(三)暗挖施工法
暗挖法是在特定條件下，不挖開(kāi)地面，全部在地下進(jìn)行開(kāi)挖和修筑襯砌結構的隧道施工辦法。暗挖法主要包括:鉆爆法、盾構法、掘進(jìn)機法、淺埋暗挖法、頂管法、新奧法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構法應用較為廣泛，目前北京地區的隧道施工當中亦以該兩種方法居多。
1．鉆爆法
我國地域廣大、地質(zhì)類(lèi)型多樣，重慶、青島等城市處于堅硬巖石地層中，廣州地鐵也有部分區段處于堅硬巖石地層中，這種地質(zhì)條件下修建地鐵通常采用鉆爆法開(kāi)挖、噴錨支護（與通常的山嶺隧道相當）。
鉆爆法施工的全過(guò)程可以概括為：鉆爆、裝運出碴，噴錨支護，灌注襯砌，再輔以通風(fēng)、排水、供電等措施。在通過(guò)不良地質(zhì)地段時(shí)，常采用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護手段。根據隧道工程地質(zhì)水文條件和斷面尺寸，鉆爆法隧道開(kāi)挖可采用各種不同的開(kāi)挖方法，例如：上導坑先拱后墻法、下導坑先墻后拱法、正臺階法、反臺階法、全斷面開(kāi)挖法、半斷面開(kāi)挖法、側壁導坑法、CD法、CRD法等。對于爆破，有光面爆破、預裂爆破等技術(shù)。對于隧道初期支護，有錨桿、噴混凝土、掛網(wǎng)、鋼拱架、管棚等支護方法。及時(shí)的測量和信息反饋常用來(lái)監測施工安全并驗證巖石支護措施是否合理。防水基本采用截、堵、排等幾種方法，其中在噴射混凝土內表面張掛聚乙烯或聚氯乙烯板，然后再灌注二次混凝土襯砌被認為是一種效果良好的防滲漏措施。
2．盾構法
我國應用盾構法修建隧道始于20世紀50～60年代的上海。最初是用于修建城市地下排水隧道，采用的是比較老式的盾構機（如網(wǎng)格式、壓氣式、插板式等），80年代末、90年代初開(kāi)始采用土壓式、泥水式等現代盾構修筑地鐵區間隧道。盾構法具有安全、可靠、快速、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，目前，該方法已經(jīng)在我國的地鐵建設中得到了迅速的發(fā)展。據不完全統計，我國各城市地鐵采用的盾構機已有60多臺，其中上海30臺，廣州20臺，北京、南京、天津、深圳各4臺，大多是土壓平衡盾構機型。
盾構法施工是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構(shield )是一個(gè)既可以支承地層壓力又可以在地層中推進(jìn)的活動(dòng)鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開(kāi)挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進(jìn)所需的千斤頂;鋼筒的尾部可以拼裝預制或現澆隧道襯砌環(huán)。盾構每推進(jìn)一環(huán)距離，就在盾尾支護下拼裝(或現澆)一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。盾構推進(jìn)的反力由襯砌環(huán)承擔。盾構施工前應先修建一豎井，在豎井內安裝盾構，盾構開(kāi)挖出的土體由豎井通道送出地面。盾構法施工工藝見(jiàn)下圖所示。
按盾構斷面形狀不同可將其分為:圓形、拱形、矩形、馬蹄形4種。圓形因其抵抗地層中的土壓力和水壓力較好，襯砌拼裝簡(jiǎn)便，可采用通用構件，易于更換，因而應用較為廣泛;按開(kāi)挖方式不同可將盾構分為:手工挖掘式、半機械挖掘式和機械挖掘式3種;按盾構前部構造不同可將盾構分為:敞胸式和閉胸式2種;按排除地下水與穩定開(kāi)挖面的方式不同可將盾構分為:人工井點(diǎn)降水、泥水加壓、土壓平衡式，局部氣壓盾構，全氣壓盾構等。
