地鐵工程主要施工方法培訓講義PPT107

地鐵工程主要施工方法法10/26/2022主要內(nèi)容一、概述二、明挖法三、蓋挖法四、淺埋暗挖挖法五、盾構法六、輔助工法法七、施工監(jiān)測測八、結(jié)束語一、概述1.軌道交通（含含地鐵、輕軌軌等）是解決決城市交通的的重要工具。。2.軌道交通具有有快捷、大運運營、污染小小等優(yōu)點，但但造價高、占占用空間大、、養(yǎng)護和維護護費用高，綜綜合比較前者者大于后者。。3.近年來，我國國軌道交通進進入大發(fā)展時時期，北京、、上海、廣州州等城市每年年以40公里的速度快快速建設。4.地鐵建設具有有一定的風險險：地下修建、工工程地質(zhì)與水水文地質(zhì)條件件復雜多變，，未知因素多多。地上、地下環(huán)環(huán)境復雜，地地面交通、臨臨近建（構））筑物、地下下管線等都構構成施工風險險。技術、理論還還不完善，還還需要靠工程程經(jīng)驗和現(xiàn)場場監(jiān)測，及時時反饋，靈活活調(diào)整施工參參數(shù)，采取信信息化施工。。5.地鐵是一項綜綜合技術：一條地鐵線路路由車站、區(qū)區(qū)間隧道及車車輛場等組成成。地鐵工程包括括土建、軌道道、通風、排排水、機電、、環(huán)控等各種種保障系統(tǒng)。。地鐵工程土建建施工方法主主要有：明挖挖法、蓋挖法法、暗挖法及及盾構法，此此外還有高架架型式、地面面建筑等。因此，地鐵工工程是集房建建、深基坑、、隧道、高架架橋、市政道道路、管線等等的綜合工程程。二、明挖法1.選擇原則：具有交通導改改條件，對現(xiàn)現(xiàn)況交通影響響較小。地上、地下建建（構）筑物物拆遷量少。?？傊?，明挖法法較經(jīng)濟、施施工速度快、、質(zhì)量好、風風險小，具有有明挖條件的的地鐵工程宜宜盡量采用。。2.圍護結(jié)構：地鐵基坑通常常圍護結(jié)構型型式主要有：：〈1〉圍護樁+內(nèi)支撐支護體體系圍護樁可采用用：人工挖孔孔樁、鉆孔灌灌注樁等；內(nèi)支撐可采用用：鋼管或型型鋼格構件（（鋼筋混凝土土撐樁間處理：掛掛網(wǎng)噴射砼、、攪拌樁、旋旋噴鉆孔灌注樁施施工流程開鉆前驗收安裝鋼筋籠清孔放線定樁位埋設護筒制作護筒樁位校核鉆機就位鉆機成孔二次清孔下入灌注導管水下砼澆注配備鉆探設備終孔驗收測孔底沉渣制作優(yōu)質(zhì)泥漿制作鋼筋籠監(jiān)理工程師簽認配備灌注導管設置泥漿循環(huán)系統(tǒng)混凝土輸送商品砼設置隔水塞施工準備鑿樁頭施做冠冠梁及水平鋼鋼腰梁架設鋼支撐及及施加預應力力分層開挖土方方，樁間噴射射混凝土基坑寬度大于于25m，一般鋼支撐撐中間增加臨臨時支柱〈2〉圍護樁+外拉錨支護體體系對于開挖寬度度較大的基坑坑，設臨時支支柱會降低土土方開挖速度度，且對結(jié)構構和防水施工工不利，此時時可采取預應應力錨索?！?〉土釘墻或土釘釘墻與圍護樁樁組成聯(lián)合支支護體系土釘墻設計坡坡度一般1：0.3；土釘層距一般般1.5m、間距1.5～2.0m；坡面鋪設Φ6@150×150mm鋼筋網(wǎng)，然后后噴射8～10cm砼↑洛陽鏟成孔土釘墻施工（（按土釘層距距分層開挖土土方）↓機械成孔〈4〉其他支護型式式上述支護型式式在有地下水水時，應采取取降水措施。。為保護水資資源，可采取取圍護止水措措施，包括地地下連續(xù)墻、、灌注樁＋樁樁間旋噴樁、、咬合樁等。。地下連續(xù)墻施施工地下連續(xù)墻施施工工藝流程程3.主體結(jié)構與防防水施工：基坑土方落底底后，自下而而上施做主體體結(jié)構與防水水。明挖法車站示示意圖（雙層層三跨車站））明挖法車站施施工步驟示意意圖（雙層三三跨車站）4.明挖施工安全全控制要點：：控制超載，做做好排水；腰梁連續(xù)，背背后填實；施工監(jiān)測，三三級管理；隨挖隨撐，嚴嚴禁超挖；遇水及排，防防止塌方；旁站監(jiān)理，確確保質(zhì)量。三、蓋挖法1.