城市軌道交通工程施工技術介紹ppt

1、城市軌道交通工程城市軌道交通工程施工方法簡介施工方法簡介北京中昌工程咨詢有限公司北京中昌工程咨詢有限公司2010年年08月月簡介內容 一、軌道交通工程概述一、軌道交通工程概述 二、施工方法介紹二、施工方法介紹 三、施工輔助措施三、施工輔助措施一、軌道交通工程概述一、軌道交通工程概述 1、城市軌道交通定義城市軌道交通定義 2、城市軌道交通城市軌道交通主要類型主要類型 3、城市軌道交通工程組成、城市軌道交通工程組成1 、城市軌道交通定義城市軌道交通定義 1.1城市軌道交通是一種利用軌道列車進行人員運輸?shù)慕煌ǚ绞剑湟话愣x為：以電能為動力，采取輪軌運轉方式的快速大運量公共交通之總稱。 1.2在不同

2、型式軌道上運行的大、中運量城市公共交通工具，是當代城市中地鐵、輕地鐵、輕軌、自動導向、磁懸浮等軌、自動導向、磁懸浮等軌道交通的總稱。2 、城市軌道交通主要類型、城市軌道交通主要類型 2.1有軌電車有軌電車 2.2市郊鐵路市郊鐵路 2.3輕輕 軌軌 2.4地地 鐵鐵 2.5懸浮列車懸浮列車地鐵、輕軌的區(qū)別地鐵、輕軌的區(qū)別 無論是輕軌還是地鐵，都可以建在地下、地面或高架橋上；輕軌和地鐵同為城市軌道交通，它們的區(qū)別主要體現(xiàn)在運力上，以單向最大高峰小時客流量為指標。劃分兩者的依據是單向最大高峰小時客流量的大小單向最大高峰小時客流量的大?。?地鐵地鐵能適應的單向最大高峰小時客流量為能適應的單向最大高峰小

3、時客流量為3-6萬人次萬人次； 輕軌輕軌能適應的單向最大高峰小時客流量為能適應的單向最大高峰小時客流量為1-3萬人次萬人次。 兩者兩者的的其它主要其它主要區(qū)別區(qū)別 軸軸 重重：首先表現(xiàn)在地鐵的軸重普遍大于13噸，而輕軌要小于13噸。 平面曲線半徑平面曲線半徑：一般情況下，地鐵的平面曲線半徑不小于300米，而輕軌一般在100米到200米之間。 列車的編組列車的編組：地鐵每列車的編組數(shù)也要多于輕軌，車輛定員亦多。中等載客量的輕軌鐵路車廂，一般的額定載客量是202人輛（超員為224人輛 ），編組采用每列24輛。而大載客量的地 鐵車廂，一般的額定載客量為310人輛（超員為410人輛），編組采用每列6輛

4、。3、城市軌道交通城市軌道交通組成組成 根據城市軌道交通的功能、使用要求及設置位置的不同，整條線路可劃可分為：車站、區(qū)間、車輛段車站、區(qū)間、車輛段三部分。3.1工程分類工程分類 區(qū)間分類區(qū)間分類 按照按照區(qū)間區(qū)間與地面的相對關系位置與地面的相對關系位置分類分為：分類分為：地地下下區(qū)間（隧道）區(qū)間（隧道）、路基路基和高架和高架區(qū)間。區(qū)間。 車站分類車站分類 按照按照車站與地面的相對關系位置車站與地面的相對關系位置分類分為：分類分為：地地下車站下車站、地面車站和高架車站、地面車站和高架車站。3.2 按專業(yè)系統(tǒng)分類按專業(yè)系統(tǒng)分類 按專業(yè)系統(tǒng)工程可分為：土建土建與機電設備機電設備兩大類工程。 土建工程

5、土建工程包括：路基、橋梁、隧道、車站、以及主變電室、集中冷站、控制中心及車輛基地等。3.1按專業(yè)系統(tǒng)分類按專業(yè)系統(tǒng)分類 機電設備工程機電設備工程包括：軌道鋪設；通信系統(tǒng)；軌道鋪設；通信系統(tǒng)；信號系統(tǒng)；供電系統(tǒng)（變電所、環(huán)網電纜、信號系統(tǒng)；供電系統(tǒng)（變電所、環(huán)網電纜、接觸網或接觸軌、雜散電流防護等）；綜接觸網或接觸軌、雜散電流防護等）；綜合監(jiān)控系統(tǒng)合監(jiān)控系統(tǒng)ISCS；環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)；環(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)BAS；防災與報警系統(tǒng)防災與報警系統(tǒng)FAS；電力監(jiān)控系統(tǒng)；電力監(jiān)控系統(tǒng)SCADA；安防及門禁；通風、空調與采暖系統(tǒng)；動安防及門禁；通風、空調與采暖系統(tǒng)；動力照明；給水排水與消防；自動售檢票系力照