隨著(zhù)盾構法研究的深入、工程應用的增多，盾構法施工技術(shù)以及盾構機修造配套技術(shù)也得到了發(fā)展提高：上海地鐵隧道基本全部采用盾構法修建，除區間單圓盾構外，目前正在使用雙圓盾構一次施工兩條平行的區間隧道，此外還試驗采用了方形斷面盾構修建地下通道；采用直徑11.2m的泥水盾構建成了大連路越江道路隧道，這也是目前我國最大直徑的盾構機。廣州地鐵采用具有土壓平衡、氣壓平衡和半土壓平衡模式的新型復合式盾構機成功應用于既有軟土、又有堅硬巖石以及斷裂破碎帶的復雜地層的地鐵區間隧道修筑，大大拓展了盾構法的應用范圍。深圳、南京、北京、天津等城市雖然地質(zhì)、水文條件各不相同，但采用盾構法修建區間隧道均取得了成功。
除了上述幾點(diǎn)外，我國盾構技術(shù)的進(jìn)步還表現在以下4個(gè)方面：①掌握了盾構機的選型和配套技術(shù)，與外國合作設計生產(chǎn)盾構機，配套施工設備包括管片模具完全能夠自行設計制造；②掌握了盾構隧道的設計和結構計算技術(shù)以及防水技術(shù)；③掌握了盾構掘進(jìn)控制技術(shù)，如盾構掘進(jìn)參數選擇控制、碴土和壓力管理、地表沉降控制、盾構機姿態(tài)和隧道軸線(xiàn)控制、管片防裂、同步注漿等，實(shí)現了信息化施工，可以確保盾構施工的安全、優(yōu)質(zhì)、高效和環(huán)保；④掌握了不同地質(zhì)條件和復雜環(huán)境條件下的施工及相關(guān)的施工技術(shù)。
我國盾構掘進(jìn)速度最高已達到月進(jìn)400m以上，平均進(jìn)度一般為月進(jìn)160～200m，最高平均進(jìn)度可達月進(jìn)240m。地表沉降可控制在＋10～－30mm以?xún)?，可以在距既有建、構筑物不?m的距離安全掘進(jìn)隧道，既有建、構筑物的變形量可控制在2～5mm以下；隧道軸線(xiàn)誤差可控制在30～50mm以?xún)取?/span>
盾構法的主要優(yōu)點(diǎn):除豎井施工外，施工作業(yè)均在地下進(jìn)行，既不影響地面交通，又可減少對附近居民的噪聲和振動(dòng)影響;盾構推進(jìn)、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進(jìn)行，施T易于管理，施工人員也比較少;土方量少;穿越河道時(shí)不影響航運;施工不受風(fēng)雨等氣候條件的影響;在地質(zhì)條件差、地下水位高的地方建設埋深較大的隧道，盾構法有較高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性。
工程實(shí)例:北京地鐵五號線(xiàn)即采用了盾構法施工地鐵五號線(xiàn)是一條貫穿北京市中心的南北向地下交通大動(dòng)脈。南起豐臺區宋家莊，向北經(jīng)蒲黃榆、祟文門(mén)、東單、東四、雍和宮止于昌平區太平莊北站，全長(cháng)27.7 km。由于該路段地上大型建筑物密集，交通流量大，地下管網(wǎng)復雜，為減少對城市經(jīng)濟和市民生活的影響，經(jīng)專(zhuān)家論證，決定在雍和宮至北新橋約700 m長(cháng)的試驗段率先采用盾構施工方法。該盾構為大直徑土壓平衡盾構機。
3．掘進(jìn)機法
在埋深較淺、但場(chǎng)地狹窄和地面交通環(huán)境不允許爆破震動(dòng)擾動(dòng),又不適合盾構法的松軟破碎巖層情況下采用。該法主要采用臂式掘進(jìn)機開(kāi)挖,受地質(zhì)條件影響大。
4．淺埋暗挖法
淺埋暗挖法又稱(chēng)礦山法，起源于1986年北京地鐵復興門(mén)折返線(xiàn)工程，是中國人自己創(chuàng )造的適合中國國情的一種隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎上，針對中國的具體工程條件開(kāi)發(fā)出來(lái)的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。與新奧法的不同之處在于，它是適合于城市地區松散土介質(zhì)圍巖條件下，隧道埋深小于或等于隧道直徑，以很小的地表沉降修筑隧道的技術(shù)方法。它的突出優(yōu)勢在于不影響城市交通，無(wú)污染、無(wú)噪聲，而且適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。
