地下工程特殊开挖方法探究

摘要：伴随着国民经济的持续发展，我国各种大规模、高层次建筑工程不断的涌现了出来，与此同时地面可用空间不断缩小，使得如何合理、科学的利用现有的土地资源成为相关学者和业内人士研究的主要课题，更是保障经济持续、健康发展的重要课程。地下工程作为当前较为常见的建筑结构体系，如何进行开挖也深受业界人士的重视。本文就如何采用特殊开挖的方法进行进行简要的做了介绍，以供同行工作参考。

关键词：地下工程 施工方法 开挖措施我国近年来的地下工程发展尤为迅速，是世界上隧道和地下工程最多、最复杂乃至发展最快的国家之一。截至目前的工程项目中，基础设施建设中较多的都是在地下进行施工建设的，而且在现代化城市建设中将会有越来越多的地铁、市政工程涌现，一方面为国民经济发展带来了扎实的基础，也为社会发展提供了有效的基础前提；同时也造成了市政工程施工技术的复杂。介质目前，在地下工程施工中常见的开挖方法很多，具体地下工程建设项目中需要选择适合实际工作的开挖措施和方法。

一、地下工程概述

地下工程主要指的是那些深入地面以下的开发和利用空间资源的工程模式，也是工程建设中最为常见的土木工程一种。在施工的过程中其中包含了地下房屋、地下构筑物等建筑结构。目前我们最为常见的地下工程主要有公路隧道工程、地铁工程、地下商场、地下车库等。这些工程在目前的施工中是一项效益最好、工作作用最佳的一种。在目前的工程项目中，为了有效的保护地面上的生态环境，开发利用地下空间资源而营造新世纪的地下空间资源，在新的世纪，也就是二十一世纪建造更多的地下工程将会以满足人们生产生活需求为基础，也是以基础工程体系措施为综合要求的工作模式。

1、地下建筑

顾名思义，地下建筑也就是在地面以下的建筑结构和建筑物，如地下隧道、人防工程、油库等等。地下建筑在施工的过程中显著的区别于地下建筑特征，是一种显著不同体系的地下建筑特征。地下建筑是具备着良好的热稳定性、密封性的工作体系，也是以良好的抗灾和保护性能为基础环节的综合性建筑结构，在施工的时候具有着很好的社会效益和环境效益。但是在施工的时候也存在着种种问题和缺陷，地下工程在施工中施工较为困难、工期较长且投资较高，使用的时候必须要充分的考虑到用户心理需求，进而充分的发挥出应有功能和效益[1]。

2、施工特点

我国城市化建设进程的不断加快、进步以及人民物质生活水平的提高，各大城市发展中逐步出现了用房拥挤的情况，其地下工程来发趋势必然得到进一步加强和优化，成为城市发展的一个新亮点。自上个实际九十年代起，我国地下工程施工规模不断扩大、深入日益加深和建筑物等有设施距离的逐步推进，推动了深基坑工程的设计想更高水平，并达到国际领先水平。

二、地下工程特殊开挖方法

在目前的地下工程施工中，常见的特殊施工方法主要有冻结法、气压法等。

1、冻结法

冻结法是利用人工制冷技术，将待施工的地下工程周围一定范围内的含税不稳定的岩层进行冻结，使之姓曾封闭的冻结壁，隔绝地下水联系，改变岩土的性质，增加其强度和稳定性，保证地下工程施工安全的一项特殊的施工方法。随着当前社会发展过程中，冻结法被广泛的应用在当前特殊底层的凿井，基坑合格挡土墙的加固技术，盾构隧道盾进出洞周围的土地加固，地铁。公路隧道联络通道及其泵站施工、两端隧道地下对接是土体加固和特殊段工程事故的处理或者请修复等方面[2]。

1.1 冻结法原理

冻结法是利用传统的氨压缩循环制冷技术来完成的，是为了形成冻结壁，首先在精通周围由地面向地层钻进一圈冻结孔，孔内安装冻结器。冻结站制出的低温盐水在冻结期内循环流动，吸收周围地层的热量，形成冻土圆柱。冻土圆柱随着时间的推移不断的扩大，形成了封闭的冻结壁，直至达到蛇酒的厚度和强度为止。通常把这个期间称之为积极冻结期，而将掘进是维护冻结壁厚度期间称之为消极冻结期，吸收了底层热量的盐水，在盐水箱内将热量传递给蒸发器中的液氨。是液氨变为饱和的蒸汽，再被研所急研所成水，传递给冷凝器冷却。降低热和压缩机做工产生的热量传递给冷却水，最后这些热量传递给大气。

1.2 冻结法特点

作为开挖地下工程的临时支护方法，冻结法施工具体有以下优点：

1）冻结法施工的使用范围很广泛，人工冻结法可冻结含水量大于10%的任何不稳定土层和含水岩层。冻结壁可进入基岩不渗透水层，冻结法适用于复杂的地形条件，几乎不受地基土的地质条件限制。可以在施工的过程中形成任意深度，任意形状的冻土比，可以成为某些工程中的唯一可用的辅助方法。

2）冻结法施工的隔水性能好，冻土比本身就是地下水控制系统，交圈以后冻结壁连续性好，强度高，因而隔水性能非常好。

1.3 冻结法施工

冻结法施工方案选择应该结合当前实际情况进行分析，隧道在所穿过的岩层和土层的工程地质与水文特点进行分析，依据冻结的深度和冷冻设备的分析和控制手段进行综合的考虑，确定其在施工过程中的最佳技术经济效果为出发点，选择技术先进，经济合理的冻结方案。冻结站的主要设备有氨压缩机，冷凝器、蒸发器。辅助设备有氨油分离器、储氨器、集油器、调节阀、液氨分离器和除尘器。

2、气压室法

气压室法是将整个开挖洞段密封起来，在进出口段布置气密式，由洞外进入气密式在进入洞内，序进过两层密封门，洞内气压大于外压或者大气压。用超压来减少深入洞内的谁，也用此压力来干烧围岩自稳的情况。，当然，气压迷失发需要额外的设备投资，而且施工的速度将降低，一般只是在不得已时采用。

3、分布开挖、分布支护法

在软弱地层中开挖较大的洞室，目前常用的方法是先开挖一小部分，然后用喷锚支护做全断面保护，在逐步的扩挖，逐步支护。最常用的是双侧导坑法，即是挖好一个侧导坑，支护好，再挖另外一个测到坑，也支护好，最后再挖掉中间遗留下来的土柱，并支护形成密封比结构，开挖后再由在其中做钢筋混凝土二次衬砌。

三、结束语

近年来，随着地下空间应用的不断增加和应用措施的不断提高，在其应用和发展的过程中施工手段和施工方式也在日益的提高和变化。随着地下空间发展中，地下建筑的质量要求和施工措施的不断完善，对地下建筑施工的方法也在日益提高。使得对工程特殊开挖法的方法进行探讨成为当前社会发展的重点。

参考文献

[1] 冯洋，张志增，胡江春. 地下厂房洞室群岩体蠕变特性分析[J]. 中原工学院学报. 2011（03）

[2] 梁波，洪开荣，梁庆国. 城市地下工程施工技术在我国的现状、分类和发展[J]. 现代隧道技术. 2008（S1）