選擇原則：交通繁忙，且且可短期封閉閉。建（構）筑物物變形控制要要求嚴格。2.蓋挖法分類：：蓋挖逆作法蓋挖半逆作法法蓋挖順作法鋪蓋法3.蓋挖順作法施施工流程：蓋挖順作法車車站施工步驟驟示意圖（雙雙層三跨車站站）4.蓋挖逆作法施施工流程：蓋挖逆作法車車站施工步驟驟示意圖（雙雙層三跨車站站）5.蓋挖法施工關關鍵技術：支護結(jié)構沉降降控制；中柱（樁）定定位與施工；；頂板及中板保保護下的土方方開挖；邊墻二襯施工工；防水施工。6.蓋挖法施工安安全控制要點點：基本要求同明明挖法；分層開挖中支支護體系的穩(wěn)穩(wěn)定；站臺層開挖：：增加臨時支支撐，分條分分幅開挖。四、淺埋暗挖挖法1.基本原理：淺埋暗挖法是是基于巖石隧隧道新奧法（（NATM）的基本原理理，針對城市市地下工程的的特點，于八八十年代在北北京地鐵第四四紀軟土中開開創(chuàng)出的新方方法。隧道道開挖前，采采取輔助土體體加固技術，，提高地層自自穩(wěn)能力；隧隧道開挖時，，利用圍巖短短暫自穩(wěn)能力力適時封閉支支護，使圍巖巖與支護體共共同作用，承承擔土層與施施工期內(nèi)的全全部荷載；最最后，在初期期支護保護下下施做防水和和二襯砼，形形成復合襯砌砌結(jié)構承擔擔使用荷載的的這樣一種綜綜合施工技術術。淺埋暗挖法強強調(diào)預支護，，及時支護，，控制地面的的沉降。2.基本原則：十八字方針＋＋無水開挖（（降水或止水水）1）管超前：指采用超前前導管注漿防防護，實際上上就是采用超超前預加固支支護的各種手手段，提高工工作面的穩(wěn)定定性，防止圍圍巖松弛和坍坍塌；2）嚴注漿：在超前預支支護后，立即即進行壓注水水泥砂漿或其其它化學漿液液，填充圍巖巖空隙，使隧隧道周圍形成成一個具有一一定強度的結(jié)結(jié)構體，以增增強圍巖的自自穩(wěn)能力；3）短開挖：即限制1次進尺的長度度，減少對圍圍巖的松弛；；4）強支護：在淺埋的松松軟地層中施施工，初期支支護必須十分分牢固，具有有較大的剛度度，以控制開開挖初期的變變形；5）快封閉：在臺階法施施工中，臺階階長宜為2～3m，即“短臺階階”。上下臺臺階應同步進進行，實現(xiàn)快快速封閉；6）勤量測：對隧道施工工過程進行經(jīng)經(jīng)常性的量測測，掌握施工工動態(tài)，及時時反饋，是淺淺埋暗挖法施施工成敗的關關鍵。3.開挖方法：根據(jù)不同斷面面和地質(zhì)條件件選擇相應的的施工方法〈1〉正臺階法第一步：拱部部超前注漿小小導管施工第二步：上斷斷面環(huán)形開挖挖留核心土第三步：下斷斷面開挖第四步：鋪設設防水板，由下至上上模筑二襯〈2〉中隔壁法（CD法）第一步：左上斷面開挖第二步：左下斷面開挖第三步：右上斷面開挖第四步：右下斷面開挖第五步：隧道仰拱防水層鋪設及模筑二襯第六步：滿鋪防水層，隧道拱墻二次襯砌〈3〉交叉中隔壁法（CRD法）〈4〉雙側(cè)壁導坑法法（眼鏡法））第一步第二步第三步第四步第五步第六步〈5〉側(cè)洞法第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步第八步〈6〉中洞法〈7〉洞樁法之一一〈7〉洞樁法之二二五、盾構法法1.盾構法盾構法是一一種完全使使用機械修修建隧道的的施工方法法。盾構是一種種既能承受受圍巖壓力力，又能在在地層中自自動前進的的，以圓筒筒形為主的的隧道工程程機械，它它一邊掘進進一邊出土土，同時安安裝襯砌（（結(jié)構）的的施工機械械設備。現(xiàn)代化盾構構集機、電電、液、傳傳感、信息息技術于一一體，具有有開挖切削削土體、輸輸送土碴、、拼裝隧道道襯砌、測測量導向糾糾偏等功能能。盾構外形圖圖之一（胸胸板式刀盤盤）盾構外形圖圖之二（輻輻條式刀盤盤）盾構機的組組成盾構機由三三部分組成成切口環(huán)：切切削土層；；支承環(huán)：主主要設備艙艙、千斤頂頂、出土器器；盾尾：襯砌砌安裝及注注漿。