性考虑：中长隧道。全断面法1

9.1概述及暗挖施工方法分类表示方法：横断面工序图、纵断面工序展开图习惯标注方法：①阿拉伯字1、2、3...表示挖掘;②罗马字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ...表示支护；2.施工顺序

9.1概述及暗挖施工方法分类1.特点●将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖；●随着台阶长度的调整，它几乎可以用于所有的地层，因而是在现场使用的主导方法。2.种类长台阶法短台阶法超短台阶法台阶法2

9.1概述及暗挖施工方法分类⑴长台阶法台阶长度L≥5B，B为洞室的宽度。

甚至可以上台阶先贯通，即为“半断面法”。特点：进度快，仅次于全断面法。适用于：Ⅲ～Ⅰ级围岩。3.施工工序

9.1概述及暗挖施工方法分类

9.1概述及暗挖施工方法分类台阶缩短：（1～1.5）B≤L＜5B,特点：①支护闭合时间加快，围岩稳定性增加；②台阶缩短加大了对下台阶施工的干扰。适用于：Ⅴ、Ⅳ级围岩(2)短台阶法

9.1概述及暗挖施工方法分类

9.1概述及暗挖施工方法分类上台阶长度仅为3～5m。特点：更有利于控制围岩变形，但上下台阶相隔太近，施工干扰大。适用于：软弱破碎围岩(Ⅴ、Ⅵ级围岩)

⑶超短台阶法将3种台阶法放在一起比较：区别主要在台阶长度。

9.1概述及暗挖施工方法分类三台阶七步是以弧形导坑预留核心土法为基本模式，分上、中、下三个台阶七个开挖面，各部位开挖、支护沿隧道纵向错开，平行推进。

9.1概述及暗挖施工方法分类(4)台阶法的衍生方法——环形开挖预留核心土法

9.1概述及暗挖施工方法分类核心土工字钢临时工作平台侧壁导坑法3

9.1概述及暗挖施工方法分类特点：①洞室开挖跨度减小，有利于围岩稳定；②导坑要闭合，增加了材料用量；③进度慢。

适用于：断面跨度大，对地表沉陷有控制要求的软弱。1.单侧壁导坑法特点：①双导坑，使洞室最大开挖跨度更小，稳定性增加；②耗材增加；③进度慢。适用于：对地表沉陷要求更高，或跨度更大的隧道。2.双侧壁导坑法(眼镜工法)

9.1概述及暗挖施工方法分类（1）先开挖一侧洞，

（2）再开挖另一侧洞，

（3）最后开挖中洞。

这种方式不会在同一横断面上同时形成大的跨度，因而更有利于地层的稳定，但施工进度将会减慢。

三跨双拱车站结构采用的双眼镜工法，对地表的沉陷值可以控制在30mm之内，与中洞法相当。双侧壁导坑法(眼镜工法)在地铁车站开挖中的应用

9.1概述及暗挖施工方法分类北京地铁西单站(双侧壁导坑法)

9.1概述及暗挖施工方法分类

9.1概述及暗挖施工方法分类CD法、CRD法4中隔壁法(CD法）适用于一般Ⅴ级围岩大断面隧道。中隔壁法(CD法）是将隧道分为左右二部分进行开挖，先在隧道一侧采用二部或三部分层开挖，施做初期支护和中隔墙临时支护，再分台阶开挖隧道另一侧，并进行相应的初期支护的施工方法。1.CD法(中隔壁法)

9.1概述及暗挖施工方法分类

9.1概述及暗挖施工方法分类CD法、CRD法41.CD法(中隔壁法)中隔壁法左右侧的台阶高度根据地质情况、隧道断面大小和施工设备确定。分二或三个台阶开挖，台阶长度控制在3~5m。开挖后及时施做支护。在一侧中隔壁完成后，方可开挖另一侧，二个侧洞纵向错开距离一般为10～30m。各部位开挖时，相邻部位的喷混凝土强度应达到设计强度的70％以上。

9.1概述及暗挖施工方法分类CD法、CRD法42.CRD法(交叉中隔壁法)交叉中隔壁（CRD法）适用于Ⅴ级围岩浅埋、偏压地段。交叉中隔壁（CRD法）是分部开挖、支护，分部闭合成小环，最后全断面闭合成大环。每开挖一步均及时施做初期支护、中隔壁及临时仰拱。