顧名思義，淺埋暗挖法是一項邊開(kāi)挖邊澆注的施工技術(shù)。其原理是：利用土層在開(kāi)挖過(guò)程中短時(shí)間的自穩能力，采取適當的支護措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護結構的不開(kāi)槽施工方法，主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(zhì)。由于淺埋暗挖法省去了許多報批、拆遷、掘路等程序，現被施工單位普遍采納。
淺埋暗挖法的核心技術(shù)被概括為18字方針：管超前、嚴注漿、短開(kāi)挖、強支護、快封閉、勤量測。其主要的技術(shù)特點(diǎn)為：動(dòng)態(tài)設計、動(dòng)態(tài)施工的信息化施工方法，建立了一整套變位、應力監測系統；強調小導管超前支護在穩定工作面中的作用；研究、創(chuàng )新了劈裂注漿方法加固地層；發(fā)展了復合式襯砌技術(shù)，并開(kāi)創(chuàng )性地設計應用了鋼筋網(wǎng)構拱架支護。
由于該工法在有水條件的地層中可廣泛運用，加之國內豐富的勞動(dòng)力資源，在北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵區間隧道修建中得到推廣，已成功建成許多各具特點(diǎn)的地鐵區間隧道，而且在大跨度車(chē)站的修筑中有相當的應用。此外，該方法也廣泛應用于地下車(chē)庫、過(guò)街人行道和城市道路隧道等工程的修筑。
5．頂管法
頂管法是直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設中小型管道的一種施工方法。適用于富水松軟地層等特殊地層和地表環(huán)境中中小型管道工程的施工。主要由頂進(jìn)設備、工具管、中繼環(huán)、工程管、吸泥設備等組成。
6、新奧法
新奧法是充分利用圍巖的自承能力和開(kāi)挖面的空間約束作用，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段，對圍巖進(jìn)行加固，約束圍巖的松弛和變形，并通過(guò)對圍巖和支護的量測、監控，指導地下工程的設計施工。
新奧法（NATM）是新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱(chēng), 在我國常把新奧法稱(chēng)為“錨噴構筑法”。用該方法修建地下隧道時(shí)，對地面干擾小，工程投資也相對較小，已經(jīng)積累了比較成熟的施工經(jīng)驗，工程質(zhì)量也可以得到較好的保證。使用此方法進(jìn)行施工時(shí)，對于巖石地層，可采用分步或全斷面一次開(kāi)挖，錨噴支護和錨噴支護復合襯砌，必要時(shí)可做二次襯砌；對于土質(zhì)地層，一般需對地層進(jìn)行加固后再開(kāi)挖支護、襯砌，在有地下水的條件下必須降水后方可施工。新奧法廣泛應用于山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠(chǎng)房、礦山巷道等地下工程。
當前,世界范圍內應用新奧法設計與施工城市地鐵工程取得了相當大的發(fā)展。如智利的圣地亞哥新地鐵線(xiàn)采用新奧法施工地鐵車(chē)站,車(chē)站位于城市道路下7～9m, 開(kāi)挖面積230m2,相當于17m(寬)×14m(高);我國自1987 年在北京地鐵首次采用新奧法施工復興門(mén)車(chē)站及折返線(xiàn)工程,車(chē)站跨度達26m。針對我國城市地下工程的特點(diǎn)和地質(zhì)條件, 新奧法經(jīng)過(guò)多年的完善與發(fā)展,又開(kāi)發(fā)了“淺埋暗挖法”這一新方法,與明挖法、盾構法相比較,由于它可以避免明挖法對地表的干擾性,而又較盾構法具有對地層較強的適應性和高度靈活性,因此目前廣泛應用于城市地鐵區間隧道、車(chē)站、地下過(guò)街道、地下停車(chē)場(chǎng)等工程,如根據新奧法的基本原理,采用“群洞”方案修建的廣州地鐵二號線(xiàn)越秀公園站及南京地鐵一期工程南京火車(chē)站站,斷面復雜多變的折返線(xiàn)工程、聯(lián)絡(luò )線(xiàn)工程也多采用新奧法。
