城市地鐵施工概論演講.ppt

城市地鐵施工概論,前 言,軌道交通作為城市重大的公益性基礎(chǔ)設(shè)施工程，近年來正飛速發(fā)展。修建地鐵常用的淺埋暗挖技術(shù)、明挖、蓋挖及盾構(gòu)，均根據(jù)不同的地理環(huán)境和水文、地質(zhì)條件被普遍采用，并不斷取得技術(shù)進步。本文只是對這些工法作一次系統(tǒng)梳理，同時針對施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)的一些關(guān)鍵技術(shù)提出對策。,第一章 城市地下工程淺埋暗挖技術(shù) 一、概述 在城市軟弱圍巖地層中，在淺埋條件下修建地下工程，以改造地質(zhì)條件為前提，以控制地表沉降為重點，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護手段，遵循“新奧法”大部分原理，按照“十八字”原則（即管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測）進行隧道的設(shè)計和施工，謂之城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)。,“新奧法”的核心是以維護和利用圍巖的自承能力為基點，使圍巖成為支護體系的組成部分，支護在與圍巖共同變形中承受的是形變應(yīng)力，因此要求初期支護有一定柔度以利用和充分發(fā)揮圍巖的自承能力。而作用于淺埋隧道上的地層壓力是覆蓋層的全部或部分土柱重，其地層壓力和支護的剛?cè)岫汝P(guān)聯(lián)不大，從減少地表沉陷的城市要求角度出發(fā)，還要求初期支護有一定剛度。設(shè)計時并沒有充分考慮利用圍巖的自承能力。這正是淺埋暗挖技術(shù)與“新奧法”的不同點。 但是，淺埋暗挖技術(shù)仍然遵循了“新奧法”施工的大部分原則，如以錨噴作為初期支護手段；盡量減少圍巖擾動，要求周邊圓順避免棱角突變處應(yīng)力集中；初支與圍巖密貼；量測信息反饋指導設(shè)計施工等。,二、淺埋暗挖與“新奧法”（NATM）,三、淺埋暗挖技術(shù)的特點,淺埋暗挖技術(shù)從減少城市地表沉陷考慮，還必須輔之與其他配套技術(shù)，如地層加固、降水等。從工程條件出發(fā)，還必須熟悉在不同條件下的馬頭門開挖，斷面變化地高（諸如擴大爬高轉(zhuǎn)彎等）開挖，由明挖進入暗挖的破樁，分部開挖完成 自下而上的二次襯砌前的“托梁換柱”以實現(xiàn)“力的轉(zhuǎn)換”以確保安全等諸多關(guān)鍵技術(shù)。 淺埋暗挖的另一個特點是十分講究施工方法的選擇，尤其是地鐵車站多跨結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)。一個合理的機構(gòu)型式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用。,四、常用的單跨隧道淺埋暗挖方法,1.開挖方法選擇 根據(jù)開挖斷面大小，在一般條件下有如圖1所示的開挖方法。,2.施工順序 各種施工方法的施工順序如圖2所示,3.臺階法施工 臺階法是最基本、運用最廣泛的施工方法，而且是實現(xiàn)其它施工方法的重要手段。當開挖斷面較高時可進行多臺階施工，每層臺階的高度常用3.54.5m，或以人站立方便操作選擇臺階高度。臺階長度的選擇參見圖3示：,進行臺階開挖時的輔助施工方法 環(huán)狀開挖留核心土并設(shè)鎖腳錨管,下臺階除可一次開挖外，根據(jù)地質(zhì)條件又可分別選用圖5所示的開挖方法：,初次支護背后注漿,特殊不良地質(zhì)條件在上臺階的底部設(shè)臨時仰拱，或者在上臺階的拱頂下設(shè)臨時立柱，有利于減少圍巖的收斂和拱頂?shù)南鲁痢?4.CD法和CRD法（中隔墻法和交叉中隔墻法）,CD、CRD法施工效果對比,CRD工法施工實例,5.PBA法,6.雙側(cè)壁導坑法,雙側(cè)壁導坑法工程實例,五、單跨隧道分部開挖完成及進行二次襯砌應(yīng)遵循的原則,六、城市地鐵車站暗挖施工,1.側(cè)洞法,1、CRD法開挖左、右洞包括初支和施工支護；、柱底縱梁和鋼管柱；、左右洞底板； 、分邊墻和左、右洞樓板；、左、右洞其余邊墻和拱部； 6、中洞上臺階環(huán)形開挖；、中洞拱部；8、中洞樓板以上土方開挖；、中洞樓板；10、中洞其余部份開挖；、中洞底板。