明挖法在城市地下综合管廊工程中的应用和优势

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：明挖法按开挖方式分为放坡明挖和不放坡明挖两种。放坡明挖法主要适用于埋深较浅、地下水位较低的城郊地段，边坡通常进行护面防护、锚喷支护或土钉墙支护。由于经济性和施工便捷性等明显优势的存在，总体而言，明挖法在地下综合管廊工程建设中仍是主要施工方法。

1.工法基本概念

明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下而上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法施工基于“纵向分段、竖向分层、左右对称、先支后挖”的施工原则，从地面向下分层、分段依次开挖，直至达到结构要求的尺寸和高程，然后在基坑中进行主体结构施工和防水作业，最后回填恢复地面。

明挖法按开挖方式分为放坡明挖和不放坡明挖两种。放坡明挖法主要适用于埋深较浅、地下水位较低的城郊地段，边坡通常进行护面防护、锚喷支护或土钉墙支护。为了防止坍塌，保证施工安全，将基坑边壁开挖成斜坡，以保证土坡的稳定，工程上称为放坡开挖。不放坡明挖是指在围护结构内开挖，主要适用于场地有限及地下水较丰富的软弱围岩地区，围护结构形式主要有地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩、SMW工法桩、工字钢桩和钢板桩围堰等。利用挖掘机、重型自卸汽车在围护支撑结构体系内进行分层，分段土方开挖，其间穿插网喷支护，钢支撑围檩的架设等以确保基坑处于安全受控状态。

2.工法特点及适用性

明挖法具有便于设计、施工简单、施工难度小、工期短、快捷经济、容易保证质量、容易保证安全等优点，因此，在地面交通和环境条件允许的地方，尤其在地面建筑少、拆迁少、地表干扰小的地区修建浅埋地下工程通常采用明挖法。

当然，明挖法也存在一些缺点，该施工工法占地多、拆迁量大，影响交通，噪声污染严重，且随着浅埋暗挖法施工技术的成熟和盾构法的引进，明挖法在地下工程修建中应用也会逐渐减少。

目前在国内外地下工程修建中，明挖法主要应用于大型浅埋地下建筑物的修建和郊区地下建筑的修建，而且逐渐演化成盖挖和明暗挖结合的施工方法。由于经济性和施工便捷性等明显优势的存在，总体而言，明挖法在地下综合管廊工程建设中仍是主要施工方法。

3.工艺流程及关键技术

放坡明挖法基本施工工艺流程：从开挖点起分段开挖第一层土，至地面下2～3米处→在两侧边坡处留设短台阶，施作土钉墙→从开挖起点分段进行中间拉槽开挖，开挖至放坡中间平台高程→在两侧边坡处留设短台阶，施作土钉墙→循环以上步骤开挖至基底→基底以上30厘米标高人工检底→现浇钢筋混凝土综合管廊。

有围护结构明挖法基本施工工艺流程：围护结构施工→从两端起分段开挖，至第一道支撑下1.0米设计高程→从两端起分段进行中间拉槽开挖，至第二道钢支撑下1.0米设计高程，紧跟其后施作第一道钢支撑→向开挖起点分段开挖第二层两侧土方，紧跟其后施作第二层钢围檩→从两端起分段进行中间拉槽开挖，至第三道钢支撑下1.0米设计高程，紧跟其后施作第二道钢支撑→循环上述步骤分段开挖至基底以上30厘米人工检底→现浇钢筋混凝土综合管廊。

井点降水：为了及时疏导晾干基坑开挖范围内土层的地下水，修建降水井进行降水处理，使土层获得压缩凝结，从而提高土层的水平抗力，防止开挖面的土体隆起。在基坑开挖施工时做到及时降低连续墙内基坑中的地下水位，保证基坑的开挖施工顺利进行。

基坑支护：根据场地条件和基坑开挖深度，结合地质情况综合选择支护形式，常见的基坑支护形式主要有：排桩支护、桩撑、桩锚、排桩悬臂、地下连续墙支护、地下连续墙+支撑、型钢桩横挡板支护、钢板桩支护、土钉墙、原状土放坡、简单水平支撑、钢筋混凝土排桩等。基坑开挖较浅时可采用木板支撑或工字钢支撑，场地条件允许情况下一般选择放坡开挖，场地受限不能放坡时采用排桩+内支撑形式，排桩可采用型钢桩或钢筋混凝土桩，如果是淤泥地质或砂层，且地下水丰富，可采用地下连续墙+内支撑形式。

基坑施工安全监测：为了保证基坑安全施工，实时监控基坑周围设施的变形和位移，应制订科学合理的监测方案。依据设计要求和施工要求，总体设置监测内容包括：维护结构位移监测、维护墙顶沉降与位移监测、支撑轴力监测、土体侧向变形、坑底土体隆沉监测（选测）、坑外地下水位（潜水）变化监测、地表沉降监测、建（构）筑物沉降、倾斜监测、围护结构内力监测、管线沉降及位移。可以应用云工程平台，实时记录监测数据，并处理为变化曲线，用于分析、警报和施工管理，确保基坑的开挖全过程处于安全监控状态。

明挖法在城市地下综合管廊工程中的应用和优势

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