探讨城市地下岩土工程的开挖技术

   摘要：城市地下岩土工程是岩土工程的一部分，是城市可持续发展，特别是我国大城市
可持续发展所面临的诸多问题之一，更是摆在岩石力学工作者面前的新课题和新任务。

 

　　关键词：岩土工程；开挖技术；可持续发展；

 

　　

1.城市地下岩土工程的特点 

　　地下岩土工程是一个具有悠久历史的领域。可以说自有人类以来就有岩土工程，特别是
进入工业社会以后岩土工程处处存在，但是城市岩土工程，除了传统的地面房层工程外，
地下岩土工程却是随着现代城市的兴起而发展的。经过最近几十年的实践，无论从设计、施
工、设备和工艺，还是理论、技术和经验，都已达到相当高的水平，特别是深埋地下岩石工
程，更是达到了较成熟的程度。

 

　　但是，城市地下岩土工程却具有与一般岩土工程不同的特点，主要是：多数埋深较浅。
地面建筑、交通设施密集，地下管线多，开挖造成的影响大，地质条件复杂，多以土体为主，
常有膨胀土、沙层、地下水，尤其是沿海沿江城市，淤土、软土的开挖难度更大。因此，城市
地下岩土工程存在许多需要解决的特殊问题。主要是：

 

　　

(1)浅埋、超浅埋暗挖施工技术。 

　　

(2)复杂、恶劣环境下的开挖技术。 

　　

(3)大断面隧道开挖、支护技术。 

　　

(4)开挖影响控制技术。 

　　

2.城市地下岩土工程的开挖技术及其适应条件 

　　我国城市地下工程建设起步较晚，随着人防、地铁、地下商场、仓库、影剧院等大量工程
的建设，特别是近年来的工程实践，城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。我国城
市地下隧道及井孔工程先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法、沉管法、冻结法及注浆法
等，这些技术有的已达到国际先进水平。

 

　　

2.1 明挖法 

　　明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作
为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。

 

　　明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。
其中边坡支护是确保安全施工的关键技术。主要有：

(1)放坡开挖技术;(2)型钢支护技术; (3)

连续墙支护技术

; (4)混凝土灌注桩支护技术 ;(5)土钉墙支护技术;(6)锚杆(索)支护技术;(7)混

凝土和钢结构支撑支护方法。

 

　　

2.2 暗挖法 

　　适用于城市中不能采用明挖法施工的地方，亦适用于松散层及含水松散层地层。

 

　　一般应按照

“新奥法”原理设计和施工，采用较强的初期支护，先注浆后开挖的方法。施

工原则是：

“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”。一般用 30～50mm 钢管超前

棚顶导管，然后注入水泥或化学浆，形成

“结石体”，以增强围岩自稳能力。每次开挖进尺

0.75m 左右，先进行环状开挖，留核心土，预喷 5～8cm 混凝土，架拱架和钢筋网，再喷
25～30cm 混凝土，形成初期支护，做防水层后再做二次衬砌。 
　　暗挖法有单拱单跨和多拱多跨暗挖施工技术。北京地铁西单车站为多拱多跨。也有三连
拱、四连拱、五连拱地铁车站、公路隧道和地下商场。北京天外天地下商场为五连拱结构。还有
平直墙暗挖施工技术。国际上传统的暗挖法其顶部都是拱形结构，我国创造出平顶直墙超浅
埋暗挖施工技术，如北京长安街过街道。

 

　　在岩石中进行暗挖施工时，一般采用钻爆法。为了保护围岩的自承能力，普遍采用光面