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淺埋暗挖法
圖片來自wnszpx

浅埋暗挖法是一种建设隧道的施工方法。这种工法主要应用于地铁等城市中的隧道建设。该方法由新奥法改进而来,相对于传统的新奥法更加强调较早、较强的支护,以尽可能减少施工带来的地面沉降,克服了新奥法不适用于埋深较浅(小于3-5倍洞径)的隧道的问题。其工艺要求被总结为“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤量测”[1][2]

浅埋暗挖法既可以建设简单的隧道,也可建设较为复杂的多层、多跨地铁车站。建设时依照开挖顺序的不同,又可细分为不同的工法,如主要用于隧道施工的台阶法、交叉中隔壁法(CRD法),和主要用于地铁车站施工的洞桩法(PBA法)、中洞法等。

浅埋暗挖法是由铁道部隧道工程局王梦恕(后来当选中国工程院院士)在1980年代至1990年代初主持研究的,是王梦恕的主要工程成就之一[3]。该方法最早在大秦铁路军都山隧道进行了100米长度的试验,并在进口段700米浅埋黄土隧道上应用。此后的1986年,该方法在北京地铁复兴门折返线工程中应用,并被正式定名为“浅埋暗挖法”[4];1988年至1992年又成功地使用浅埋暗挖法建设了北京西单地铁车站。该方法的成功,使得在北京市中心不进行大规模开挖的条件下修建地铁成为可能。[5]

基本原理

浅埋暗挖法沿用新奥法 (New Austrian Tunneling Method)基本原理,初次支护按承担全部基本荷载设计,二次模筑衬砌作为安全储备;初次支护和二次衬砌共同承担特殊荷载。应用浅埋暗挖法设计、施工时,同时采用多种辅助工法,超前支护,改善加固围岩,调动部分围岩的自承能力;并采用不同的开挖方法及时支护、封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系;在施工过程中应用监控量测、信息反馈和优化设计,实现不塌方、少沉降、安全施工等,并形成多种综合配套技术。

浅埋暗挖法施工的地下洞室具有埋深浅(最小覆跨比可达0.2)、地层岩性差(通常为第四纪软弱地层)、存在地下水(需降低地下水位)、周围环境复杂(邻近既有建、构筑物)等特点。

由于造价低、拆迁少、灵活多变、无须太多专用设备及不干扰地面交通和周围环境等特点,浅埋暗挖法在全国类似地层和各种地下工程中得到广泛应用。在北京地铁复西区间、西单车站、国家计委地下停车场、首钢地下运输廊道、城市地下热力、电力管道、长安街地下过街通道及地铁复—八线中推广应用,在深圳地下过街通道及广州地铁一号线等地下工程中推广应用,并已形成了一套完整的综合配套技术。

同时,经过许多工程的成功实施,其应用范围进一步扩大,由只适用于第四纪地层、无水、地面无建筑物等简单条件,拓广到非第四纪地层、超浅埋(埋深已缩小到0.8m)、大跨度、上软下硬、高水位等复杂地层及环境条件下的地下工程中去。

信息化技术的实施,实现了浅埋暗挖技术的全过程控制,有效地减小了由于地层损失而引起的地表移动变形等环境问题。不但使施工对周边环境的影响降低到最低程度,由于及时调整、优化支护参数,提高了施工质量和速度,使浅埋暗挖法特点得到更进一步的发挥,为城市地下工程设计、施工提供了一种非常好的方法,具有重大的社会效益和环境效益,该方法在总体上达到国际领先水平。

浅埋暗挖法

浅埋暗挖法是在距离地表较近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的一种方法。继1984年王梦恕院士在军都山隧道黄土段试验成功的基础上,又于1986年在具有开拓性、风险性、复杂性的北京复兴门地铁折返线工程中应用,在拆迁少、不扰民、不破坏环境下获得成功。同时,结合中国特点及水文地质系统,创造了小导管超前支护技术、8字型网构钢拱架设计、制造技术、正台阶环形开挖留核心土施工技术和变位进行反分析计算的方法,提出了“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测” 18字方针,突出时空效应对防塌的重要作用,提出在软弱地层快速施工的理念。由此形成了浅埋暗挖法,创立了适用于软弱地层的地下工程设计、施工方法。

參考文獻

  1. 王梦恕, 罗琼. 北京地铁浅埋暗挖法施工——复兴门折返线工程. 铁道工程学报. 1988, (4): 107–117. 
  2. 张荣义. 浅埋暗挖施工技术. 隧道建设. 1991, (1): 1–6. 
  3. 王梦恕. 中国工程院. [2018-09-25]. 
  4. 刘昌用, 王文录, 张荣义. 北京地下铁道复兴门折反线浅埋暗挖法施工. 隧道建设. 1987, (2): 5–16. 
  5. 浅埋暗挖法. 中华人民共和国科技部. 2000-12-26 [2018-09-25].