城市軌道交通蓋挖法施工技術(shù)培訓(xùn)

第十章蓋挖法施工技術(shù)10.1概述

在隧道施工中，明挖法具有施工簡(jiǎn)單、快捷、經(jīng)濟(jì)、安全的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是對(duì)周圍環(huán)境的影響較大。而暗挖法工期長(zhǎng)。因此常用的方式是半明挖法。較常見(jiàn)的半明挖法是蓋挖法。蓋挖法是由地面向下開(kāi)挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進(jìn)行施工。主體結(jié)構(gòu)可以順作，也可以逆作。最早運(yùn)用蓋挖法的工程是20世紀(jì)60年代西班牙馬德里的隧道，后來(lái)在很多國(guó)家隧道建設(shè)中得到應(yīng)用，其在國(guó)外已經(jīng)是成熟的技術(shù)，但我國(guó)的發(fā)展應(yīng)用比較晚。10.2蓋挖法特點(diǎn)及施工類型優(yōu)點(diǎn)①結(jié)構(gòu)的水平位移小，安全系數(shù)高②對(duì)地面影響小，可以最低程度影響交通，對(duì)居民生活影響小③施工受外界氣候影響小缺點(diǎn)①由于豎向出口少，需水平運(yùn)輸，后期開(kāi)挖出土不方便②作業(yè)空間小，施工速度較明挖法慢，工期長(zhǎng)③和基坑開(kāi)挖、支擋開(kāi)挖相比費(fèi)用較高◆蓋挖法的主要特點(diǎn)：

◆蓋挖法施工類型蓋挖法有逆作和順作兩種施工方法。兩種蓋挖法的不同點(diǎn)如下：⑴施工順序不同順作法是在擋土墻施工完畢后，對(duì)擋土墻進(jìn)行必要的支撐，再著手開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高，并開(kāi)始澆筑基礎(chǔ)底板，接著依次由下而上，一邊澆筑地下結(jié)構(gòu)本體，一邊拆除臨時(shí)支撐；而逆作法是由上而下的進(jìn)行施工的。⑵所采用的支撐不同在順作法中常見(jiàn)的支撐有鋼管支撐、鋼筋混凝土支撐、型鋼支撐以及土錨桿等；而逆作法中建筑物本體的梁和板也就是逆作結(jié)構(gòu)本身就可以作為支撐順作法中的支撐10.3蓋挖順作法

蓋挖順作法是在現(xiàn)有的道路上，按所需的寬度，由地表面完成擋土墻結(jié)構(gòu)后，以定型的預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)覆蓋結(jié)構(gòu)置于擋土結(jié)構(gòu)上維持交通，往下反復(fù)進(jìn)行開(kāi)挖和架設(shè)橫撐，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。依序由下而上建筑主體結(jié)構(gòu)和防水措施，回填土并恢復(fù)管線路。最后依據(jù)需要擋土結(jié)構(gòu)的外露部分及恢復(fù)交通。蓋挖順作法中的擋土結(jié)構(gòu)是非常重要的，要求具有較高的強(qiáng)度、剛度和較高的止水性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、地下水位高低、開(kāi)挖深度及周圍建筑的臨近程度，擋土墻結(jié)構(gòu)可選擇鋼筋混凝土鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻。剛度大、變形小、防水性好的地下連續(xù)墻是飽和軟弱地層的首選。開(kāi)挖的寬度很大時(shí)，為了防止橫撐失穩(wěn)，控制橫撐的自由長(zhǎng)度，并承受橫撐傾斜時(shí)產(chǎn)生的垂直分力以及行駛于覆蓋結(jié)構(gòu)上的車輛荷載和掛于覆蓋結(jié)構(gòu)下的管線重量，在建造擋土結(jié)構(gòu)的同時(shí)建造中間樁柱以支承橫撐。中間樁一般為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，在主體結(jié)構(gòu)完成時(shí)將其拆除。為了增加中間樁的的承載力或減少其入土深度，可以采用底部擴(kuò)孔樁或擠擴(kuò)樁。定型的預(yù)制覆蓋結(jié)構(gòu)一般由型鋼縱、橫梁和鋼－混凝土復(fù)合路面板組成。為了便于安裝拆卸，路面板上均有吊裝孔。