6、明；給水排水與消防；自動售檢票系統(tǒng)統(tǒng)AFC、車站輔助設施（自動扶梯、自動人、車站輔助設施（自動扶梯、自動人行道、垂直電梯、輪椅升降臺、屏蔽門和行道、垂直電梯、輪椅升降臺、屏蔽門和安全門）安全門）等專業(yè)。3.3區(qū)間結構區(qū)間結構3.4車站結構車站結構二、施工方法 車站、區(qū)間隧道的施工方法有：車站、區(qū)間隧道的施工方法有： 1、明挖法、明挖法 2、暗挖法、暗挖法 3、蓋挖法（車站）、蓋挖法（車站） 在選擇施工方法時，應遵循的第一個原則就是按照明挖法蓋挖順作法蓋挖逆作法暗挖法的先后順序選擇。二、施工方法 1、明挖法、明挖法 明挖是指先將車站、隧道部位的巖(土)體全部挖除，然后修建主體結構，再進行防水處理

7、、土方回填的施工方法。早期的地鐵施工方法一般都采用明挖法施工。目前僅適用于開闊地段或者不太影響交通的地段。 優(yōu)點：施工簡單、快捷、經濟、安全的；缺點：是對周圍環(huán)境的影響較大。二、施工方法 1、明挖法、明挖法 明挖是指先將車站、隧道部位的巖(土)體全部挖除，然后修建主體結構，再進行防水處理、土方回填的施工方法。早期的地鐵施工方法一般都采用明挖法施工。目前僅適用于開闊地段或者不太影響交通的地段。 優(yōu)點：施工簡單、快捷、經濟、安全的；缺點：是對周圍環(huán)境的影響較大。二、施工方法 1.1明挖法施工順序：明挖法施工順序：圍護結構、主體結構、防水施工、覆蓋圍護結構、主體結構、防水施工、覆蓋回填。回填。各地區(qū)

8、采用明挖車站結構，最大的不同各地區(qū)采用明挖車站結構，最大的不同之處在于其圍護結構，圍護結構的選定主之處在于其圍護結構，圍護結構的選定主要取決于：該地區(qū)的工程地質、水文地質要取決于：該地區(qū)的工程地質、水文地質以及該車站所處城市的位置。以及該車站所處城市的位置。 二、施工方法 1.2明挖法車站：明挖法車站： 1.1 明挖法基坑支護類型明挖法基坑支護類型 1.2 明挖結構支撐明挖結構支撐 1.3 明挖主體結構明挖主體結構 二、施工方法 1.3 明挖法明挖法基坑支護的類型(1) 放坡開挖(2) 土釘墻(3) 深層攪拌水泥土圍護墻(4) 高壓旋噴樁(5) 槽鋼鋼板樁(6) 鋼筋混凝土板樁(7) 鉆孔灌注

9、樁（按成樁工藝：干作業(yè)法鉆孔灌注樁；泥漿護壁法鉆孔灌注樁；套管護壁法鉆孔灌注樁）(8) 地下連續(xù)墻(9) SMW(勁性水泥攪拌樁)工法 04 圍護結構基坑支護的類型.docx1.4明挖明挖基坑鋼支撐體系基坑鋼支撐體系1.5明挖明挖基坑錨索支撐體系基坑錨索支撐體系1.6 車站分層澆筑車站分層澆筑二、 施工方法 2、蓋挖法、蓋挖法 蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度后，將頂部封閉，其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作，也可以逆作。 按主體施工順序可分為：蓋挖順作按主體施工順序可分為：蓋挖順作/蓋挖逆作蓋挖逆作 按頂蓋封閉方式可為：臨時封閉、永久封閉按頂蓋封閉方式可為：臨時封閉、永久

