基本介紹
概述,特點,施工方法,
概述
隧道及地下建築工程施工時，須先開挖出相應的空間，然後在其中修築襯砌。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
特點
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，此法套用範圍很廣。
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，套用日益廣泛。
在敷設管道或設定地道時，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，具有占地面積小、挖土量少、施工方便、對周圍設施影響較小等優點。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，套用觸變泥漿護壁，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。隨著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岩的隧洞掘進機，實現了開挖工作的綜合機械化，因此獲得一定程度的推廣。
隨著岩體力學的發展,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岩的自承能力,用噴錨支護控制圍岩的變形及應力重分布,使達到新的平衡。這樣就把支護和圍岩組成一整體結構，而其中的主要承載部分是圍岩。此法是在軟弱圍岩中施工的有效方法。
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。
施工方法
（一）全斷面開挖法
1．全斷面開挖法適用於土質穩定、斷面較小的隧道施工，適宜人工開挖或小型機械作業。
2．全斷面開挖法採取自上而下一次開挖成形，沿著輪廓開挖，按施工方案一次進尺並及時進行初期支護。
3．全斷面開挖法的優點是可以減少開挖對圍岩的擾動次數，有利於圍岩天然承載拱的形成，工序簡便；缺點是對地質條件要求嚴格，圍岩必須有足夠的自穩能力。
（二）台階開挖法
1．台階開挖法適用於土質較好的隧道施工，軟弱圍岩、第四紀沉積地層隧道。
2．台階開挖法將結構斷面分成兩個以上部分，即分成上下兩個工作面或幾個工作面，分步開挖。根據地層條件和機械配套情況，台階法又可分為正台階法和中隔壁台階法等。正台階法能較早使支護閉合，有利於控制其結構變形及由此引起的地面沉降。
3．台階開挖法優點是具有足夠的作業空間和較快的施工速度，靈活多變，適用性強。
（三）環形開挖預留核心土法
1．環形開挖預留核心土法適用於一般土質或易坍塌的軟弱圍岩、斷面較大的隧道施工。
2．一般情況下，將斷面分成環形拱部、上部核心土、下部台階等三部分。根據斷面的大小，環形拱部又可分成幾塊交替開挖。環形開挖進尺為0.5～1,Om．不宜過長。台階長度一般以控制在1D內（D-般指隧道跨度）為宣。
3．施工作業流程：用人工或單臂掘進機開挖環形拱部一架立鋼支撐，噴混凝土。在拱部初次支護保護下，為加快進度，宜採用挖掘機或單臂掘進機開挖核心土和下台階，隨時接長鋼支撐和噴混凝土、封底。視初次支護的變形情況或施工步序，安排施工二次襯砌作業。
（四）單側壁導坑法
l_單側壁導坑法適用於斷面跨度大，地表沉陷難於控制的軟弱鬆散圍岩中隧道施工。
2．單側壁導坑法是將斷面橫向分成3塊或4塊：側壁導坑(1)、上台階(2)、下台階(3)，側壁導坑尺寸應本著充分利用台階的支撐作用，並考慮機械設備和施工條件而定。
3．一般情況下側壁導坑寬度不宜超過0.5倍洞寬，高度以到起拱線為宜，這樣導坑可分二次開挖和支護，不需要架設工作平台，人工架立鋼支撐也較方便。
（五）雙側壁導坑法
1．雙側壁導坑法又稱眼鏡工法。當隧道跨度很大，地表沉陷要求嚴格，圍岩條件特別差，單側壁導坑法難以控制圍岩變形時，可採用雙側壁導坑法。
2．雙側壁導坑法一般是將斷面分成四塊：左、右側壁導坑、上部核心土(2)、下台階(3)。導坑尺寸擬定的原則同前，但寬度不宜超過斷面最大跨度的三分之一。左、右側導坑錯開的距離，應根據開挖一側導坑所引起的圍岩應力重分布的影響不致波及另一側已成導坑的原則確定。
3．施工順序：開挖一側導坑，並及時地將其初次支護閉合。相隔適當距離後開挖另一側導坑，並建造初次支護。開挖上部核心土，建造拱部初次支護，拱腳支承在兩側壁導坑的初次支護上。開挖下台階，建造底部的初次支護，使初次支護全斷面閉合。拆除導坑臨空部分的初次支護。施作內層襯砌。
（六）中隔壁法和交叉中隔壁法
1．中隔壁法也稱CD工法，主要適用於地層較差和不穩定岩體、且地面沉降要求嚴格的地下工程施工。
2．當CD工法不能滿足要求時，可在CD工法基礎上加設臨時仰拱，即所謂的交叉中隔壁法(CRD工法)。
3．CD工法和CRD工法在大跨度隧道中套用普遍，在施工中應嚴格遵守正台階法的施工要點，尤其要考慮時空效應，每一步開挖必須快速，必須及時步步成環，工作面留核心土或用噴混凝土封閉，消除由於工作面應力鬆弛而增大沉降值的現象。
（七）中洞法、側洞法、柱洞法、洞樁法
當地層條件差、斷面特大時，一般設計成多跨結構，跨與跨之間有梁、柱連線，一般採用中洞法、側洞法、柱洞法及洞樁法等施工，其核心思想是變大斷面為中小斷面，提高施工安全度。
1．中洞法施工就是先開挖中間部分（中洞），在中洞內施作梁、柱結構，然後再開挖兩側部分（側洞），並逐漸將側洞頂部荷載通過中洞初期支護轉移到梁、柱結構上。由於中洞的跨度較大，施工中一般採用CD、CRD或雙側壁導航法進行施工。中洞法施工工序複雜，但兩側洞對稱施工，比較容易解決側壓力從中洞初期支護轉移到樑柱上時的不平衡側壓力問題，施工引起的地面沉降較易控制。中洞法的特點是初期支護自上而下，每一步封閉成環，環環相扣，二次襯砌自下而上施工，施工質量容易得到保證。
2．側洞法施工就是先開挖兩側部分（側洞），在側洞內做梁、柱結構，然後再開挖中間部分（中洞），並逐漸將中洞頂部荷載通過初期支護轉移到梁、柱上，這種施工方法在處理中洞頂部荷載轉移時，相對於中洞法要困難一些。兩側洞施工時，中洞上方土體經受多次擾動，形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土體，該土體直接壓在中洞上，中洞施工若不夠謹慎就可能發生坍塌。