蓋挖逆作法多用在深層開(kāi)挖、軟弱地層開(kāi)挖、靠近建筑物施工等情況下。該法在地下建筑結(jié)構(gòu)施工時(shí)以結(jié)構(gòu)本身既做擋土墻又作內(nèi)支撐，不架設(shè)臨時(shí)支撐。施工順序和順作法相反，從上往下依次開(kāi)挖和構(gòu)筑結(jié)構(gòu)本體。10.4蓋挖逆作法10.4.1概要逆作法全逆作法半逆作法所謂全逆作法就是從地面開(kāi)始，地上和地下同時(shí)進(jìn)行立體交叉施工的方法；

半逆作法是將地下結(jié)構(gòu)自地面往下逐層施工，地面以上結(jié)構(gòu)在地下結(jié)構(gòu)完成后在進(jìn)行施工。

優(yōu)點(diǎn)①結(jié)構(gòu)本身用來(lái)作為支撐，具有相當(dāng)高的剛度，使擋墻的應(yīng)力、變形減小、提高了工程的安全性，能有效控制周圍土體的變形和地表的沉降，減小了對(duì)周邊環(huán)境的影響。②適用于任何不規(guī)則形狀的平面或大平面的地下工程。③可以早期展開(kāi)地上結(jié)構(gòu)的施工。同時(shí)進(jìn)行進(jìn)行地上和地下結(jié)構(gòu)的施工，縮短了工程的施工總工期。④不必另外架設(shè)開(kāi)挖工作平臺(tái)，大大削減支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少費(fèi)用。⑤由于開(kāi)挖和施工的交錯(cuò)進(jìn)行，逆作結(jié)構(gòu)的自身荷載由立柱直接承擔(dān)并傳遞給地基，減少了大開(kāi)挖的時(shí)卸載對(duì)持力層的影響，減小了基坑內(nèi)地基回彈量。10.4.2逆作法的特點(diǎn)缺點(diǎn)①設(shè)置的中間支撐立柱和立柱樁要承受地下結(jié)構(gòu)及同步施工的上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，而且土方開(kāi)挖引起的土體隆起易產(chǎn)生立柱不均勻沉降，對(duì)結(jié)構(gòu)影響不利。②所設(shè)立柱內(nèi)鋼骨和原設(shè)計(jì)中的梁主筋、基礎(chǔ)梁主筋沖突，致使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜，加大施工難度。③為搬運(yùn)開(kāi)挖出的土方和施工材料，需在頂板多處設(shè)置臨時(shí)施工孔，必須對(duì)頂板加強(qiáng)措施。④地下工程在樓板的覆蓋下進(jìn)行施工，閉鎖的空間使大型的設(shè)備難以進(jìn)場(chǎng)，給施工帶來(lái)不便。⑤混凝土的澆筑在各階段都分有先澆和后澆兩種，產(chǎn)生交接縫，不僅給施工帶來(lái)不方便，而且?guī)?lái)結(jié)構(gòu)防水的問(wèn)題，對(duì)施工計(jì)劃和質(zhì)量管理提出高的要求。逆作法適用于以下場(chǎng)合：①接近開(kāi)挖地點(diǎn)有重要結(jié)構(gòu)物時(shí)。當(dāng)在重要結(jié)構(gòu)旁施工時(shí)，要求擋土墻變形量很小，運(yùn)用逆作法施工，多采用高剛度擋土墻，逆作結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)本體，本身具有很大的剛度，能有效控制變形。②有強(qiáng)大土壓或其它水平力作用，擋土支撐不穩(wěn)定，需要強(qiáng)度和剛度都很大的支撐。③開(kāi)挖深度大，開(kāi)挖或修筑主體需要較長(zhǎng)時(shí)間，特別是需要保證施工安全情況下。④因進(jìn)度上的原因，需要在地板施工前修筑頂板，以便進(jìn)行上部回填和開(kāi)放路面。采用逆作法，能做到地上和地下同時(shí)施工，合理、安全、有效縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。10.4.2逆作法的適用場(chǎng)合和注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)有以下幾個(gè)方面：①因逆筑混凝土作為擋土支撐及主體的一部分使用，故應(yīng)能充分承受臨時(shí)設(shè)施的自重和其他荷載，同時(shí)不能產(chǎn)生有害的變形，并滿足主體設(shè)計(jì)上的各種條件。②因施工是在頂板之下作業(yè)，作業(yè)環(huán)境差，故要充分注意施工的順序、方法和安全。③其開(kāi)挖要在短期內(nèi)進(jìn)行、把范圍限制在最小限度內(nèi)，不要過(guò)度開(kāi)挖。

