地鐵與輕軌設(shè)計(jì)第節(jié)施工方法選擇和新工藝

第二節(jié)施工方法選擇和新工藝、

新材料、新設(shè)備一、施工方法選擇二、新工藝、新材料、新設(shè)備一、施工方法選擇⒈地鐵區(qū)間隧道的施工方法⑴沿海城市，飽和軟地層，可以選用盾構(gòu)法和頂管法等；⑵山區(qū)城市采用新奧法，條件允許應(yīng)推廣TBM法。目前國(guó)內(nèi)外常用地區(qū)間隧道施工方法如表5－7所示。序號(hào)施工方法環(huán)境場(chǎng)地要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)發(fā)展方向1明挖法市郊施工場(chǎng)地開(kāi)闊，軟巖和土體，如北京和天津地鐵進(jìn)度快，工作面大，便于機(jī)械和大量勞動(dòng)力投入破壞環(huán)境生態(tài)，影響交通，帶來(lái)塵土和噪聲污1）有效井點(diǎn)降水系統(tǒng)；2）可靠的支撐系統(tǒng)；3）大型土方機(jī)械，混凝土攪拌及運(yùn)輸機(jī)械2礦山法（鉆爆法）巖石和堅(jiān)硬土體，如青島和重慶地鐵地面干擾小，造價(jià)低進(jìn)度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度高，風(fēng)險(xiǎn)大1）多臂鉆孔臺(tái)車(chē)，自動(dòng)裝藥引爆裝置；2）光面爆破，噴錨支護(hù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)反饋指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工方法3暗挖法（軟土）埋深較淺對(duì)土體進(jìn)行凍結(jié)、注漿、深層攪拌樁加固地基，棚管法加固，淺埋車(chē)站，如北京、哈爾濱等城市地鐵地面干擾小，造價(jià)低，便于土法上馬機(jī)械化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度高，環(huán)境惡劣，風(fēng)險(xiǎn)大1）發(fā)展可靠的淺地層地基處理技術(shù)；2）小型靈活的地下開(kāi)挖機(jī)械；3）可靠的臨時(shí)支護(hù)措施和機(jī)具地鐵區(qū)間隧道施工方法一覽表 表5-7序號(hào)施工方法環(huán)境場(chǎng)地要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)發(fā)展方向4盾構(gòu)和頂管法城市軟地層、深埋隧道，如上海、廣州、北京等城市地鐵地面影響小，機(jī)械化程度高，安全，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，進(jìn)度快(日均8~10m)機(jī)械設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格昂貴，施工工藝繁，專(zhuān)業(yè)施工隊(duì)伍1）開(kāi)發(fā)適用不同地質(zhì)條件，自動(dòng)更換刀盤(pán)的氣壓、土壓泥水平衡盾構(gòu)和頂管，超前探測(cè)排障技術(shù)；2）鋼纖維擠壓混凝土襯砌；3）三維仿真計(jì)算機(jī)管理系，管理信息化，自動(dòng)化4)自動(dòng)導(dǎo)向，中途對(duì)接異型盾構(gòu)5沉管法跨越江河湖海，軟地基，如廣州、寧波、上海過(guò)江隧道造價(jià)省，速度快，隧道斷面大封鎖江河水面，專(zhuān)門(mén)的駁運(yùn)、下沉、對(duì)接的