10、封閉（半蓋挖法：一半覆蓋、一半明挖）（半蓋挖法：一半覆蓋、一半明挖） -北京八通線天安門東站北京八通線天安門東站-二、 施工方法2.1蓋挖順作：蓋挖順作： 蓋挖順作法是在地表作業(yè)完成擋土結構后，以定型的預制標準覆蓋結構（包括縱、橫梁和路面板）置于擋土結構上維持交通，往下反復進行開挖和加設橫撐，直至設計標高。依序由下而上，施工主體結構和防水措施，回填土并恢復管線路或埋設新的管線路。 -與明挖的區(qū)別-二、 施工方法蓋挖順作圖示蓋挖順作圖示 二、 施工方法2.2蓋挖逆作蓋挖逆作 蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護結構和中間樁柱，和蓋挖順作法一樣，基坑維護結構多采用地下連續(xù)墻或帷幕樁，中間支撐多利

11、用主體結構本身的中間立柱以降低工程造價。隨后即可開挖表層土體至主體結構頂板地面標高，利用未開挖的土體作為土模澆筑頂板。頂板可以作為一道強有力的橫撐，以防止維護結構向基坑內變形，待回填土后將道路復原，恢復交通。 二、施工方法2.3蓋挖半逆作：蓋挖半逆作： 蓋挖半逆作法與逆作法的區(qū)別僅在于頂板完成及恢復路面后，向下挖土至設計標高后先澆筑底板，再依次向上逐層澆筑側墻、樓板。在半逆作法施工中，一般都必須設置橫撐并施加預應力。二、施工方法2.4半蓋挖順作：半蓋挖順作：二、施工方法深圳地鐵深圳地鐵3號線紅嶺路半蓋挖車站施工號線紅嶺路半蓋挖車站施工半蓋挖順作實例半蓋挖順作實例二、施工方法 3、暗挖法、暗挖法

12、 非地面開挖的施工方法，先施作導洞，再逐步車站結構框架的施工方法。根據車站特點有各類施工工法，北京地鐵一號線線天安門西站采用八導洞暗挖法施工。 （導洞開挖見區(qū)間隧道施工方法介紹）二、施工方法臨近建筑物的車站洞樁暗挖施工二、施工方法臨近建筑物的車站洞樁暗挖施工區(qū)間隧道可按照開挖及施工方法分為： 明挖法施工明挖法施工 新奧法施工新奧法施工 暗挖法施工暗挖法施工 盾構法施工盾構法施工3、地下區(qū)間隧道施工方法、地下區(qū)間隧道施工方法3.1 新奧新奧法施工法施工 新奧法新奧法是新奧地利隧道施工方法的簡稱【NATM New Austrian Tunnelling Method】。采用錨桿和噴射混凝土為主要支

13、護手段,對圍巖進行加固,約束圍巖的松弛和變形，并通過對圍巖和支護的量測、監(jiān)控,指導地下工程的設計施工。 新奧法機理是充分利用圍巖的自承能力和充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用。開挖面的空間約束作用。 一般采用機械開挖和爆破開挖方式。一般采用機械開挖和爆破開挖方式。3.2 暗挖法暗挖法 淺埋暗挖法又稱礦山法，起源于1986年北京地鐵復興門折返線工程，是中國人自己創(chuàng)造的適合中國國情的一種隧道修建方法，是城市地鐵施工較為常用的方法之一。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎上，針對中國的具體工程條件開發(fā)出來的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。3.2 暗挖法暗挖法 淺埋暗挖法淺埋暗挖法特點：

14、特點： 不開槽施工，主要適用于粘性土層、砂層、砂卵層等地質(適用于全國各大城市)。 不影響城市交通，無污染、無噪聲。 利用土層在開挖過程中短時間的自穩(wěn)能力，采取適當?shù)闹ёo措施，使圍巖或土層表面形成密貼型薄壁支護結構。 適合于各種尺寸與斷面形式的隧道洞室，開挖方式靈活機動。3.3暗挖隧道支護結構暗挖隧道支護結構 暗挖法隧道結構一般采用復合式襯砌（初期支護結構和二次襯砌結構），即隧道開挖后分兩次進行支護，初期支護為格柵鋼拱架或型鋼鋼拱架+鋼筋網+噴射混凝土； 等初期支護基本穩(wěn)定后進行二次襯砌，二次襯砌為模筑混凝土。初期支護和二次襯砌在完成后共同受力。這種形式的襯砌形式叫做復合襯砌。3.4暗挖隧道支

