浅谈浅埋暗挖法设计与施工
肖广智 2005.03
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提纲
• 浅埋暗挖法的历史 • 浅埋、超浅埋、深埋的确定 • 浅埋暗挖法的机理 • 浅埋暗挖法的支护及衬砌 • 浅埋暗挖法的施工工法 • 对浅埋暗挖法设计施工中几个问题的认识与建
议 • 附：断面结构型式
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1.浅埋暗挖法的历史
1．1 浅埋暗挖法概念的提出
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2 深埋、浅埋、超浅埋的判定
目前深埋、浅埋、超浅埋的提法很多，但都不太确切，有必要进
行区分，二种埋置深度隧道的设计和施工方法都有区别。通常深埋隧 道荷载按塌落拱计算,可按新奥法原则设计,可利用围岩自身承载力,主要 问题是隧道本身的施工安全；浅埋隧道按松散荷载计算,超浅埋隧道则 按全土柱加地面动、静换算荷载计算,主要问题是控制地层位移,环境保 护。目前，根据工程类比、参照国内外工程实践和理论计算，进行了 一系列现场试验、模型试验和有限元电算分析，并对全国己运营隧道 衬砌裂缝 100多公里隧道进行了调查，结合围岩测定和坍方的调查资料
第三纪菱铁矿砂 层和泥灰岩、遇 水时其塑性和粘 土一致
粘土及砂等
Байду номын сангаас
埋深
11-13 m
8-26 m
约15 m
冲、洪积 粘土
5-15 m
第三纪流砂层、 粘土层和砂卵 石层、地下水 位在拱顶附近
8-20 m
断面 形式
(m)
圆形直径 6.68m
最大跨度11.5最 大高度7.5
最大跨度6.8 最大高度5.8
最大跨度11.4 最大高度8.6
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1．2 浅埋暗挖法的应用及发展情况
国外在70年代初开始将新奥法应用于浅埋地层的研究，到 70年代末80年代初已基本形成一套完整技术并应用于城市地 铁、市政工程等。目前，德国、日本、美国、法国、意大利、 韩国、香港等国家和地区都有NATM法成功应用的实例。日 本的城市地铁多修建在浅埋软弱地层中，过去大多采用明挖 法施工，自1976年采用新奥法技术以后，就逐渐地把山岭隧 道使用的新奥法技术转移到了城市地铁中来，目前用新奥法 技术修建的城市地下工程越来越多，如粟山、大贯、第一原、 旭丘、北四番丁等城市隧道和横滨市地铁区间及地铁车站等。 德国是当今地下工程中应用新奥法技术最多的国家，他们不 仅在地铁区间隧道应用，而且还在多层多线路大断面地铁车 站中广泛应用，如慕尼黑、法兰克福、埃森、波鸿、纽伦堡 地铁车站等，其施工技术已发展到了较高水平。
喷 厚 20cm ， 钢 支撑钢筋砼内 衬厚40cm
长度
420 m
60 m 精选ppt 1240 m
770 m
70-80 m
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我国于70年代末80年代初开始将新奥法应用于地下工程施 工，并于80年代中后期开始系统研究新奥法在浅埋软弱地层 中的应用，1984年首先在大秦线军都山隧道进口黄土段研究 实验成功，之后又成功地运用在北京地铁复兴门车站折返线 工程，并首先在地铁复-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、电力隧道、长 安街地下过街通道、深圳地上过街通道等地下工程中推广应 用，经过多年的不断总结、完善，这一方法已在城市地铁、 市政、电力隧道、城市地下过街通道、地下停车场等工程中 推广应用，并已形成一套完整的配套技术。并形成各地域各 城市的特色如南京地铁软流塑地层暗挖施工工法，广州地铁 含水砂层暗挖施工工法等。以北京地铁工程为实例形成的 “隧道与地铁浅埋暗挖工法”已被建设部批准为国家级工法。
• 浅埋暗挖法的概念：新奥法（New Austrian Tunnelling MethodNATM）是六十年代奥地利专家L.V.Rab -cewiz总结前人在隧道工 程中累积的经验后所提出来的一套隧道设计、施工新技术，它的 核心是利用围岩支护隧道使围岩本身形成支承环。中国工程师在 新奥法的基础上，结合中国国情，创立了浅埋暗挖法，它的特点 是沿用新奥法原理分析体系，建立量测信息反馈设计和施工，同 时采取超前支护和改良地层，注浆加固等配套技术来完成隧道的 设计与施工。
最大跨度8.5断 面约60m2
施工 方法
全断面台阶法施 工，使用反铲挖 掘机
双侧导坑法，使 用掘进机及反铲 挖掘机和地面井 点降水
上下台阶分部 开挖，两台掘 进机，弃渣用 泵输送至洞外
超前侧壁导坑 及分部开挖法， 人工开挖环形 部分反铲开挖 核心土
侧壁导坑法， 使用掘进机及 反铲挖掘机， 必要时拱部插 板支护。
主要支 护形式
锚杆长3-4m，钢 筋 网 喷 厚 1518cm ， 钢 拱 架 TH-48 ， 钢 筋 砼 内 衬 厚 15-18cm 。
锚 杆 长 3.5-5m， 喷厚25cm，钢支 撑 TH-21 或 网 构 拱 TH-21 ， 钢 筋 砼内衬厚40cm
钢支撑加背板， 钢筋砼内衬厚 50cm
锚 杆 长 4m ， 喷 厚 20cm ， 钢 支 撑 H-200 ， 衬砌60cm
进行分析，现提出深埋、浅埋、超浅埋隧道分界深度的建议值。 2.1.对己建成隧道裂缝的调查分析
隧道衬砌裂缝约有2/3发生在浅埋段，裂缝发生的规律是:拱腰多、 拱顶少；衬砌与地层不密贴多、密贴地层少；无防水隔离层多、有防 水隔离层少；先拱后墙法施工多、先墙后拱法施工少；全断面一次模 筑衬砌多、全断面间隙灌注少；养护不好多、养护适当少；刚性大衬 砌厚多、刚性柔衬砌薄少；按矿山法施工多、按新奥法施工少；小断 面开挖施工多、大断面、全断面开挖施土少。从以上规律看出裂缝的
• 浅埋暗挖法名称的确定：北京地铁首次采用浅埋暗挖法设计，建 成了复兴门车站折返线工程。由于取得了很大的经济效益和社会 效益，于1987年8月25日由北京市科委、铁道部科技司共同组织了 国家级成果鉴定，与会专家和各级领导对该法进行了认真的讨论， 最后否定了“软弱地层新奥法”、“中国特色新奥法”、“北京 地铁浅埋暗挖法”等名称，确定采用“浅埋暗挖法”这个名称。 它更能反映该方法的特点，说明该方法不仅可在北京地层中应用， 而且也可以在全国类似的各种地下工程中应用。
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国籍
工程 名称
施工 年代
联邦德国
法兰克福地铁25 号工区
联邦德国
幕尼黑地铁 9号区段
法国
日本
奥地利
里尔地铁一号 线4工区
北陆高速公路 泊隧道
维也那地铁U61工区
1969-71年
1975-78年
1985年
1983-85年
1983 -85年
地质及水文 地质条件
粘土层、石灰岩 和含水砂层、无 水