盾構機的構構造盾構機的種種類盾構機全敞開式手掘式半機械式機械式半開敞式擠壓式密封式泥水式土壓式土壓式泥土加壓式手掘式盾構構機手掘式盾構構機的正面面是開敞的的，通常設設置防止開開挖頂面坍坍塌的活動動前檐及上上承千斤頂頂、工作面面千斤頂及及擋土千斤斤頂。開挖挖采用鐵鍬鍬、鎬、碎碎石機等開開挖工具人人工進行。。這種盾構機機適應的土土質(zhì)是自穩(wěn)穩(wěn)性強的洪洪基層壓實實的砂、砂砂礫、固結(jié)結(jié)粉砂和粘粘土。對于于開挖面不不能自穩(wěn)的的沖擊層軟軟弱砂層、、粉砂和粘粘土，施工工時必須采采用穩(wěn)定開開挖面的輔輔助施工法法。半機械式盾盾構機半機械式盾盾構進行開開挖及裝運運石渣都采采用專用機機械，配備備液壓鏟土土機、臂式式刀盤等挖挖掘機械和和皮帶運輸輸機等出渣渣機械，或或配備具有有開挖與出出渣雙重功功能的機械械以圖省力力。為防止開挖挖面頂部坍坍塌，盾構機安裝了了活動前檐檐、半月形形千斤頂。這種種盾構機適適用于以洪洪積層的砂、砂砂礫、固結(jié)結(jié)粉砂和粘粘土為主的土質(zhì)質(zhì)。也可用用于軟土層層，但必須同時時采用壓氣氣施工法或或降低地下水位位、改良地地基等輔助助措施。半機械式盾盾構機機械式盾構構機機械式盾構構機前面裝裝備有旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)式刀盤，增大大了盾構機機的挖掘能能力。開挖的土砂砂通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鏟斗和斜斜槽裝入皮帶運送送機。由于于圍巖開挖挖和排土可以連續(xù)續(xù)進行，縮縮短了工期期，減少了作業(yè)人人員。這種盾構適適用的土質(zhì)質(zhì)與半機械械式、半機械式盾盾構機適用用的一樣。。擠壓式盾構構機擠壓式盾構構機是在開開挖面的稍稍后方設置隔墻，在在隔墻上設設置孔口面面積可調(diào)的的排土口。盾盾構機正面面貫入圍巖巖向前推進進，使貫入部位位土砂流動動，由孔口口部位絞出出，進行排土。。開挖面的穩(wěn)穩(wěn)定是靠調(diào)調(diào)節(jié)孔口大大小和排土阻力，使使千斤頂推推力和開挖挖面土壓達達到平衡來實現(xiàn)現(xiàn)。這種盾構機機適用于自自穩(wěn)性差、、流動性很大的軟粘粘土和粉砂砂質(zhì)圍巖，，而不適用用于含砂率高的的圍巖和硬硬質(zhì)地層。。擠壓式盾構構機盾構機的選選擇根據(jù)地質(zhì)條條件選擇不不同類型的的盾構機械械。當前地鐵使使用盾構機機主要為加加泥式或土土壓平衡式式，也有采采用泥水式式盾構的；；盾構機在有有水地層中中不需降水水也能進行行推進。2.盾構法施工工概貌施工步驟：：建始發(fā)井→在井內(nèi)安裝裝盾構機→推進、同時時出土及安安裝管片→同步注漿（（防止地層層沉降及固固定管片））→進入接收井井及拆除盾盾構機施工框圖掘削壁后注漿拼裝管片排土掘削土搬出掘削土処理場外搬出管片搬入管片保管貼防水材坑內(nèi)搬入管片搬送盾構法施工工概貌圖3.盾構的始發(fā)發(fā)和接收第一、盾構構施工，必必須設置盾盾構始發(fā)井井和接收井井。第二、地鐵鐵區(qū)間長度度超過600m規(guī)范規(guī)定必必須設置聯(lián)聯(lián)絡通道，，用以安全全疏散人員員。第三、始發(fā)發(fā)井、接收收井及聯(lián)絡絡通道施工工采用基坑坑支護和礦礦山法施工工技術。盾盾構施工人人員必須重重視和熟悉悉。盾構的始發(fā)發(fā)井和接收收井處于始發(fā)狀狀態(tài)的盾構構機盾構豎井盾構始發(fā)臺臺盾構始發(fā)盾構反力臺臺入口的墊襯襯盾構始發(fā)井井與接收井井端頭地層層加固加固的目的的：防止地表沉沉陷，控制制掌子面穩(wěn)穩(wěn)定，防止止地下水涌涌入。加固范圍及及要求：控制K=10-8mm/s，R=0.5~0.8Mpa。