隧道及地下工程施工方法

施工方法的選擇，應以地質、地形及環境條件以及埋置深度為主要依據，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，修築襯砌之後再回填，這就是明挖法。當埋深超過一定限度後，明挖法不再適用，而要改用暗挖法，即不挖開地面，採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受工程地質和水文地質條件的影響較大；②工作條件差、工作面少而狹窄、工作環境差；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採用礦山開拓巷道的方法，故稱為礦山法，此法應用範圍很廣。19世紀，為修築水底隧道，創制了盾構，經100多年的改進，盾構法成為在鬆軟地層中常用的方法之一。為避免在水下施工，19世紀末又出現了沉管法，此法主要工序在地面上進行，優點顯著，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，用千斤頂將預製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）修築地下建築，具有佔地面積小、挖土量少、施工方便、對周圍設施影響較小等優點。近年來，已發展成一種在軟土地層中修築地下工業建築物的方法。城市中用明挖法施工，打設板樁時會產生很大噪聲和振動，因此發明了減輕公害的地下連續牆法。它用專門機械開挖深槽，應用觸變泥漿護壁，然後在槽中灌築水下混凝土，以形成地下連續牆來擋土，或作為地下結構的一部分。此法的優點是產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。隨着機械製造及冶煉技術的進步，20世紀50年代製造出用硬合金刀具直接破巖的隧洞掘進機，實現了開挖工作的綜合機械化，因此獲得一定程度的推廣。隨着巖體力學的發展，在結合現場經驗的基礎上，20世紀中葉創造了新奧法。此法的主旨是儘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佈，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。施工方法的發展，除了科技人員對於地下工程受周圍介質的複雜影響逐漸加深認識以外，還有賴於系列化、自動化施工機械的研製和新材料的創造，使在開挖、運輸和襯砌等作業中能綜合運用，並形成新的施工方法，以縮短施工期限和保證工程質量。 ^[1]