注意事項(xiàng)：考慮主體結(jié)構(gòu)以外的支撐：當(dāng)層高較高或地梁較高時(shí)，必須設(shè)置結(jié)構(gòu)以外的支撐。在封閉的空間里，如何架設(shè)和拆除這些支撐。引起施工事故的發(fā)生。當(dāng)斜支撐中有較大軸力時(shí)，軸力的垂直分量將會(huì)影響逆作結(jié)構(gòu)及其立柱，必須對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)算。如下圖所示，為一個(gè)地下4層結(jié)構(gòu)的施工為例說(shuō)明逆作法的施工順序10.4.4逆作法的施工順序1-地下連續(xù)墻；2-地下一層；3-地下二層；4-地下三層；5-地下四層；6-立柱第一步：進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)第二步：立柱樁的施工第三步：0.00層結(jié)構(gòu)施工第四步：第一次開(kāi)挖，地下一層梁板澆筑第五步：第二次開(kāi)挖，地下二層鋼梁架設(shè)及梁板澆筑第六步：第三次開(kāi)挖和地下三層鋼梁架設(shè)及梁板澆筑第七步：最終開(kāi)挖，基礎(chǔ)及地下四層梁板施工立柱樁一般采用現(xiàn)澆灌注樁，在選擇施工方法的時(shí)候，要考慮開(kāi)挖深度范圍內(nèi)在地下水的狀態(tài)、地基的地質(zhì)構(gòu)成、土質(zhì)及其相對(duì)密度等因素。現(xiàn)澆灌注樁在削孔時(shí)，保證孔壁與樁底穩(wěn)定的施工方法一般有四種：設(shè)置擋墻法，即深基礎(chǔ)工法；采用豎管，使用水泥或清水的土螺鉆法和反循環(huán)法；采用套筒的貝諾托工法；僅使用泥水的ＢＨ法，矩形樁。

10.4.5立柱結(jié)構(gòu)的施工

立柱的安裝方式，主要取決于有無(wú)地下水。①有地下水時(shí)，立柱的施工一般采用貝諾托工法、土螺鉆法和反循環(huán)法。開(kāi)挖過(guò)程中，樁的制作都必須有穩(wěn)定劑；鋼立柱必須插入樁混凝土中進(jìn)行固定。鋼立柱不作基礎(chǔ)底板。在立柱樁的混凝土中達(dá)到足夠的強(qiáng)度，并且能支持住鋼柱自重之前，必須在地面上對(duì)鋼立柱設(shè)置臨時(shí)支撐。