機(jī)具，水下作業(yè)，風(fēng)險(xiǎn)大大型涵管制作及駁運(yùn)技術(shù)；2）地下定位對(duì)接、防水技術(shù)6鑿巖機(jī)法（TBM）堅(jiān)硬巖石地質(zhì)，如廣州地鐵速度快，機(jī)械化程度高，安全，地面無(wú)干擾造價(jià)高，使用掌握復(fù)雜，刀具易磨損1）開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)高性能鑿巖機(jī)；2）改進(jìn)高強(qiáng)合金刀具；3）完善后配套系統(tǒng)；4）超前不良地質(zhì)探測(cè)系統(tǒng)7沉井(連續(xù)沉井)軟弱地層，地域空廣造價(jià)省、速度快、工藝成熟對(duì)環(huán)境影響，泥漿污染，地面下沉1)不均勻沉降的監(jiān)測(cè)設(shè)備儀器；2)泥漿或水力減摩措施；3)控制突沉或傾斜方法；4)排隊(duì)孤石障礙物設(shè)備。續(xù)上表⒉地鐵車(chē)站施工方法⑴地鐵車(chē)站的施工應(yīng)考慮環(huán)境的要求；⑵依據(jù)不同的地質(zhì)情況、工作環(huán)境，綜合考慮施工進(jìn)度及安全經(jīng)濟(jì)方面的矛盾因素。地鐵車(chē)站施工方法如表5－8所示。序號(hào)施工方法環(huán)境場(chǎng)地要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)發(fā)展方向1明挖法淺埋車(chē)站，有寬闊的施工場(chǎng)地，如京、津、滬、穗地鐵車(chē)站進(jìn)度快，造價(jià)低，便于大型機(jī)械化施工破壞、污染環(huán)境，影響市區(qū)居民生活，風(fēng)險(xiǎn)大1）開(kāi)發(fā)大型導(dǎo)板式開(kāi)鑿機(jī)，深層地下連續(xù)墻，樁排墻施工技術(shù)；2）預(yù)應(yīng)力鋼支撐技術(shù)；3）地面變形監(jiān)控技術(shù)4）SMW工法土丁墻支護(hù)2礦山法（新奧法）堅(jiān)硬巖土介質(zhì)、地下水位低地面影響小，造價(jià)低進(jìn)度慢，勞動(dòng)強(qiáng)度高，風(fēng)險(xiǎn)大1）多臂鉆孔臺(tái)車(chē)、自動(dòng)裝藥引爆裝置；2）光面爆破，噴錨支護(hù)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)反饋指導(dǎo)設(shè)計(jì)和施工方法；3）分?jǐn)嗝骈_(kāi)挖，眼鏡工法；4）大型土方機(jī)械3淺埋暗挖法土體進(jìn)行凍結(jié)、注漿、深層攪拌、管棚法加固，淺埋車(chē)站，如北京地鐵地面干擾小，造價(jià)低地下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大，機(jī)械化程度低1）發(fā)展可靠的淺地層地基處理技術(shù)；2）小型靈活的地下開(kāi)挖機(jī)械；3）可靠的臨時(shí)支護(hù)措施和機(jī)具地鐵車(chē)站施工方法一覽表 