⑶ 超短台阶法
这种方法也是分成上下两部分，但上台阶仅超前 3~5m，只能采用交替作业。
暗挖法：新奥法施工
● 适用条件:超短台阶法适用于膨胀性围岩和土质围岩，要 求及早闭合断面的场合。当然，也适用于机械化程度不高 的各类围岩地段。 ● 优点： 超短台阶法初期支护全断面闭合时间更短，更 有利于控制围岩变形。在城市隧道施工中，能更有效地控 制地表沉陷。 ● 缺点:上下断面相距较近，机械设备集中，作业时相互 干扰较大，生产效率较低，施工速度较慢。
基坑支护结构--支挡结构
喷射混凝土
基坑支护结构--支撑结构
钢筋混凝土撑
基坑支护结构--支撑结构
钢管撑
基坑支护结构--支撑结构
预应力锚杆
止水帷幕
止水帷幕断面图
水泥搅拌桩
明挖法：复合土钉墙支护技术
概念：所谓复合土钉墙是将土钉墙和一种或几种单项支护 技术或截水技术有机组合的复合支护体系。 特点：轻型、机动灵活，适用范围广，支护能力强，可超 前支护，并兼具支护和截水功能。 构成：土钉、微型桩（直径小于400mm）、预应力锚杆、 截水帷幕、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。 适用范围： 1）、开完深度不超过15m的各类基坑； 2）淤泥质土、人工填土、砂性土、粉土、粘性土等； 3）多领域基坑和边坡工程。
● 下部边墙开挖后必须立即喷射混凝土，并按规定做初期支护。
● 量测工作必须及时，以观察拱顶、拱脚和边墙中部位移值，当发 现速率增大，应立即进行底（仰）拱封闭，或缩短进尺，加强支护， 分割掌子面等。
暗挖法：新奥法施工
3、分部开挖法:分部开挖法可分为三种变化方案：台 阶分部开挖法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法
伴随科学技术的发展而利用地下空间：如地下水力发电站,
地下工厂、地下核能发电设施等。
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
大规模国土的有效利用：如城市间、国家间的交通设施等；
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
防御和减少灾害的地下设施：如人防工程、各种储备设施、防 御洪水灾害的地下坝,地下河、防灾型城市的构思等。
地下空间施工新技术
山东建筑大学土木工程学院 孔军
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
为人类生存，确保安全为目的的：如粮食的地下仓库、
地下式住宅等
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
伴随城市的现代化发展而利用地下空间：如城市有轨交通 系统、电力、瓦斯管道，地下商业街，地下停车场等。
地下空间的利用形态--地下空间的利用形态
暗挖法：新奥法施工
● 适用条件 这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。 ● 优点： 与超短台阶法相比，台阶长度可以加长，减少上下台 阶施工干扰；而与下述的侧壁导坑法相比，施工机械化 程度较高，施工速度可加快。
暗挖法：新奥法施工
● 台阶分部开挖时应注意下列问题：
虽然核心土增强了开挖面的稳定，但开挖中围岩要 经受多次扰动，而且断面分块多，支护结构形成全断 面封闭的时间长，这些都有可能使围岩变形增大。因 此，它常要结合辅助施工措施对开挖工作面及其前方 岩体进行预支护或预加固。
170 170
250
150
50
250
250 250
450
300
基坑事故事例
地下连续墙围护结构的垮塌
基坑事故事例
广州海珠城广场基坑事故
基坑事故事例
深圳加福大厦基坑事故
基坑支护结构--支挡结构
灌注桩
基坑支护结构--支挡结构
钢板桩
基坑支护结构--支挡结构
地下连续墙
基坑支护结构--支挡结构
土钉墙
进入和往来的限制
能源上的限制 建设费用高
常用的施工方法
1、明挖：明挖法是先从地表向下开挖基坑，直至设计标高，再在开挖
好的预定位臵灌注地下结构，最后在修建好的地下结构周围 及其上部回填，并恢复原来地面的一种地下工程施工方法。
常用的施工方法
2、暗挖
常用的施工方法
3、托换
插筋φ 14@400,梅花形布置
暗挖法：新奥法施工
暗挖法：新奥法施工
⑴ 长台阶法 这种方法是将断面分成上半断面和下半断面两部分进 行开挖，上、下断面相距较远，一段上台阶超前50m以 上或大于5倍洞跨。
暗挖法：新奥法施工
适用条件： 相对于全断面法来说，长台阶法一次开挖的断面和高度 都比较小，只需配备中型钻孔台车即可施工，对维持开挖
地下工程利用的例子
陕西农家窑洞
地下工程利用的例子
北京地铁王府井车站
地下工程利用的例子
坎铁路松南隧道
地下工程利用的例子
厦门仙岳山市政隧道
地下工程的空间特性
一、构造特性 空间性 密闭性 隔离性 耐压性 耐寒性 抗震性 二、物理特性 隔热性 恒温性 恒湿性 遮光性 难透性 隔音性
1600
明挖法：复合土钉墙支护技术
明挖法：复合土钉墙支护技术
整体稳定性验算：
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙抗倾覆、抗滑移稳定验算：