15、護結構暗挖隧道支護結構 初期支護結構： 在軟弱圍巖地段在軟弱圍巖地段：一般由鋼支撐鋼支撐（一般為:工字鋼或花拱架）、超前小導管（超前支護、穩(wěn)固前方地層）、鎖腳錨桿鎖腳錨桿組成、網片網片（一般8，100mm100mm）、噴射混凝土噴射混凝土（C20、添加劑速凝劑，干噴和濕噴）組成。一般通過調節(jié)剛支撐間距、超前導管的密度、注漿量的大小等的方式適應不同的圍巖類型。 在堅硬的圍巖在堅硬的圍巖地段地段：一般采用錨桿、掛網噴漿即可。3.5暗挖隧道二襯結構暗挖隧道二襯結構 二次襯砌： 一般為模筑素混凝土，特殊地段采用模筑鋼筋混凝土。一般采用襯砌模板臺車。3.6 區(qū)間隧道結構圖區(qū)間隧道結構圖施工順序施工順序:

16、初期支護施工初期支護施工防水層施工防水層施工二次襯砌二次襯砌暗挖隧道施工工法匯總暗挖隧道施工工法匯總一般施工方法：臺階法施工示意圖一般施工方法：臺階法施工示意圖爆破設計施工圖爆破設計施工圖爆破設計參數(shù)爆破設計參數(shù)分部開挖施工工法實例分部開挖施工工法實例CRD施工工法施工工法 雙眼睛法施工雙眼睛法施工 防水施工圖防水施工圖襯砌施工圖襯砌施工圖全園穿行式模板襯砌臺車全園穿行式模板襯砌臺車3.3 盾構法施工盾構法施工3.3 盾構法施工盾構法施工 盾構法施工（shield driving method）是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構（shield ）是一個既可以支承地層壓力

17、又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開挖土體的裝置，鋼筒的中段安裝有頂進所需的千斤頂；鋼筒的尾部可以拼裝預制或現(xiàn)澆隧道襯砌環(huán)。盾構每推進一環(huán)距離，就在盾尾支護下拼裝一環(huán)襯砌，并向襯砌環(huán)外圍的空隙中壓注水泥砂漿，以防止隧道及地面下沉。3.3 盾構法施工盾構法施工 盾構機，全名叫盾構隧道掘進機，是一種隧道掘進的專用工程機械，現(xiàn)代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能。3.3 盾構法施工盾構法施工 盾構機根據工作原理一般分為： 手掘式盾構手掘式盾構、擠壓式盾構擠壓式盾構、半機械式盾構半機械式盾構（局部氣壓、全

18、局氣壓）、機械式盾構機械式盾構（開胸式切削盾構、氣壓式盾構、泥水加泥水加壓盾構、土壓平衡盾構壓盾構、土壓平衡盾構、混合型盾構、異型盾構） 以下主要以土壓平衡盾構機做簡介。3.3 盾構法施工盾構法施工 土壓平衡盾構機： 屬封閉式盾構。盾構推進時，其前端刀盤旋轉掘削地層土體，切削下來的土體進入土艙。當土體充滿土艙時，其被動土壓與掘削面上的土、水壓基本相同，故掘削面實現(xiàn)平衡(即穩(wěn)定)。以S-261盾構機為列介紹其構成。3.3 盾構法施工盾構法施工 S-261盾構機是由德國海瑞克德國海瑞克公司（Herrenknecht AG）在德國生產制造,直徑為6250mm的土壓平衡式盾構機（簡稱EPB），用于廣州

19、市軌道交通四號線大學城專線【小新盾構區(qū)間】土建工程右線隧道掘進,從新造向小谷圍方向施工。（過新造海） 盾構機主要部位構成有：刀盤、前體、中刀盤、前體、中體、盾尾、管片安裝機、螺旋輸送機、設體、盾尾、管片安裝機、螺旋輸送機、設備橋、拖車及拖車上部件備橋、拖車及拖車上部件等。4.3 盾構法施工盾構法施工S-261盾構機4.3 盾構法施工盾構法施工 盾構機主要有16大系統(tǒng)： 1 、刀盤驅動系統(tǒng)； 2、推進系統(tǒng)； 3、管片安裝系統(tǒng)； 4 、出渣系統(tǒng)； 5、同步注漿系統(tǒng)； 6、保壓泵渣系統(tǒng)； 7、空氣保壓系統(tǒng)； 8、泡沫系統(tǒng)； 9、聚合物系統(tǒng)； 10、膨潤土系統(tǒng)； 11、油脂供應系統(tǒng)； 12、壓縮空氣系