10.4.5立柱結(jié)構(gòu)的施工根據(jù)鋼立柱安裝及樁混凝土施工順序，將立柱的安裝方法分為后插法和先插法兩種。先插法，一般采用有中間固定點(diǎn)的8-10m長(zhǎng)的豎管。立柱較短時(shí)，安裝就比較容易控制精度；立柱較長(zhǎng)時(shí)，就必須將中間固定點(diǎn)向下移動(dòng)，并將豎管換成套筒，以使其承擔(dān)孔壁的反力等。在混凝土澆筑時(shí)防止測(cè)壓移動(dòng)立柱，不僅牢牢固定立柱，而且必須采取使混凝土側(cè)向流動(dòng)較小的澆筑方法。后插法的立柱平面位置在地面上定好，然后將立柱垂直吊入這個(gè)位置。后插法吊入立柱時(shí)，其位置的準(zhǔn)確不僅取決于立柱的斷面，而且取決于立柱的重心，細(xì)長(zhǎng)立柱安裝時(shí)，后插法比先插法容易控制精度。②沒(méi)鑄有地釋下水癢時(shí)，檔一般沫采用蒸深基宮礎(chǔ)工絞法：季建造問(wèn)完后行，人進(jìn)入樁孔兩內(nèi)，進(jìn)行囑立柱的插入和亡固定。鋼終柱的叔形狀慣是帶碗有基肚礎(chǔ)底核板的繪，根湊據(jù)柱燃腳固依定方宋法的忽不同過(guò)，有錨釘方式、基礎(chǔ)外包哄混凝土方咳式以及他們拍的組合方程式?；A(chǔ)外裂包混凝然土方式漁其基礎(chǔ)寺底板下僅后澆混玩凝土的執(zhí)高度不妄高，并智且施工葬時(shí)要在棵鋼柱基象礎(chǔ)底板咳下將混狐凝土填誓充密實(shí)靜。錨釘方郵式是當(dāng)窗樁混凝柏土澆筑域后，將置樁固定永在預(yù)定輪高度上海，依靠菌預(yù)先埋概設(shè)的錨岸釘將帶址有基礎(chǔ)撕板的鋼澇立柱插窯入釘固緣瑞定好。當(dāng)精度要端求在1/4忙00-率1/2沉00時(shí)，目測(cè)、懸規(guī)掛2m左右長(zhǎng)的習(xí)鉛錘、傾霜斜計(jì)三種爬方式沿來(lái)確素認(rèn)精悉度。盲精度大于1/50得0時(shí)，采琴用激光電子稅發(fā)光測(cè)定拍管。逆作會(huì)法接幫頭的珍位置逆作法陪接頭的距位置基央本由地公下層的勒層高來(lái)公決定，野且滿足降以下要訪求：①現(xiàn)水澆混逗凝土撇梁板驢的混址凝土休模板印易于抄安裝辰且有謠足夠督的精借度；②模醫(yī)板和巖支撐漂撤去曾后，疼易于講開(kāi)挖孕；③取盲在結(jié)晶構(gòu)內(nèi)陸力小賺的位移置；④盡可能渠接頭盒砂鼠漿找平層脆位于同一刷標(biāo)高上。10.4漠.6逆作法的躍接頭施工逆作法修的接頭飄處理逆作法蛙的接頭殃施工時(shí)惠逆作法多施工的膝關(guān)鍵環(huán)載節(jié)之一質(zhì)。在接蘿頭處要暑求先后陰澆筑的碧混凝土固具有一區(qū)樣的受力性規(guī)能以及等同物理扒指標(biāo)。逆熊作法哈中接釘頭采貓取后填盤法施學(xué)工。由于澆懷筑速度不頁(yè)足或流動(dòng)者性差出現(xiàn)千澆筑死角沾，形成較淚大的裂縫程從而造成亦防水的薄歐弱環(huán)節(jié)。逆作法隨的三種鏡接頭施介工的接稼頭性能效由好到套壞：填充供法〉注入法〉直接法。10繳.4玩.6逆作法的咸接頭施工①充填法在澆繡筑混么凝土聚完畢鹿后，雪將接住縫下熄方5-求10路cm厚的戚混凝私土浮煮漿層串清除簽掉，瘡然后注入無(wú)候收縮水咽泥。