9.1概述及暗挖施工方法分类3.CD与CRD法比较

9.1概述及暗挖施工方法分类交叉中隔壁法（CRD法）

9.1概述及暗挖施工方法分类中洞法5

9.1概述及暗挖施工方法分类（1）中跨部分(包括立柱)采用CRD法施工。先将中洞自上而下分块成环，随挖随撑，及时做好喷锚和钢架初期支护；

（2）由下而上施作中跨部分二次模注钢筋混凝土结构，中隔墙也逐层拆除。中洞各工序完成后，就会形成一个刚度很大的完整结构顶住上部土体，从而有效地减少地表沉降量。（3）当中洞完成后，两侧洞采用台阶法，对称自上而下开挖。（4）同样，初期支护完成后，再自下而上施作两侧洞的二次模注钢筋混凝土衬砌中洞法（三拱立柱式车站施工步骤）

9.1概述及暗挖施工方法分类侧洞法6

9.1概述及暗挖施工方法分类与中洞法相反，侧洞法是先对称地用CRD法开挖两个侧洞，待完成二次模注钢筋混凝土结构后，再用台阶法开挖中洞。由于开挖两个侧洞后，中洞的宽度变窄，其承载土柱承受上覆土体压重的承载力下降，因而可能产生比中洞法要大的地表下沉。柱洞法7

9.1概述及暗挖施工方法分类采用“柱洞法”施工。按照“小分块、短台阶、早成环”的原则，将整个断面开挖横向分为：侧洞、有柱的柱洞和中洞共5个洞，每洞分上、中、下三层。先自上而下对称施工柱洞初支，再由下而上施作柱洞二衬，建立起梁、柱支撑体系。柱洞完成后，施工两个柱洞中间的中洞初支和二衬，形成整个大中洞稳定体系。再对称自上而下施工两侧洞初支，最后纵向分段自下而上对称施作二衬，完成结构闭合。

9.1概述及暗挖施工方法分类其主要原理是在车站立柱和边墙的顶部和底部施作小导洞，通过导洞采用桩基的施工方法施作车站立柱和边墙，而后小断面开挖施作车站顶板，最后在车站顶板的保护下开挖车站主体并进行车站其余结构的施工。洞桩法施工中车站的主体工程的开挖在车站顶板的保护下进行，施工较为安全，并能有效的控制地表的沉降。洞桩法8

9.1概述及暗挖施工方法分类

施工条基梁、边桩；施工中柱底梁、钢管柱；回填边桩与小导洞间空隙。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类

施工边桩上顶梁、施工中柱顶梁；回填顶梁下与小导洞间空隙。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类

回填顶梁上与小导洞间空隙；而后对称开挖边拱部。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类

破除小导洞初支，左右对称衬砌边拱部；而后开挖中拱部。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类破除小导洞初支，衬砌中拱部。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类开挖站厅层土方，施工中板。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类施工站厅层侧墙。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类开挖站台层土方，施工底板。洞桩法施工步骤

9.1概述及暗挖施工方法分类洞桩法施工步骤施工站台层侧墙。

9.1概述及暗挖施工方法分类施工站台板。洞桩法施工步骤

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）

岩石地层一般都采用钻爆法开挖，可根据工程地质条件、开挖断面、掘进循环进尺、分部开挖方法、钻眼机械和爆破材料等进行钻爆设计。

光面爆破硬岩中宜采用预裂爆破软岩中宜采用尽量减少隧道欠挖和超挖

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）光面爆破与预裂爆破1

均均是隧道控制爆破的方法，通过控制能量释放，有效控制破裂方向和破坏范围，使隧道达到稳定、平整的设计要求。区别炮孔起爆顺序不同自由面数目不同单位炸药消耗量不同光面爆破主爆区先爆,光爆孔后爆有两个自由面单位炸药消耗量小预裂爆破预裂孔先爆,主爆区后爆只有一个自由面由于药包受到的夹制作用较大,故炸药单耗也大（1）光面爆破和预裂爆破的区别

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）临空面又叫自由面，是指暴露在大气中的开挖面。爆破漏斗在有临空面的情况下，炸药爆破形成的一个圆锥形的爆破凹坑就叫爆破漏斗。最小抵抗线W药包中心到自由面的最小距离。周边眼沿隧道周边布置的炮眼称为周边眼。（2）爆破基本概念

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）掏槽眼

针对隧道开挖爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，宜先在开挖断面的适当位置布置几个掏槽炮眼。辅助眼位于掏槽炮眼与周边炮眼之间的炮眼称为辅助眼继爆管。（2）爆破基本概念

掏槽眼

辅助眼周边眼

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）光面爆破效果图光面眼光面爆破的分区起爆顺序为：掏槽眼——辅助眼——周边眼——底板眼

预裂爆破的分区起爆顺序为：周边眼——掏槽眼——辅助眼——底板眼

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）位于隧道周边轮廓上,只不过是底板部位的炮眼而已。（3）两种控制爆破的起爆顺序台车钻孔施工（炮眼施工）2.凿岩台车三臂台车单臂台车硝铵炸药非电雷管塑料导爆管