表5-8序號(hào)施工方法環(huán)境場(chǎng)地要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)發(fā)展方向4蓋挖法市區(qū)淺埋地鐵車(chē)站，如上海地鐵1、2號(hào)線(xiàn)淮海路和南京路上的站、北京一些地鐵車(chē)站占用場(chǎng)地時(shí)間短，對(duì)地面干擾較小，安全施工工序復(fù)雜，交叉作業(yè)，施工條件差1）建立合理的施工管理網(wǎng)絡(luò)，交叉施工，流水作業(yè)；2）地下小型施工機(jī)具；3）作為永久襯砌支護(hù)的地下連續(xù)墻，鉆孔樁柱施工質(zhì)量控制和托換技術(shù)5逆作法車(chē)站上面有高層建筑，埋深較深，如上海地鐵新閘路站占用場(chǎng)地時(shí)間短，對(duì)地面干擾較小，安全施工工序復(fù)雜，交叉作業(yè)，施工條件差1）建立合理的施工管理網(wǎng)絡(luò)，交叉施工，流水作業(yè)；2）地下小型施工機(jī)具；3）作為永久襯砌支護(hù)的地下連續(xù)墻，鉆孔樁柱施工質(zhì)量控制6異型盾構(gòu)(或鑿巖機(jī)法)市區(qū)深埋車(chē)站，線(xiàn)路交匯換乘下層車(chē)站不影響地面地下生活運(yùn)營(yíng)，安全，機(jī)械程度高機(jī)械復(fù)雜，造價(jià)高，安裝操作難度大1）開(kāi)發(fā)研制國(guó)產(chǎn)大型三心圓、割圓異型盾構(gòu)；2）開(kāi)發(fā)新型襯砌支護(hù)材料和施工技術(shù)7沉井法軟土地層或水域，較開(kāi)闊的施工場(chǎng)地，深淺埋小型車(chē)站，如上海60年代地鐵試驗(yàn)段車(chē)站分節(jié)制作下沉，進(jìn)度快，機(jī)械化施工，安全周?chē)孛娉两?，地下水位變化，?duì)居民生活有影響，下沉糾偏有一定困難(1)大型沉井制作下沉施工技術(shù)；(2)相配套的小型挖土機(jī)，坑內(nèi)外降水技術(shù)；(3)大型沉井糾偏，防止突沉、超沉、管涌流砂技術(shù)續(xù)上表⒊輕軌綢高架扎橋施畜工方統(tǒng)法⑴輕圾軌高緊架橋榮結(jié)構(gòu)爭(zhēng)主要綁有：死基礎(chǔ)﹑墩臺(tái)﹑縱梁嚇和橋洞面；⑵結(jié)痛合工權(quán)程地若質(zhì)﹑水文淋地質(zhì)﹑環(huán)境躺要求﹑施工飯進(jìn)度陡等因現(xiàn)素控做制；表5－9列出煙常用貢的高繭架橋褲基礎(chǔ)役施工善方法趁及優(yōu)暢缺點(diǎn)伙。⑶輕軌法高架買(mǎi)橋的尼橋墩烤主要擴(kuò)有倒查梯形﹑T形﹑雙柱溫形和Y形墩杯，如央圖5－13所示旱。表5－11對(duì)各杏種橋映梁上肢部結(jié)秤構(gòu)形慚式列霉出主蓮要可孩供選村擇的右施工頑方法活。表5－12為橋彎梁施都工方命法所蒼常用切的橋柴梁跨埋徑范勻圍。序號(hào)施工方法環(huán)境、場(chǎng)地、技術(shù)要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)發(fā)展方向1沉樁施工打入樁市郊遠(yuǎn)離居民、軟粘土、粉砂、砂礫，承載基巖較深施工速度快、質(zhì)量有保證、承載力較高振動(dòng)、擠土影響大、噪聲大、樁截面有限1）發(fā)展輕型，易于拆卸安裝，效率高的沉樁機(jī)；2）發(fā)展振動(dòng)、射水等對(duì)土體、環(huán)境干擾小的機(jī)械；3）大口徑各類(lèi)正反循環(huán)周轉(zhuǎn)鉆機(jī)，適應(yīng)各類(lèi)土層施工擠壓樁市區(qū)，房屋建筑相對(duì)遠(yuǎn)離，軟粘土，粉質(zhì)粘土，承載基巖較深施工速度較快，可以直接得到樁的承載力、單樁的承載力較高擠土明顯，單樁承載力有限制鉆孔灌注樁(挖孔樁)市區(qū)粘土、軟巖、砂土、礫石各類(lèi)地層，挖孔樁相對(duì)較淺，如廣州、南京，鉆孔灌注樁可以較深如上海振動(dòng)、擠土干擾小，各種土層中施工，樁徑可大可小，單樁的承載力可很大、挖孔樁施工靈活泥漿污染、施工質(zhì)量有時(shí)難以保證高架春橋基攔礎(chǔ)施常工方籮法一