填充跡法的接兼縫很容勉易清洗畝，充填快部分的賓高度也牧很小，要而且沒(méi)畜有收縮臥性，如恢果施工藝好可以水實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙接吳縫。②注入即法為了提混咱凝土的密冤度和析水湊及氣泡的額排放度，悟?qū)⑾葷仓B混凝土底恨面做成斜霧面。注入刑材料有兩妄類。較小縫隙（>0.1愧mm），采換用樹(shù)脂系材料飯，但昏成本貢高；較大縫隙（>0.核5mm），采竟用水泥遼系材料，鑒傾于其流動(dòng)賞性差，多周加特殊添沒(méi)加劑。注容入通道的妹設(shè)置可以磨采用鉆頭依鉆孔法；領(lǐng)或設(shè)置接憤縫棒。③直班接法在先澆儀筑混凝辭土的下喜方繼續(xù)訓(xùn)澆筑，叢澆筑口煤高于施貸工縫，銷利用自哀重使其組密實(shí)，關(guān)再接縫象口進(jìn)行長(zhǎng)二次振半搗，排習(xí)除氣泡猛，增強(qiáng)幟密實(shí)性芒。具體收有漏斗葬澆筑法潤(rùn)、再振督動(dòng)法、忘套筒澆就筑法三雨種形式犁。漏斗址澆筑炮法——先澆路筑混車凝土徑的下訂方，尿?qū)⑺u做成括兩個(gè)籌方向堵或四迅?jìng)€(gè)方扁向的瀉傾角匪（20-3航0）,在后澆的可模板上部屠設(shè)置高15-圈20c久m的漏喪斗型智澆筑努口。傘柱子社的澆敘筑口稀需要墊兩個(gè)蔽以上車，澆脹筑口罩應(yīng)每霉隔1m設(shè)一個(gè)。再振動(dòng)法——當(dāng)混凝愛(ài)土澆搗窯之后，宋經(jīng)過(guò)半捉小時(shí)，粘從漏斗慮處插入恨振動(dòng)器滔進(jìn)行二銅次振動(dòng)嘆，排除觀內(nèi)部氣晉泡，要端做到無(wú)殺縫連接秀，還需絡(luò)與注入搬法混合打使用。③直接挖法在先櫻澆筑月混凝須土的罪下方群繼續(xù)霉?jié)仓?，澆余筑口邪高于婚施工胃縫，欣利用差自重脆使其揭密實(shí)眾，再蛛接縫甜口進(jìn)藍(lán)行二濫次振摟搗，蠟排除泡氣泡棚，增零強(qiáng)密紅實(shí)性浪。具處體有郊漏斗監(jiān)澆筑蛋法、尸再振賠動(dòng)法治、套默筒澆壤筑法躁三種濾形式戰(zhàn)。套筒澆宅筑法——在先澆旗混凝土詳內(nèi)部，瀉澆筑接承頭混凝鄰?fù)林皵_，從上桃層板面盼往下埋美入直徑150的套筒，記后澆筑的綠混凝土通來(lái)過(guò)套筒從狀上層板面陪向下澆筑祖。利用澆沃筑壓力來(lái)譜實(shí)現(xiàn)密實(shí)徑性要求。周但此方法稀需要與注擠入法混合替應(yīng)用，才考能解決混雪凝土沉降摸較大的問(wèn)棋題。降水居方法降水方煉法可采寸用：基盯坑明溝校排水或陵井點(diǎn)降侮水。(1)基坑猴明溝遮排水憤是在駐基坑美內(nèi)設(shè)洗置排奔水溝席和集功水井糠，用屑抽水陰設(shè)備歡將基招坑中紐奉水從壘集水扔井排疾出，賊以達(dá)憑到硫歡干表往層滯鳥(niǎo)水和加雨水悶。(2)基坑稈井點(diǎn)會(huì)降水仗，必鎖須編駱制施技工組踩織設(shè)賺計(jì)，米其內(nèi)穿容應(yīng)稼包括社：1)工程地質(zhì)動(dòng)和水文地倡質(zhì)資料，徑以及地下屈連續(xù)墻的文深度，必努要時(shí)需作拴現(xiàn)場(chǎng)抽水把試驗(yàn)確定你滲透系數(shù)江。2)根據(jù)基判坑規(guī)模股、開(kāi)挖副深度，模各土層予滲透性跳系數(shù)等問(wèn)合理選凈擇井點(diǎn)稀類型、望設(shè)備和增降水方支法。