在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法，尤其在施工場(chǎng)地受限制、地層條件復雜多變、地下工程結構形式復雜等情況下用新奧法施工尤為重要。
7、沉管法
沉管法是將隧道管段分段預制，分段兩端設臨時(shí)止水頭部，然后浮運至隧道軸線(xiàn)處，沉放在預先挖好的地槽內，完成管段間的水下連接，移去臨時(shí)止水頭部，回填基槽保護沉管，鋪設隧道內部設施，從而形成一個(gè)完整的水下通道。
沉管隧道對地基要求較低，特別適用于軟土地基、河床或海岸較淺，易于水上疏浚設施進(jìn)行基槽開(kāi)外的工程特點(diǎn)。由于其埋深小，包括連接段在內的隧道線(xiàn)路總長(cháng)較采用暗挖法和盾構法修建的隧道明顯縮短。沉管斷面形狀可圓可方，選擇靈活?；坶_(kāi)挖、管段預制、浮運沉放和內部鋪裝等各工序可平行作業(yè)，彼此干擾相對較少，并且管段預制質(zhì)量容易控制?；谏鲜龅膬?yōu)點(diǎn)，在大江、大河等寬闊水域下構筑隧道，沉管法稱(chēng)為最經(jīng)濟的水下穿越方案。
按照管身材料，沉管隧道可分為2類(lèi):鋼殼沉管隧道(有可分為單層鋼殼隧道和雙層鋼殼隧道)和鋼筋餛凝土沉管隧道。鋼殼沉管隧道在北美采用的較多，而鋼筋混凝土沉管隧道則在歐亞采用較多。
沉管隧道施工主要工序:管節預制→基槽開(kāi)挖→管段浮運和沉放→對接作業(yè)→內部裝飾。
工程實(shí)例:廣一州珠江隧道是我國第一條公路與地鐵合用的越江隧道，公路隧道全長(cháng)1 238.5 m。河中段隧道埋置在河床下.不影響水面通航，河中沉管段全長(cháng)457 m。該沉管為多孔矩形鋼筋混凝土結構，其中包括兩個(gè)雙車(chē)道機動(dòng)車(chē)孔、一個(gè)地鐵孔、一個(gè)電纜管廊。沉管斷面為典型矩形斷面，外形尺寸為33 mx7.956 m(寬x高)，底板厚1.2 m、頂板厚1.0 m，兩外側墻分別為0.7 m和0.55 m、最長(cháng)管節的混凝土量達12 000砰。管段的基底坐落在河床的風(fēng)化花崗巖層上。開(kāi)槽時(shí)采用了炸礁施工?；A處理采用灌砂法。
(四)混合法
可以根據地鐵隧道的實(shí)際情況，在地鐵隧道的施工過(guò)程中采用以上2種或2種以上的方法同時(shí)使用，稱(chēng)其為混合法。
工程實(shí)例:北京地鐵東四站位于朝陽(yáng)門(mén)內大街與東四南大街交叉日上，處于繁華的市中心，有多路公交車(chē)經(jīng)過(guò)。車(chē)站主體順東四南大街，呈南北走向，東四南大街規劃道路紅線(xiàn)寬70 m，現狀路寬為22 m，朝內大街已改造完，道路紅線(xiàn)寬60 m，兩方向客流均衡，交通十分繁忙;且遠期六號線(xiàn)順朝內大街，呈東西走向，在此站換乘。本車(chē)站兩端為明挖段，結構形式為3層三跨框架結構;中間為暗挖段，結構形式為單層三拱兩柱結構。車(chē)站總長(cháng)度197 m，暗挖段長(cháng)為96.80 m，明挖段長(cháng)為100. 20m。
爆破理論：
研究炸藥瞬間爆炸后產(chǎn)生的爆轟波與爆轟氣體傳播給周?chē)鷰r石的過(guò)程中，巖石（或介質(zhì)）的破壞、移動(dòng)和拋擲之規律的理論。由于爆破作用的高速、高壓及高溫、加之巖性多變，迄今研究這一過(guò)程尚無(wú)統一名稱(chēng)，因此有稱(chēng)爆破機理或爆破原理者。研究者各以載荷、力學(xué)過(guò)程、破壞形式為論點(diǎn)，已有近十種論點(diǎn)之多。具一定代表性的有：爆轟氣體膨脹壓力作用破壞論、應力波反射拉伸破壞論、沖擊波和爆轟氣體膨脹壓力共同作用破壞論等。
0532-66899218