超浅埋矩形大断面四步暗挖施工方法技术领域
本发明涉及一种应用在城市中心区地下空间、地铁、隧道等施工中，超浅埋矩形大
断面四步暗挖施工方法。
背景技术
我国建成的城市中心区地下空间及铁路隧道主要采用全断面法、小导坑爆破法、
分部开挖法、半截面弧形导坑法等修建。复杂情况下的城市中心区地下空间及隧道施工建
设不是单一的施工方法能够完成的，而是几种方法的组合和变异。施工方法的选择不仅要
考虑工程地质条件、隧道的几何特性（高度、宽度、长度、纵坡和最小弯道半径）、施工条件、
地下水条件、岩层温度及支护要求、而且还要考虑工程费用是否最低、工期能否保证等。已
有技术中，有六部法、九部法、十一部法等。因分块较多，所需临时支撑较多，施工成本投入
较大，又因分块较多，造成各步序施工相互干扰较大，施工进度较慢。
另外，当前国内对于浅埋暗挖法来说，汽车行人等动荷载的作用程度及相邻结构
物的影响规律等方面的相关理论还非常欠缺，因此需要研制一种能够加快施工进度和节约
临时支撑成本投入的施工方法。
发明内容
本发明是为了避免六部法、九部法、十一部法等现有技术所存在的不足之处，提供
一种结构稳定、安全、效率高的超浅埋矩形大断面四步暗挖的施工方法，以加快施工进度和
节约临时支撑成本投入。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种超浅埋矩形大断面四步暗挖施工方法，其关键技术在于：在矩形大断面上，将全断
面划分为六块四步，按上下和左中右分区分为左上和右上区域①步、中上区域③步、左下区
域和右下区域②步、中下区域④步，分两层，采用台阶暗挖法施工，对于各步的施工按如下
步骤进行：
（一）首先对矩形大断面顶部及两侧进行长管棚超前支护；
（二）依次进行负一层左、右①步的开挖，施工①步两外侧墙初期支护、顶板初期支护及
临时上部中隔墙支护，施工①部初期支护面的防水层，浇筑①步主体结构底板、侧墙、立柱
以及顶板；
（三）待负一层①步全部贯通且主体结构强度达到100%后，开始进行负二层②步的施
工；所述②步的施工是依次进行左、右②步的开挖，施工②步两外侧墙初期支护及临时下部
中隔墙支护，施工②步初期支护面的防水层，浇筑②步主体结构底板、侧墙、立柱；
（四）待负二层②步全部贯通且主体结构强度达到100%后，开始进行负一层③步的施
工；所述③步的施工是进行③步的开挖，同步拆除临时上部中隔墙支护，依次进行③步防水
层施工，浇筑③步主体结构底板及顶板，负一层③步主体结构全部封闭成环；
（五）待负一层③步全部贯通且主体结构强度达到100%后，开始进行负二层④步的施
工；所述④步的施工是进行④步的开挖，同步拆除临时下部中隔墙支护，依次进行④步防水
层施工，浇筑④步主体结构底板，负二层④步主体结构全部封闭成环。
进一步的，在进行①步两外侧墙初期支护及临时上部中隔墙支护后对墙脚位置打
设上台阶锁角锚杆和下台阶锁角锚杆，②步两外侧墙初期支护及临时下部中隔墙支护后对
墙脚位置打设上台阶锁角锚杆。
进一步的，在所述①步主体结构底板、侧墙、立柱以及顶板，②步主体结构底板、侧
墙、立柱浇筑的同时做好施工缝预留钢筋及防水处理。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明开挖步骤少。将矩形大断面分为六个区域，各区域间可同步施工。
2、本发明临时支撑用量少，降低了工程成本。因将矩形大断面分为六个区域，减少
分块数量的同时减少了各区域之间的临时支撑数量，进而减少了临时支撑投入，降低了工
程成本。
3、本发明加快了施工进度。因划分部较少，且两块之间有同步施工，提高了工作效
率，加快了施工进度。
4、本发明结构稳定，安全可靠。各区域通过永久性支护和临时支护形成强有力的
支撑体系，并在墙脚位置打设锁脚锚杆，提高了结构的稳定性，保证了施工的安全。
本发明在山东省济南市益寿路人防工程矩形大断面超浅埋暗挖的施工中进行了
现场试验。山东省济南市益寿路人防工程埋深13.8m，覆土4.0m，正线主体开挖断面最大宽
度18.10m，高度11.15m，面积约201.8m2。由于采用矩形大断面超浅埋暗挖施工法方法恰当、
措施有力，安全可靠，开挖质量令人满意。施工后两个月，经测量，无地表沉降现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体
实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明方法实施过程中矩形大断面浅埋暗挖断面分部示意图。
图2是本发明方法实施过程中①步施工步序横断面示意图。
图3是本发明方法实施过程中②步施工步序横断面示意图。