3)進(jìn)行基坦坑井點(diǎn)屬降水設(shè)碧計(jì)，如賺需設(shè)置塑回灌井律點(diǎn)時(shí)，伍降水系散統(tǒng)設(shè)計(jì)教應(yīng)包括從回灌系建統(tǒng)。4)作出基坑巷降水井點(diǎn)抱的施工方導(dǎo)案。土方腸開(kāi)挖分層亞開(kāi)挖1．第一層逗土方開(kāi)挖第一層土雷方開(kāi)挖即級(jí)從自然地佩坪開(kāi)始，老挖到地下能一層梁板據(jù)底下適當(dāng)嗓位置。一蹄般以機(jī)械睬開(kāi)挖為主晝，局部輔墻以人工修錘正。第一戲?qū)油练介_(kāi)直挖，地下麥連續(xù)墻處個(gè)于懸臂狀假態(tài)，易發(fā)渴生位移。伍當(dāng)層高不工高，懸臂友造成位移睛不大，能嘴滿足工程跌要求時(shí)，音可以一次呢開(kāi)挖到地折下一層梁嶼底適當(dāng)位攻置。若層織高較高，走其懸臂引謝起變形不攀能滿足工濕程要求時(shí)屋，就不能罵一次開(kāi)挖事，應(yīng)采用幼“盆式”爆開(kāi)挖，即觀地下室一芳層土方的偶中間部分扯一次開(kāi)挖間到地下一使層梁底適飾當(dāng)位置，菊周圍留足雞被動(dòng)區(qū)三迎角土，待桐地面層樓模板澆筑完虹成，具有90％強(qiáng)度后給再用逆作江法開(kāi)挖被厲動(dòng)區(qū)三角摩土，完成徑地下一層欺土方開(kāi)挖寺。2．逆閥作土亮方開(kāi)博挖方伏法(1)機(jī)械開(kāi)紀(jì)挖，可蠻采用小游型挖掘叉機(jī)械直膜接下坑附挖土。(2鼠)機(jī)械披與人箭工結(jié)狹合。(3)人工甲開(kāi)挖狐。(4然)土方的閥水平運(yùn)禍輸。除第(1)點(diǎn)之外鏈，其他堤形式的抹土方開(kāi)靜挖均存炮在土方簽開(kāi)挖面妨向出土動(dòng)洞口的復(fù)土方水職平運(yùn)輸秋問(wèn)題。加用小型統(tǒng)機(jī)械開(kāi)蛋挖，可冰采用二埋至三臺(tái)搜挖掘機(jī)夸接力翻激運(yùn)。采腦用人工遺開(kāi)挖時(shí)桂，常采蠅用雙輪擋或獨(dú)輪協(xié)子推車啄向出土貢洞轉(zhuǎn)移辛。地下仆室開(kāi)挖革出的土簽面地質(zhì)更較差時(shí)轟可用木并片或竹負(fù)腳手片胡鋪墊，關(guān)不使車奇輪淹入求汽中。稀最好辦狹法還是顧逐塊開(kāi)格挖到梁塌底以下逗適當(dāng)位摸置后，瞧原地平規(guī)整，澆拿筑滲有忘早強(qiáng)劑沙的厚為10膠0m表m的素混摟凝土墊將層，使知形成硬耽殼平面脾．便于耐小車推嬸行及逆草作施工減時(shí)堆放鋒梁板模昌板，立碑模等工妨作條件修得到滿居足。(5迎)土的垂賤直提升凈。地下慰室底沈板封費(fèi)底(1)在底評(píng)板與虎上層批結(jié)構(gòu)乘支撐興之間復(fù)的適餅當(dāng)位松置設(shè)涼置一愁道鋼悶管或果混凝擺土臨書(shū)時(shí)支菜撐．趁待底已板混旅凝土鑼達(dá)到蒜一定療強(qiáng)度喉后拆譯除該粱道支魄撐，芒此法赴施工容簡(jiǎn)便獲，但建費(fèi)用恢較大梳。(2序)在底板面維下20發(fā)cm左右設(shè)詞置一道蒸鋼筋混網(wǎng)凝土臨羅時(shí)支撐醋，底板篇施工時(shí)都將其四吼壁鑿