棕覽表表5-福9序號(hào)施工方法環(huán)境、場(chǎng)地、技術(shù)要求優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)發(fā)展方向2明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)市郊施工場(chǎng)地開(kāi)闊，軟巖和土體，持力堅(jiān)固地層相對(duì)淺，中小型橋涵基礎(chǔ)，地層軟弱時(shí)，輔以降水，圍堰、支撐，開(kāi)挖水下澆筑混凝土進(jìn)度快，大面積施工，便于機(jī)械化施工，造價(jià)低污染環(huán)境，阻斷交通航運(yùn)1）有效井點(diǎn)或深層深井泵降水系統(tǒng)2）鋼板樁、預(yù)制砼樁、SMW工法支護(hù)；3）高效挖土機(jī)3管樁基礎(chǔ)地質(zhì)條件復(fù)雜，深水巖面不平管樁體，連接法蘭盤(pán)和管靴，普通砼管樁適于入土深25m，預(yù)制混凝土管樁入土深可超過(guò)25m適于復(fù)雜地質(zhì)條件，預(yù)制分節(jié)下沉接高，便于機(jī)械化施工，效率高機(jī)械化程度高，工藝較復(fù)雜，需要有船隊(duì)配合，施工質(zhì)量較難控制預(yù)制大型混凝土管樁、鋼管樁施工工藝研究4沉井基礎(chǔ)地面以下深處有較好的持力層，淺層或河中有較大卵石不方面樁基施工河水深、沖刷大。占用場(chǎng)地不大，所需凈空高度較低埋深大，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、承載力大施工周期長(zhǎng)，粉砂土易出現(xiàn)流砂，造成沉井傾斜，遇到孤石、沉船、樹(shù)根井底巖面傾斜，自重下沉困難時(shí)，采用泥漿潤(rùn)滑套，浮式沉井、空氣幕沉井等輔助工法困難地質(zhì)條件下沉井下沉施工機(jī)具及工藝?yán)m(xù)上乞表圖5-掘13橋墩強(qiáng)與上彩部結(jié)滅構(gòu)布唯置圖a)倒梯庸形橋曬墩；b)雙柱墊式橋肺墩；c)授T形橋配墩；d)顯Y形橋臟墩橋型施工方法簡(jiǎn)支梁橋懸臂梁橋T型剛構(gòu)連續(xù)梁橋剛架橋拱橋組合體系橋斜拉橋吊橋現(xiàn)場(chǎng)澆注法√√√√√√√預(yù)制安裝法√√√√√√√懸臂施工法√√√√√√轉(zhuǎn)體施工法√√√√√頂推施工法√√√逐孔施工法√√√√橫移施工法√√√√√提升與浮運(yùn)施工法√√√√各種介類(lèi)型煙橋梁床可選警擇的踏主要寒施工鼠方法歡表5-冷11各種布施工騰方法撒的適腔用跨眨徑雖表5-接11⒋設(shè)備爛安裝究施工⑴地積鐵設(shè)沫備應(yīng)泊立足創(chuàng)于國(guó)峰產(chǎn)；⑵設(shè)菜備的舍安裝嘉應(yīng)盡魯量由很?chē)?guó)內(nèi)蹦建筑塔設(shè)備閥安裝泄公司橡承擔(dān)洲；⑶設(shè)阿備安捕裝工罵程應(yīng)榨和土腳建工雪程交耽叉施粱工。二、舒新工檢藝、顏新材豈料、母新設(shè)情備⒈施工哪新技療術(shù)⑴車(chē)站震基坑辱支護(hù)硬開(kāi)挖諒新方臉?lè)⊿M哈W工法蠟，連察續(xù)墻科，土醬釘墻段等技兼術(shù)。⑵蓋挖休法和勁逆作略法⑶新一杠代異候型盾爐構(gòu)隧凍道施延工法①M(fèi)F盾構(gòu)供施工卡方法即將便多個(gè)溝圓形銷(xiāo)盾構(gòu)仍機(jī)切友土刀抹盤(pán)前攪后錯(cuò)巷位，轉(zhuǎn)利用烏其重文合部翁分的俯盾構(gòu)鑄，構(gòu)似筑多予樣的擔(dān)隧道斯斷面第。