图4是本发明方法实施过程中③步施工步序横断面示意图。
图5是本发明方法实施过程中④步施工步序横断面示意图。
图6是本发明方法实施过程中分层台阶法开挖竖向示意图。
其中：1为矩形大断面、2为超前支护、3为①步两外侧墙初期支护、4为②步两外侧
墙初期支护、5为①步顶板初期支护、6为临时上部中隔墙支护、7为临时下部中隔墙支护、8
为①步初期支护面的防水层、9为②步初期支护面的防水层、10为③步防水层、11为④步防
水层、12为①步主体结构底板、13为②步主体结构底板、14为筑③步主体结构底板、15为④
步主体结构底板、16为①步主体结构顶板、17为③步主体结构顶板、18为①步主体结构侧
墙、19为②步主体结构侧墙、20为①步主体结构立柱、21为②步主体结构立柱、22为上台阶
锁角锚杆、23为下台阶锁角锚杆；101为负一层、102为负二层、103为中板、104为底板、105为
掌子面、106为结构顶板、107为防水层、108为30cm厚喷锚+工字钢支护、109为50cm厚管棚支
护、110为原状土层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发
明进行清楚、完整的描述。
参见图1，本实施例是在矩形大断面上，将全断面划分为六块四步，六个矩形块分
为上下两层。按上下和左中右分区分为左上和右上区域①步、中上区域③步、左下区域和右
下区域②步、中下区域④步，左上和右上区域①步、中上区域③步位于负一层，左下区域和
右下区域②步、中下区域④步位于负二层。
首先对矩形大断面1顶部及两侧进行长管棚超前支护2，采用台阶法（图6所示）分
层、分部暗挖施工，负一层施工成后再施工负二层。出于安全考虑，开挖采用间隔开挖法，③
步和④步为中隔墙，先开挖①步，然后开挖②步，最后开挖中隔墙，具体施工步骤如下。
①步施工
图2所示，采用机械结合人工的方式对左、右①步断面进行开挖，开挖采用台阶法（图6
所示）施工，避免超挖，并严格控制开挖进尺。开挖后及时对两侧墙及顶板支护，如图所示的
①步两外侧墙初期支护3和①步顶板初期支护5及临时上部中隔墙支护6。
支护结构由型钢拱架、钢筋网、喷射混凝土组成。钢架与初喷混凝土之间紧贴，两
榀钢架间沿周边设双层Ф20纵向连接筋，环形间距为100cm，形成纵向连接体系，并在负一
层上台阶及下台阶支护结构每榀型钢架墙脚位置及时打设锁脚锚杆22、23。锚杆应与钢架
焊牢，然后挂设钢筋网片，钢筋网片采用15×15cmФ6.5规格，绑扎在钢架的设计位置，并与
钢架连接牢固，然后喷射混凝土，封闭成环。注意控制每循环开挖进尺。开挖完成后，待喷射
混凝土强度达到100%后开始对初期支护进行抹面处理，确保表面平顺，然后铺设①部初期
支护面的防水层8。防水层报验合格后，及时浇筑①步主体结构底板12、侧墙18、立柱20以及
顶板16，主体结构紧跟初期支护，确保一定安全距离。采用定型模板浇筑，确保板部混凝土
密实，并做好施工缝预留钢筋及防水处理。
②步施工
图3所示，②步施工的方法基本与①步相同。待①步全部贯通后且主体结构强度达到
100%后，开始开挖负二层左、右②步，采用台阶法（图6所示）开挖，每循环开挖后及时对两侧
墙支护，如图所示的②步两外侧墙初期支护4及临时下部中隔墙支护7，并对上台阶墙脚位
置打设锁脚锚杆22，注意控制每循环开挖进尺。对初期支护面进行抹面并进行施工②步初
期支护面的防水层9，浇筑②步主体结构底板13、侧墙19、立柱21，并做好施工缝预留钢筋及
防水处理。
③步施工
图4所示，待负二层②步全部贯通且主体结构强度达到100%后，开始开挖负一层③步，
采用台阶法（图6所示）开挖并将前期侧墙支护拆除，同步拆除临时上部中隔墙支护6，每循
环开挖后及时对顶板支护，注意控制每循环开挖进尺。对初支面进行抹面并依次进行③步
防水层10施工，浇筑③步主体结构底板14及顶板17，负一层③步主体结构全部封闭成环。
④步施工
图5所示，待③步全部贯通且主体结构强度达到100%后，开始开挖负一层④步，采用台
阶法（图6所示）开挖并将前期侧墙支护拆除，同步拆除临时下部中隔墙支护7，注意控制每
循环开挖进尺。④步开挖完成后，依次进行④步防水层11施工，浇筑④步主体结构底板15，
负二层④步主体结构全部封闭成环。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管
参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而
这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范
围。