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四、地下工程特殊施工技术

(一)地下工程施工中的几种特殊幵挖方法

1.气压室法

将整个开挖洞段密封起来，在进出口段做上气密室，由洞外进入气密室再进入洞内，须经过两层密封门，洞内气压大于外压或大气压1.2bar(巴)。用这个超压来减少渗入洞内的水，也用此压力来改善围岩自稳情况。当然，气压室法需额外的设备投资，而且施工的速度将降低，一般只是在不得已时采用，上海过江隧道即用此法。

2.冻结法

自从1883年德国工程师波兹舒(F.H.Poetsch)在德国首次应用冻结法开凿井筒，并取得专利以来，该项技术广泛应用于矿井建设、地下铁道和河底隧道等工程。在地下水特多，难以施工时，也有采用冷冻法，用液氮注人地层中，将隧道周围的土壤全部深度冻结起来。然后进行开挖。这个方法非常昂贵，非不得已，一般不采用。

3.分部开挖、分部支护法

在软弱地层中开挖较大的洞室，目前常用的办法是先开挖一小部分，然后用喷锚支护做全断面保护，再逐步扩挖，逐步支护。最常用的是双侧导坑法，即挖好一个侧导坑，支护好，再挖另一个侧导坑，也支护好。最后再挖掉中间遗留下来的土柱，并支护形成封闭结构。开挖后再在其中做钢筋混凝土二次衬砌。我国北京地铁王府井一东单区间折返线，就是采用类似的方法施工的。根据折返线断面类型、地面沉降控制分析及工期、造价比较、同时兼顾前后断面施工的衔接，选定了正台阶法、中隔壁法、“眼镜”法、中洞法等分部开挖、分部支护形式。

4.超前灌浆、超前锚杆法

在地下水很丰富的地方，如海底隧道、河底隧道，常采用超前灌浆法。即在开挖前事先在掌子面上钻孔深为二三十米的深孔，进行压力固结灌浆，使将要开挖洞段的岩缝尽量固结起来并减少漏水，然后开挖。挖到灌浆深度一半时，再做一圈深孔灌浆，如此不断循环，使开挖工作面始终在灌浆固结过的岩层中进行。

超前锚杆法也是常用的。在掌子面顶拱部位向前上方打入4?5m长的锚杆，锚杆后端出露较长，用喷混凝土或钢拱架支护好，然后向前开挖1?2m支护好，再打下一轮锚杆，再往前挖，如此循环下去，使开挖始终在顶部锚杆的保护下进行。

在软岩或地下水多的软岩中，锚杆可能强度不够，则可改为打入钢管。

(二)长距离顶管技术

地下管道的敷设一般采用开槽方法，这种方法施工时挖大量土方，占用大量临时场地，管道安装后需进行回填，而且施工时影响交通，影响环境。而采用顶管技术敷设管道，无须挖槽或在水下开挖土方，并可避免为疏干和固结土体而采用的降低地下水位等辅助措施，从而大大加快施工速度，降低造价，并能克服在穿越江河湖海等无法降水的特殊环境下施工的困难。

普通顶管施工是在一般条件下的顶进技术，在最佳施工条件下，一次顶进长度为100m左右，但在城市干管施工中，或管线需穿越大型建筑群或河道时，普通顶管法的一次顶进长度就不足以顶完全程，因此需要完善长距离顶管技术。

长距离顶管的施工程序是：先在管道的一端挖掘工作坑(井)，完成后在其内安装顶进设备，将管道顶入土层，边顶进边挖土，将管段逐节顶人土层内，直到顶至设计长度为止。

(三)气动夯管捶铺管施工

气动夯管锤是一种不需要阻力支座，利用动态的冲击能将空心的钢管推入地层的机械。它实质上是一个低频，大冲击功的气动冲击器，由压缩空气驱动，将所铺设的钢管沿设计路线夯入地层，实现非开挖铺设管线。施工时，夯管锤的冲击力直接作用在钢管的后端，通过钢管传递到前端的切削管靴上切削土体，并克服土层与管体之间的摩擦力，使钢管不断进入土层。随着钢管的前进被切削的土芯进人钢管内，在第一节钢管夯入地层后，后一节钢管与其焊接在一起，如此重复，直到夯入后一节钢管，待钢管全部夯到目标后，取下切削管靴，用压缩空气、高压水、螺旋钻、人工掏土等方式将管内土排出，钢管留在孔内，完成铺管作业。

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（责任编辑：zyc）

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