学文网摘要：现代道路工程施工中，有新奥法、矿山法及明挖法等施工工艺和办法，应对不同地质情况和自然环境则运用不同的施工技术手段。其中明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计高程后，自基底右下向上顺序施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。在实际的公路隧道施工中，明洞和棚洞都是采用明挖法施工的，本文现以明洞的施工方法为例，就应用明挖法施工工艺做浅要分析。
关键词：明挖法 基坑 隧道 施工
明挖法的一般程序是：从地表向下开挖基坑至设计标高，然后自下向上构筑防水设施和主体结构，最后回填回复路面。根据基坑是否设置维护结构，将明挖法基坑分为放坡开挖基坑和有维护结构基坑两类。明洞的施工方法，有先墙后拱法、先拱后墙法和拱墙交替法三种。
一、先墙后拱法
根据围岩条件，其开挖方法有路堑式开挖法、拱部明挖边墙拉槽（或挖井）法和侧壁导坑先做内墙法，他们分别适用于不同的情况。
1、在施工过程中，临时开挖的边坡能保持稳定时，宜采用路堑方法开挖，即明挖至基底高程，按涉及要求先做好边墙后，安设拱架，修建拱圈。
2、在土质松软或岩石破碎的地层中施工，如临时边坡不大，开挖后又能保持稳定时，则可采用拱部明挖边墙拉槽的方法开挖，即开挖到拱脚后，从边墙顶到基础底挖成直立的基槽或竖井来修建边墙，待拱圈完成后，再挖洞内全部土石方。
3、在隧道的一侧覆盖层较薄，土质松散，侧压力较大，则宜采用侧壁导坑先做内墙的方法，即先开挖衬砌内边墙，为避免导洞过高，可分为两次进行，然后明挖衬砌外边墙，最后修建拱圈。
4、施工中应做好排水措施，其目的是力求使地表水和地下水不流入基坑中，以保持坑壁的稳定和创造良好的施工条件。在基坑开挖之前，必须在其周围开挖排水沟拦截地表水。在含水地层中施工时，根据水文地质条件，可选用井点降水、钢板桩围堰或冻结法等施工防排水方法。
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。适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡，必要时采用水泥粘土护坡。
（2）型钢支护技术。一般使用单排工字钢或钢板桩，基坑较深时可采用双排桩，由拉杆或连梁连结共同受力，也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构。
（3）连续墙支护技术。一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。
（4）混凝土灌注桩。用压力喷***喷涂灌筑细石混凝土的施工法。常用于灌筑隧道内衬、墙壁、天棚等薄壁结构或其他结构的衬里以及钢结构的保护层。喷射混凝土有干拌法和湿拌法两种。支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。
（5）土钉墙支护技术。在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管，外注水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。
（6）锚杆（索）支护技术。在孔内放入钢筋或钢索后注浆，达到强度后与桩墙进行拉锚，并加预应力锚固后共同受力，适用于高边坡及受载大的场所。
（7）混凝土和钢结构支撑支护方法。依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系，与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系，承受侧向土压力，内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。
二、先拱后墙法
先拱后墙法实际上仍是属于上述路堑式的明洞施工方法，因边坡稳定性差，但拱脚地层又有一定的承载能力，即可采用先拱后墙法施工，即将拱部明挖后，随之衬砌好拱圈，然后挖出洞内土石方修建边墙，但应分段并左右交错地进行边墙的衬砌，以策安全。
施工时，须开挖上下两个导坑，开挖上部断面时的大量石碴，可通过上下导坑之间的一系列漏碴孔装车后从下导坑运出，既提高出碴效率，又减少施工干扰。当隧道长度较短、岩层又干燥时，可只设上导坑。
在此种场合，开挖时可将临时支撑和拱架都支承于坑道中间未被开挖的大块核心地层上，为避免运输和施工的干扰，可先将上半断面完全修筑完毕，然后再进行下半断面的施工。本法适用于松软岩层，但其抗压强度应能承受拱座处较高的支承应力；也适用于坚硬岩层中跨度或高度较大的洞室施工，以简化修筑顶拱时的拱架和灌筑混凝土作业。
三、拱墙交替法
若隧道所在位置原地面坡度很陡，一侧处悬空状态，因而地形限制不能先砌拱圈，或地层松散，先做拱圈可能产生较大沉陷时，则以采用攻强交替法进行施工。即先将悬空面的边墙做好，然后明挖修建拱圈，最后再修建另一侧的边墙。
明洞顶部的填土厚度，应跟实际确定，为防护一般的落石、崩坍危害时，填土的厚度不宜小于2.0m，当保护洞口的自然环境，则应按山坡的自然坡度填土。立交明洞上的填土高度，则应符合管理、铁路、沟渠及其他人工构造物的表高、自然环境以及美化要求和明洞的结构设计等综合考虑，合理确定。
在明洞施工过程中，要注意做好明洞的拱背和墙背的回填工作，拱脚处应用贫混凝土。边墙背后超挖部分，宜用片石混凝土或M7.5砂浆浆砌片石紧密回填。
四、基坑支护
1、放坡开挖。
放坡开挖的特点是最经济，条件满足时宜优先采用。适用于硬质、可塑性粘土和良好砂性土，场地足够放坡，有时对坡面采取措施，边坡高度一般3～6m，否则分段开挖，计算验算边坡稳定等。
2、挡土支护开挖。
（1）水泥土墙支护。
水泥土搅拌桩是一种具有一定刚性的脆性材料所构成，抗压强度远大于抗拉强度。一般采用水泥土搅拌桩作围护结构以“重力式”挡墙为宜。特点是适宜于软土地基，如淤泥，淤泥质土等。同时具有挡土和隔水帷幕作用，无需支撑和拉锚，施工简单，无排污，噪声和振动小等优点。墙厚则造价较贵，工期较长。 广泛应用于5～7m的深基坑围护结构中。
（2）排桩、地下连续墙。
特点是排桩支护适用于开挖深度在6～10m，不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护。排桩支护可以采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩预制钢筋混凝土板桩或钢板桩。地下连续墙是用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。其整体性、刚度和防水抗渗性能好，但造价昂贵，工期长。适用与10m以上开挖深度的基坑，可结合内支撑（混凝土支撑或钢支撑）或锚杆。否则，需要采取超前支护等措施。
五、结束语
当前我国一些地区道路建设显得较为滞后，无法跟上时代的步伐，随着我国经济建设的飞速发展，道路工程成为我国建设发展经济的重要组成部分。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。■
转载请注明出处学文网 » 道路工程中明挖法施工工艺浅析