,2. PBA法,1、上下導坑錯開距離開挖（包括初支）；、孔樁開挖、底縱樁、中柱邊樁、頂縱梁；3、中洞上臺階開挖（包括初支）；4、左右洞上臺階開挖（包括初支）；、中洞拱部襯砌；、側(cè)洞拱部襯砌；7、樓板以上土體開挖；、樓板澆砼；9、剩余部分土體開挖；、底板及底部邊墻襯砌；、站臺板澆筑。,3.中洞法,1、用CRD法開挖中洞（包括初期支護和施工支護）；、中洞底板底縱梁；、鋼管柱、樓板；、柱頂縱梁和中洞拱部；5、用臺階法開挖左、右洞；、左右洞底板；、左右洞部分邊墻和樓板；、左右洞其余邊墻和拱部。,4.柱洞法,1、臺階法開挖柱洞（包括初期支護和施工支護）；、底縱梁、中柱、頂縱梁；3、中洞上臺階開挖；、中洞拱部；5、用臺階法開挖中洞樓板以上部分；、中洞樓板；7、中洞其它部分開挖；、中洞底板；9、臺階開挖左右洞；、左右洞底板；、左右洞部分邊墻和樓板；、左右洞其余邊墻和拱部。,5.分離島式車站施工方法,七、淺埋暗挖二十問,一問：“十八字方針”是什么？,二問：超前小導管注漿的作用是什么？,三問：關(guān)于地下水的問題，在地下工程施工中，“成也是水，敗也是水”的含義是什么？,四問：初支格柵節(jié)點螺栓，都能擰緊嗎？擰不緊怎么辦？,五問：上半斷面臺階有多長？何時封閉成環(huán)？,六問：工程周邊管網(wǎng)調(diào)查清楚了嗎？有何對策？,七問：天天都量測，然而你重視分析量測成果嗎？即時采取對策嗎？,八問：二次襯砌的保護層有何作用？迎水面的保護層也重要嗎？,九問：正臺階分層開挖，臺階有坡度嗎？,十問：初支背后和二襯背后都注漿嗎？何時注漿？注什么漿液？,十一問：二襯導墻是怎么回事？為什么要與仰拱同時澆注？,十二問：你在乎豎井周邊堆土的荷載和動載影響嗎？,十三問：開馬頭門有什么原則？,1、馬頭門加固環(huán) 2、超前管棚 3、上半斷面開挖 4、下半斷面開挖,十五問：掌子面都需要封閉嗎？,十四問：大斷面采用CRD或雙側(cè)壁導坑施工，完成初次支護后，是采用分部二襯還 是使用臺車進行全斷面襯砌？,十六問：為什么坍方、冒頂、流沙、涌水多出現(xiàn)在風道或出入口、人防段換乘通道地段？,十八問：雙連拱區(qū)間隧道如何施工？,十九問：如何實現(xiàn)暗挖隧道的機械化施工?,十七問：任何地質(zhì)條件都必須采用小導管超前予注漿嗎？,二十問：請談?wù)劙低谒淼赖耐L方式,第二章 地鐵車站蓋挖法逆作施工,一、概述 先施作車站周邊圍護樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱，然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁（圍護樁）、柱（鋼管柱或混凝土柱）之上，自上而下完成土方開挖和邊墻、中隔板及底板襯砌的施工方法，謂之蓋挖逆作法。,快速覆蓋，縮短中斷交通的時間； 自上而下由頂板、中隔板及水平支撐，剛度大，在一個相對安全環(huán)境里作業(yè)； 占地少，回填量?。豢煞謱邮┕?，也可分左右兩幅施工，交通道改靈活； 不受季節(jié)影響，無冬施要求，低噪音，少擾民； 設(shè)備簡單，不需大型設(shè)備，操作空間大，操作環(huán)境相對好。,二、蓋挖逆作法的施工特點 蓋挖逆作法是在明挖內(nèi)支撐基坑基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。施工過程中不需設(shè)置臨時支撐， 而是借助結(jié)構(gòu)頂板、中隔板自身的水平剛度和抗壓強度，實現(xiàn)對基坑圍護樁（墻）的支護作用。其工法特點是：,三、蓋挖逆作法的施工步驟： 簡言之，其施工步驟為：一柱、二蓋、三板、四墻、五底。,四、蓋挖逆作法的關(guān)鍵技術(shù),五、蓋挖逆作實施過程容易被忽略的幾個問題,第三章 地鐵明挖施工,一、概述 城市地鐵車站、區(qū)間及相關(guān)配套的風道、出入口、行車線等工程，只要條件許可，應(yīng)優(yōu)先考慮采用明挖施工。因為不論從施工的難易程度、工程造價、工期、風險等考慮，明挖法都有明顯優(yōu)勢。 明挖法是在以樁錨體系、樁撐體系及土釘墻作為圍護結(jié)構(gòu)，進行土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施作。其主體結(jié)構(gòu)多為兩層或多層框架式結(jié)構(gòu)型式。,.明挖車站框架式結(jié)構(gòu)圖,二、前期準備工作,三、圍護結(jié)構(gòu),（一）鉆孔灌注樁,1、鉆孔灌注樁施工流程,2、鉆孔常見故障,3、鉆孔樁水下混凝土