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）爆破网络2火雷管导火索导爆管

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）新奥法施工主要工序2锚杆格栅喷砼初期支护人工机械爆破开挖防水板止水带注浆防水钢筋混凝土二次衬砌开始完成

9.2岩石地层的矿山法施工（新奥法施工）新奥法施工原理3少扰动早支护勤量测紧封闭

9.3浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法是在新奥法的基础上，针对城市地下工程的特点发展起来的。What?城市浅埋地下工程的特点？覆土浅1地质条件差、自稳能力差2承载能力小、变形快3初期增长快，极易产生坍塌或过大的下沉4周围有建筑物或地下管网，给施工带来严格的要求5矿山法锚喷支护技术发展新奥法复兴门车站折返线工程浅埋暗挖法

9.3浅埋暗挖法施工What?浅埋暗挖法？

浅埋暗挖法是以超前加固、处理软弱地层为前提，采用足够刚性的复合衬砌（由初期支护+二次衬砌+中间的防水层所组成）为基本支护结构的一种用于软土地层近地表隧道的暗挖施工方法。

浅埋暗挖法是以施工监测为手段，指导设计与施工，保证施工安全，控制地表沉降的暗挖施工方法。

9.3浅埋暗挖法施工常用公路隧道Ⅳ级围岩复合衬砌结构

9.3浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法的特点1优势：不影响城市交通，无污染、无噪声，无需专用设备，适用于不同跨度、多种断面等。主要特点：埋深浅，施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显；地质条件差；开挖方法多，辅助工法多；风险管理难度大。适用范围：适用于不宜明挖施工的土质或软弱无胶结的砂、卵石等地层，修建覆跨比大于0.2的浅埋地下洞室。对于高水位的类似地层，采取堵水、降水或排水措施后也可以采取此工法。

9.3浅埋暗挖法施工施工的基本原则2勤量测快封闭强支护短开挖严注浆管超前浅埋暗挖法

浅埋暗挖法“十八字方针”管超前：采用超前预加固支护的各种手段，提高工作面的稳定性，缓解开挖引起的工作面前方和正上方土柱的压力，缓解围岩松弛和预防坍塌；严注浆：在超前预支护后，立即进行压注水泥砂浆或其它化学浆液，填充围岩空隙，使隧道周围形成一个具有一定强度的结构体，以增强围岩的自稳能力；短开挖：即限制1次进尺的长度，减少对围岩的松弛强支护：在浅埋的松软地层中施工，初期支护必须十分牢固，具有较大的刚度，以控制开挖初期的变形；快封闭：为及时控制围岩松弛，必须采用临时仰拱封闭，开挖1环，封闭1环，提高初期支护的承载能力；勤量测：进行经常性的量测，掌握施工动态，及时反馈，是浅埋暗挖法施工成败的关键。超前锚杆超前小导管大管棚超前支护地表旋喷、注浆洞内水平加固预加固钢筋锚杆锚管中空锚杆锚杆干喷砼湿喷砼喷混凝土钢筋格栅型钢格栅格栅开始初期支护完成防水措施排水措施防水工程钢筋混凝土二次衬砌完成

9.3浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法施工工序3

9.3浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法施工工序3（1）预加固和预支护技术目的◆地层较差或地面沉降有很高要求时◆改良地层，防止过大沉降、坍塌◆一般用于埋深浅的隧道，如过街通道等。地表加固◆地表有施工条件并埋深浅◆地表旋喷加固◆地表注浆水平加筋◆开挖掌支面稳定差时◆加水平塑料筋、管等◆极少采用

预加固◆地表无施工条件或埋深大◆洞内水平旋喷◆洞内水平注浆洞内加固目的◆地层自稳性较差采用◆开挖过程对围岩保护◆初支完成后失去作用超前锚杆◆用普通钢筋制作◆施工方便、成本低◆刚度小◆角度约15°大管棚◆刚度很大，适用于埋深浅、地表沉降控制严的地段，如过街通道等◆用大钢管制作，一般φ108~φ127◆施工要求高、成本高◆可实施对围岩注浆◆角度：一般与隧道轴线平行超前支护◆用小钢管制作，一般φ42◆施工方便、成本适中◆可实施对围岩注浆◆刚度较大，推荐使用◆角度约15°超前小导管

9.3浅埋暗挖法施工格栅超前小导管钢筋网纵向连接筋锚杆锁脚导管喷射混凝土钢拱架架设孔用于小导管施工注浆锚杆港珠澳大桥工程隧道施工部分包括海域明挖段、口岸暗挖段、陆域明挖段三部分，其中口岸暗挖段采用“管幕+冻结法”施工，下穿拱北海关。

9.3浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法施工工序3（2）初期支护技术喷射混凝土利用压缩空气等动力，将一定配合比的拌合料通过管道并高速喷射到受碰面上，凝结硬化而成的一