圖5－14為三霧心圓跨盾構(gòu)爆機(jī)的差組成券；圖5－15為利肯用二﹑三心腦圓盾蘆構(gòu)機(jī)頂施工歌的隧燦道車(chē)肆站斷塔面。圖5-門(mén)14三心杏圓盾劫構(gòu)機(jī)責(zé)三圓絹相交尼斷面旦圖圖5-縮慧15二、岸三心抖圓盾掙構(gòu)施播工完呆成區(qū)甜間隧長(zhǎng)道及憂(yōu)車(chē)站②擴(kuò)大君斷面暮形盾絹構(gòu)機(jī)棟施工辭法該法衡是在謙盾構(gòu)臣法隧叨道施翅工到丸任意苦一個(gè)惜位置玩，根崗據(jù)需遮要沿瓶隧道郊前進(jìn)吉方向撲任何也側(cè)面凝擴(kuò)大香開(kāi)挖串，增育加隧趣道內(nèi)葬部部爹分空泊間。③自由唉轉(zhuǎn)向杠球形趣盾構(gòu)以施工a.盾構(gòu)么機(jī)自泄地面探垂直歌向下屯施工鞭，盾填構(gòu)機(jī)揮到達(dá)軌一定孩深度活后，斃開(kāi)始播分叉兵向不簽同方害向施蠶工水列平橫宗隧道唉；b.其頂?shù)亩说南汕邢鞅填^為阻球形朋，可逐繞水兄平軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)90予°。圖5－16為球岔形縱安橫式漢泥水暈盾構(gòu)技機(jī)，摧水平瀉推進(jìn)犧盾構(gòu)秒機(jī)外撈徑4.跨45醉m。圖5-撐16縱橫羽式泥候水盾甘構(gòu)機(jī)④H&褲V盾構(gòu)境機(jī)施冶工方經(jīng)法a.哪H亂&V(Ho靜ri梳zo罪nt釣al術(shù)V姑ar獻(xiàn)ia衡ti娛on刑&雙Ve豪rt厘ic婦al黨V骨ar悄ia圓ti繪on)是一帥種能尖自由簡(jiǎn)穿越吩具有遍稠密瘦建筑騰物的藥盾構(gòu)攏掘進(jìn)量方法賞。能粉從水熱平雙每孔變危為垂墻直雙而孔，比或由緒垂直劍雙孔油變?yōu)榈钏絾倦p孔解，不莊斷改黑變圓透形形油狀，照開(kāi)挖膽螺旋廢型曲炭線(xiàn)雙歷斷面藏隧道炮的盾諸構(gòu)掘跨進(jìn)方鹿法；b.能由芝雙孔鍵斷面請(qǐng)分開(kāi)回成兩榴個(gè)單恭孔圓隱形斷素面。圖5－17為H&籮V盾構(gòu)擦推進(jìn)商分叉棵示意全圖。圖5-偵17閱H兆&V盾構(gòu)或法概滲念圖⑤新一雙代超乏級(jí)盾摧構(gòu)及丈其操派作系購(gòu)統(tǒng)a.集中墓了在鑰軟土季中掘野進(jìn)的黑土壓弊平衡病盾構(gòu)營(yíng)（sh摧ie胃ld)和在浩巖石胸中掘愁進(jìn)的主隧道的鑿巖石機(jī)(TB剪M)的優(yōu)車(chē)點(diǎn)；b.遇到老軟土貍介質(zhì)熄時(shí)是命一臺(tái)壘土壓站平衡舅盾構(gòu)芝機(jī)，男遇到匯無(wú)水護(hù)巖石唱介質(zhì)葡時(shí)是牢鑿巖躺機(jī)。圖5－18為土棵壓平區(qū)衡超膝級(jí)盾劍構(gòu)系桶統(tǒng)示縫意圖殃。圖5-獲18土壓臺(tái)平衡汪超級(jí)怨盾構(gòu)侮系統(tǒng)哈示意漢圖⑥鋼纖潑維擠陜壓混男凝土進(jìn)襯砌a.擠壓賽混凝烏土襯或砌不割留縫攏隙，貢整體半性好喂，內(nèi)至壁光攝滑，雅止水害性好萄，施責(zé)工速貞度快城；b.盾構(gòu)免機(jī)的填前方董開(kāi)挖獅面由境膨潤(rùn)承土懸燈浮液葡支撐桶；盾枕尾后亡方則稀由擠斬壓鋼金纖維椒混凝胸土流持體支喬撐。⑷新奧爸法新患進(jìn)展新奧小法（Ne竭w桐Au兄st極ri推anTu匹nn潔el顫li恩ngMe誤th覺(jué)od域,簡(jiǎn)稱(chēng)NA良TM)是當(dāng)課代巖寇石洞伸室和素隧道殖施工骨設(shè)計(jì)至應(yīng)用抖最廣渣泛的賽方法挖。錨噴卸支護(hù)備，復(fù)闊合式厭襯砌愚，監(jiān)軟控量那測(cè)。⑸地下催工程掩