土钉墙抗倾覆、抗滑移 稳定与重力式挡墙抗倾覆、 抗滑移稳定类似，但墙体的 宽度和高度由土钉的分布决 定，一般是根据最下一道土 钉来确定，将土钉的末端作 为墙体的一个角点从而确定 了墙体的宽度和高度。
2 3
2 3
暗挖法：新奥法施工
● 适用条件 当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别 差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁 导坑法。现场实测表明，双侧壁导坑法所引起的地表沉
陷难于控制的软弱松散围岩中。
暗挖法：新奥法施工
⑶ 双侧壁导坑法
这种方法又称眼镜工法，一般是将断面分成四块：左、右侧壁导 坑(1)、上部核心土(2)、下台阶(3)。导坑尺寸拟定的原则同前，但 宽度不宜超过断面最大跨度的1/3。左、右侧导坑错开的距离，应 根据开挖一侧导坑所引起的围岩应力重分布的影响不致波及另一侧 已成导坑的原则确定。
地下空间的优缺点
地下空间的优点:
视觉的限定 开放的地表面空间 有效的利用土地 有效地往来和输送方式 地中的季节适度的差异 自然灾害的防护 市民防卫 安全
环境和利益
噪声和振动的隔离
能源利用的节省和气候的控制 减轻维修管理
地下空间的优缺点
地下空间的缺点：
获得眺望和自然采光的机会有限
暗挖法：新奥法施工
⑴ 台阶分部开挖法(弧形导坑法):
又称环形开挖留核心土法，一般将断面分成为环形拱部(图中的1、2、 3)、上部核心土(4)、下部台阶(5)等三部分。根据断面的大小，环形 拱部又可分成几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5-1.0m，不宜过长。 上部核心土和下台阶的距离，一般为1倍洞跨。
土钉墙的施工—注浆
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—挂钢筋网
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工—喷射混凝土
暗挖法：新奥法施工
1963年，由奥地利学者L〃腊布兹维奇教授命名为“新奥 地利隧道施工法（New Astria Tunnelling Method）”， 简称“新奥法（NATM）”正式出台。它是以控制爆破 或机械开挖为主要掘进手段。 以锚杆、喷射混凝土为主要支护方法，通过监测控制围 岩的变形，动态修正设计参数和变动施工方法的一种隧 道施工方法，同时它又是一系列指导隧道设计和施工的 原则。其核心内容就是充分发挥围岩的自承能力。
土钉自身抗拉强度
Tg f y d 2 / 4 n
g
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--成孔
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--锚杆制作
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--土钉杆体制作
明挖法：复合土钉墙支护技术
土钉墙的施工--下土钉杆体
明挖法：复合土钉墙支护技术
暗挖法：新奥法施工
⑵ 单侧壁导坑法
这种方法一般是将断面分成三块：侧壁导坑(1)、上台阶(2)、 下台阶(3)。侧壁导坑尺寸应本着充分利用台阶的支撑作用，并 考虑机械设备和施工条件而定。一般侧壁导坑宽度不宜超过0.5 倍洞宽，高度以到起拱线为宜。
2 2 3 3
暗挖法：新奥法施工
● 适用条件 单侧壁导坑法是将断面横向分成3块或4块，每步开 挖的宽度较小，而且封闭型的导坑初期支护承载能力 大，所以，单侧壁导坑法适用于断面跨度大，地表沉
暗挖法：新奥法施工
● 超短台阶法施工时应注意以下问题： 在软弱围岩中施工时，应特别注意开挖工作面的
稳定性，必要时可采用辅助施工措施，如向围岩中注浆 或打入超前水平小钢管，对开挖面进行预加固或预支护。
暗挖法：新奥法施工
⑷ 台阶法施工中，开挖下半断面时要求做到以下几点：
● 下半断面的开挖（又称落底）应在上半断面初期支护基本稳定后 进行，或采用其它有效措施确保初期支护体系的稳定性；采用单侧落 底或双侧交错落底，避免上部初期支护两侧同时悬空；
明挖法：复合土钉墙支护技术
桩身承载力计算：
明挖法：复合土钉墙支护技术
影响水泥土力学性质的因素： 1）固化剂和外加剂； 2）水泥的掺合量： 掺合比 3）龄期：以90天龄期的强度为标 准。 4）土的含水量； 5）土质的影响； 6）有机质的含量和沙粒的含量， 7）搅拌的方法和时间
止水帷幕断面图
防水帷幕：水泥搅拌桩
暗挖法：新奥法施工
⑵ 全断面开挖的优点
● 工序少，相互干扰少，便于组织施工和管理； ● 工作空间大，便于大型机械化施工 ； ● 施工进度高，目前，我国公路隧道一般都能保持月 进成洞平均150m左右，高者已接近300m／月。 ● 施工环境较好
暗挖法：新奥法施工
⑶ 采用全断面法应注意下列问题：
●摸清开挖面前方的地质情况，随时准备好应急措施 （包括改变施工方法等），以确保施工安全； ● 各种施工机械设备务求配套，以充分发挥机械设 备的效率； ● 加强各项辅助作业，尤其加强施工通风，保证工 作面有足够新鲜空气； ● 加强对施工人员的技术培训， 增强施工人员对新 奥法的理解