Cut-and-cover is a simple method of construction for shallow tunnels where a trench is excavated and roofed over with an overhead support system strong enough to carry the load of what is to be built above the tunnel. Two basic forms of cut-and-cover tunnelling are available:constructed in it. The tunnel may be of in situ concrete, precast concrete, precast arches, or corrugated steel arches; in early days brickwork was used. The trench is then carefully back-filled and the surface is reinstated.

Cut-and-cover construction of theParis Métro in France

CONSTRUCTION SEQUENCE OF CUT AND COVER .

       CUT AND COVER

TYPE• Conventional Method• In the conventional method, excavating a trench in the ground and then backfilling and restoring the original 

roadway or ground is the process used to construct a tunnel.[2] A support system of some sort is also necessary to carry the load of the material used to cover over the tunnel such as shotcrete. 

• Bottom-up Method• In the cut-and-cover bottom-up or caisson wall method, a drilling rig is used to install caisson walls down to the 

existing bedrock. Once the caisson walls are in place, soil between the walls is excavated to a depth below the tunnel floor. The tunnel floor, a slab, is poured, followed by the sidewalls of the tunnel from the bottom-up. After the walls of the tunnel are completed, the roof is constructed and the roadway or ground on top of the tunnel restored.  Materials used to provide the structure and support in the construction of the tunnel may include concrete, pre-cast concrete, pre-cast arches, or corrugated steel arches.

• Top-down Method• In the cut-and-cover top-down or diaphragm wall method, the opposite process takes place in constructing the 

tunnel. A trencher or trench cutter is typically used to dig a trench out of the the ground first before concrete walls are built. This processes consists of using a slurry mixture to build a slurry wall. The slurry wall provides temporary support to the sides of the trench before concrete is poured for a permanent wall structure. Once the concrete walls of the tunnel are completed, the roof of the tunnel is constructed and the surface roadway restored.Excavation of the tunnel is then carried out through openings in the tunnel roof top-down to the tunnel floor. The tunnel floor slab is the last part of construction to be completed.[4]

• Cast-in-place Method• Another type of cut-and-cover tunneling is called cast-in-place. In this method, a trench is excavated with forms 

being built directly inside the trench. Concrete is then poured or cast into the concrete. After the concrete cures the forms are removed. The trench is then backfilled and the roadway reinstated. A shoring system is supports the sides of the excavation to prevent the shifting of soil.[5]

BOTTOM UP CONSTRUCTION• Under this method, after the construction of pile and diaphragm wall, slurry pile or sheet pile surrounding the 

construction works, the contractor will conduct open-cut excavation to certain depth and then proceed installation of the strutting system (Bracsing System) to support the basement walls during excavation and construction of the basement. Depending on the depth of foundation mat, structure design may require one or more different layers of struts to ensure sufficient resistance against pressure of  soil + ground water outside the project impact on the basement walls.

• After installation of strutting system is completed and ground is excavated to bottom level of foundation, the contractor will construct foundation,basement, superstructure of  the building upward from the bottom in accordance with normal procedures.

• Strutting system can be used as hard core for structural beams / floor of the basement or will be removed after the basement floor shall afford all the pressure exerted on the basement walls.

•  Conventionally buildings with underground basements are built by bottom-up method where sub-structure and super-structure floors are constructed sequentially from the bottom of the sub-structure or lowest level of basement to the top of the super-structure .  Though this conventional method is simple in both design and construction  , it is not feasible for the gigantic projects with limited construction time and or with site constraints. 

Construction of basement using traditional bottom-up arrangement

TOP DOWN TECHNIQUE• Top-down method: Side support walls and capping beams are constructed from ground level by such methods as 

slurry walling or contiguous bored piling. Then a shallow excavation allows making the tunnel roof of precast beams or in situ concrete. The surface is then reinstated except for access openings. This allows early reinstatement of roadways, services and other surface features. Excavation then takes place under the permanent tunnel roof, and the base slab is constructed.

• Top-down construction method as the name implies is a construction method which builds the permanent structure members of the basement along with the excavation from the top to the bottom . Top-down method is mainly used for two types of urban structures , tall buildings with deep basements and underground structures such as car parks , underpasses and subway stations . In this case the basement floors are constructed as the excavation progresses. The top-down method has been used for deep excavation projects where tieback installation was not feasible and soil movements had to be minimized. Top-down construction method  which provides the significant  saving of the overall construction time has been adopted for some major projects where time factor is of primary importance . The sequence construction begins with retaining wall installation and then load-bearing elements that will carry the future super structure . The  basement columns (typically steel beams ) are constructed before any excavation takes place  and rest on the load bearing  elements . These load bearing elements are typically concrete barrettes constructed under slurry .

• PROCEDURE• The typical construction procedure of top down construction is as follows• ·         Construct the retaining wall.• ·         Construct piles. Place the steel columns or stanchions where the piles are 

constructed.• ·         Proceed to the first stage of excavation.• ·         Cast the floor slab of first basement level• ·         Begin to construct the superstructure• ·         Proceed to the second stage of excavation; cast the floor slab of the second 

basement level.• ·         Repeat the same procedure till the desired depth is reached• ·         Construct the foundation slab and ground beams, etc. Complete the 

basement• ·         Keep constructing the superstructure till it gets finished.

INSTALLATION OF RETAINING WALL

The underground retaining wall which is usually a diaphragm wall, is installed before excavation commences.

Excavation and installation of steel strut

The soil is excavated just below roof slab level of the underground structure. Struts are installed to support the retaining walls, which in turn support the soil at the sides

Construction of underground structure

The roof slab is constructed, with access openings provided on the slab for works to proceed downwards. 

• Construction of underground structure

The next level of slab is constructed, and  this process progresses downwards till the base slab is completed

Construction of underground structure

The side walls are constructed upwards, followed by removal of the intermediate struts. The access openings on the roof  slab are then sealed.

After the underground structure is completed, the soil is backfilled to the top strut level before the strut is removed. This is followed by completely backfilling the top of the underground structure and  finally reinstating the surface areas.

Backfilling and reinstatement

BORE AND DRILL