明挖法是指挖地面,从上到下挖土石方到设计标高后,从基础从下到上顺利施工,完成隧道主体结构,最后回填坑或恢复地面施工方法。为了防止边坡稳定,明挖法主要采用放坡和悬臂支撑的方式进行挖掘。
一、开坡挖掘
隧道深度浅,施工对周围环境影响小,基坑挖掘只能靠适当坡度的边坡保持土体稳定,可采用放坡挖掘。该方法挖掘方量大,但机械化程度高,施工速度快,质量也容易保证。受地下水影响的工程可采用井点降水法提高边坡稳定性,改善坑内施工环境。
开坡挖掘是明挖法施工的优先方案。
二、悬臂支护开挖法
基坑的悬臂支护开挖法是将基坑围护结构插入基坑底部以下,然后直接开挖基坑内土体。结构处于悬臂状态,靠本身刚度和插入开挖面下的深度来平衡外侧土压力,开挖到设计标高后,再进行主体结构施工。基坑内无支撑,基础开挖和主体结构施工机械化容易,工程质量也容易保证。缺点是围护结构复杂,成本和施工难度增加。
这种方法有时也用于支撑挖洞的上部。
2、盖子挖掘法
盖子挖掘法是先盖子再挖掘,即用临时路面和结构顶板保持地面畅通后再向下施工。早期的盖子挖掘法是在支撑坑的钢桩上架设钢梁,铺设临时路面维持地面交通。挖到坑底后,浇筑底板,挖到浇筑顶板的盖子。之后,用盖子挖反作用法。用刚度更大的围护结构代替钢桩,用结构顶板作为路面系统和支撑,结构施工顺序从上到下挖土后,浇筑侧墙地板完成到底板。还采用盖子挖半反作用法,施工程序如下:围护结构-顶板-挖土到坑底-底板及其侧壁-中板及其侧壁。
盖挖掘法施工的优点是结构水平位移小的结构板作为基坑挖掘的支撑,缩短了节约临时支撑的占有时间,减少对地面的干扰的外部气候的影响很小。其缺点是出土不方便的板壁柱施工接头多,需要防水处理的效果低,速度慢的结构框架形成前,中间柱能够支撑的上部负荷有限。
3、浅埋暗挖法
浅埋暗挖法本质上是针对弱地层的特点,继承和发展岩石隧道新奥法(natm)的基本原理,强调地层改良、时空效应和快速施工等理念。其方法的实质内涵可由、18、字原则来阐明,即、“管超前”、“严注浆”、“短开挖”、“强支护”、“快封闭”和“勤量测”。
浅埋暗挖法是在开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩,充分调动围岩的自承能力,开挖后即时支护,封闭成环,使其与围岩共同作用形成联合支护体系,有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。
4、盾构法
盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设有支撑和挖掘土体的装置,钢筒的中段设有必要的千斤顶的钢筒的尾部可以组装预制或浇筑隧道的衬托环。盾构每次推进一环距离,都要在盾构的支护下组装(或现浇),在衬构周围的空隙中注入水泥砂浆,防止隧道和地面下沉。盾构推进的反力由衬圈承担。盾构施工前建立纵井,在纵井设置盾构,盾构挖出的土体从纵井通道送出地面。
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