20、統(tǒng)； 13、操作控制系統(tǒng)； 14、配電系統(tǒng)； 15、激光導向測量系統(tǒng)； 16、PDV數(shù)據采集系統(tǒng)等。3.3 盾構法施工盾構法施工 盾構機掘進配套功能主要有： 刀盤旋轉開挖 渣土輸送 掘進 管片安裝 土壓平衡 隧道施工通風等3.3 盾構法施工盾構法施工 1、總體程序： 盾構井施工盾構機吊裝進洞段端頭加固盾構機就位（反力架、導軌、洞門簾幕安裝）洞門破除盾構機負環(huán)段掘進盾構機正常段掘進盾構機正常段換刀盾構機過中間風井（或盾構機過站）盾構機正常段掘進出洞段端頭加固盾構機出洞盾構機拆機盾構機吊出、調頭、轉場3.3 盾構法施工盾構法施工 2、盾構機每環(huán)掘進施工主要內容： 盾構機掘進出渣安裝管片、同步注漿盾

21、構機掘進始始發(fā)發(fā)井井地地表表加加固固3.3 盾構法施工盾構法施工地面運輸系統(tǒng)地面運輸系統(tǒng)3.3 盾構法施工盾構法施工洞內運輸軌道洞內運輸軌道3.3 盾構法施工盾構法施工管片安裝管片安裝3.3 盾構法施工盾構法施工區(qū)間效果圖區(qū)間效果圖三、輔助措施及相關概念三、輔助措施及相關概念 1、注漿施工 2、大管棚施工 3、測量與量測1、 注漿注漿1.1注漿目的：注漿目的：（1）加固地層，確保開挖土體穩(wěn)定、安全；）加固地層，確保開挖土體穩(wěn)定、安全；（2）阻水，減少水土流失，確保開挖施工）阻水，減少水土流失，確保開挖施工在吳說或者少水狀態(tài)下進行。在吳說或者少水狀態(tài)下進行。1.2注漿位置：注漿位置：（1）暗挖隧

22、道開挖掌子面）暗挖隧道開挖掌子面（2）盾構端頭加固）盾構端頭加固3.4 注漿類別注漿類別1.3暗挖隧道注漿分類：暗挖隧道注漿分類： （1）超前注漿）超前注漿 ； （2）二次補充注漿；）二次補充注漿； （3）襯砌背后注漿；）襯砌背后注漿； （4）全斷面注漿。）全斷面注漿。3.4 注漿類別注漿類別1.4盾構施工注漿分類：盾構施工注漿分類：（1）同步注漿；）同步注漿；（2）盾構機始發(fā)或到達段端頭加固注漿（分層）盾構機始發(fā)或到達段端頭加固注漿（分層壓密注漿）；壓密注漿）；（3）二次補漿；）二次補漿；（4）盾構機停機換刀加固注漿；）盾構機停機換刀加固注漿；（5）聯(lián)絡通道施工前的加固注漿。）聯(lián)絡通道施工前

23、的加固注漿。4.4 注漿類別注漿類別1.5漿液分類漿液分類 （1）超前注漿：超前注漿：對掌子面前方的土體進行加固加密，達到加密防水，防止開挖時出現(xiàn)坍塌，漿液根據不同的地質進行調整，一般分為單液漿、雙液漿。 單液漿：水泥漿 雙液漿：水泥漿+水玻璃、水玻璃+弱硫酸 （2）盾構注漿：）盾構注漿：水泥漿+膨潤土+其他1.6注漿設備：注漿設備：牛角泵、注漿機（單液、雙液）2、 大管棚施工大管棚施工首都國際機場線過鐵路管棚施工首都國際機場線過鐵路管棚施工3. 相關概念相關概念 3.1 測量與量測測量與量測3.2 馬頭門馬頭門3.3 初支、二襯初支、二襯3.4 掌子面掌子面3. 1測量與量測測量與量測測量測量與量測量測是不同的兩個概念名詞不同含義不同作用不同3.1 測量與量測測量與量測 3.1.1測量測量：是通過一定的手段和儀器將施工圖紙變?yōu)楝F(xiàn)場實物的技術過程，對一般工程而言，包括控制測量、施工測量、全線的貫通測量?？刂茰y量、施工測量、全線的貫通測量。 1.1 控制測量控制測量：（1）地鐵沿線控制網加密；地鐵沿線控制網加密；（2）地上地下聯(lián)系測量；（）地上地下聯(lián)系測量；（3）洞內導線測量。）洞內導線測量。（引入全線控制測量監(jiān)理）（引入全線控制測量監(jiān)理） 1.2 施工測量施