根據(jù)洞口口圍巖的水水、土側(cè)壓壓力及盾構構推進方向向，隧道進進出洞端頭頭地層加固固范圍為：：始發(fā)井長長度6-8m，接收井長長度4-6m，寬12m，具體范圍圍為：沿隧隧道軸線方方向自混凝凝土灌注樁樁外皮開始始往外，隧隧道兩側(cè)各各3m，隧道上部部3.5m，隧道底部部以下1.95m，如下圖。。加固方法：：在盾構機始始發(fā)及到達達洞口時對對封門的拆拆除會使工工作面處于于開放狀態(tài)態(tài)，如處理理不當，會會引起周圍圍圍巖的坍坍塌，甚至至會造成土土體涌入盾盾構工作井井中，造成成極大的損損失和危害害。另外，，為了保持持盾構機剛剛進入土體體中時，機機頭盾尾具具有相同的的剛度，保保持良好的的初始掘進進姿態(tài)，均均須進行隧隧道端頭洞洞口的加固固工作。平面圖

剖面圖

地層加固范范圍4.管片及防水水管片寬1.2m、1.5m，每環(huán)6塊管片的儲存存及搬運管片搬運臺臺車管片的拼裝裝圖K管片為避免應力力集中應錯錯縫拼裝用螺栓將管管片連接管片的自動動拼裝管片的密封封材料充填材料防防水5.盾構掘進管片拼裝；；控制盾構姿姿態(tài)；推進力保持土壓；；控制出土量量；同步注漿。。6.注漿同步注漿；；二次注漿。?？刂频貙映脸两?，保護護建（構））筑物。7.聯(lián)絡通道施施工管片拆除時時（鋼管片片）做好臨臨時支護及及防護；暗挖進馬頭頭門時加強強支護；采取超前探探測，提早早判定前方方土層狀態(tài)態(tài)；超前小導管管注漿，環(huán)環(huán)形土開挖挖；做好施工監(jiān)監(jiān)測；做好風險預預案。8.風險控制與與措施進出洞地層層加固；推進參數(shù)控控制與調(diào)整整；聯(lián)絡通道施施工。六、輔助工工法根據(jù)地質(zhì)條條件和施工工方法，選選用不同輔輔助工法。。1.降水施工在有水地層層進行明挖挖、蓋挖、、暗挖，以以及盾構始始發(fā)井、接接收井和聯(lián)聯(lián)絡通道施施工，有條條件的地方方應首先采采取降水措措施，確保保無水作業(yè)業(yè)。降水方法：：管井降水；；水平井降水水。水資源保護護管井降水就就是在區(qū)間間隧道的兩兩側(cè)(一般要求≥2.0m)布置降水井井點，在每每眼井中安安裝抽水泵泵，通過抽抽水形成水水位降落漏漏斗，各個個降水井抽抽水形成群群井水位降降落漏斗疊疊加，以此此來達到降降低施工范范圍內(nèi)地下下水位的目目的。水平井降水水是由不同深深度上若干干水平輻射射管和—個豎直大井井所組成的的輻射型抽抽水裝置組組合。水平平輻射井是是用來匯集集含水層中中的地下水水至豎井內(nèi)內(nèi)。豎直大大井一般有有兩個作用用：一是通通過豎井，，設置施工工平臺，開開鑿不同深深度和不同同方向上的的水平輻射射管；二是是匯集由水水平輻射管管流人的地地下水，并并設置潛水水泵將這部部分地下水水排至地表表。水平平井井結(jié)結(jié)構構示示意意圖圖2.注漿漿加加固固地地層層小導導管管注注漿漿；；長管管棚棚；；深孔孔注注漿漿。。一般般情情況況下下多多采采用用小小導導管管注注漿漿，，當當小小導導管管注注漿漿不不能能滿滿足足開開挖挖安安全全和和建建（（構構））筑筑物物保保護護時時，，往往往往增增加加長長管管棚棚，，或或有有堵堵水水要要求求時時采采用用深深孔孔注注漿漿。。（1）小小導導管管注注漿漿（2）長長管管棚棚（3）深深孔孔注注漿漿3.水平平凍凍結(jié)結(jié)凍結(jié)結(jié)法法是是利利用用人人工工制制冷冷技技術術，，在在凍凍結(jié)結(jié)孔孔中中循循環(huán)環(huán)低低溫溫鹽鹽水水，，使使地地層層中中的的水水結(jié)結(jié)冰冰，，將將松松散散含含水水巖巖土土變變成成人人工工凍凍土土，，增增加加其其強強度度和和穩(wěn)穩(wěn)定定性性，，在在要要開開挖挖體體周周圍圍形形成成封封閉閉的的連連續(xù)續(xù)凍凍土土帷帷幕幕，，以以抵抵抗抗土土壓壓、、水水壓壓并并隔隔絕絕地地下下水水與與開開挖挖體體之之間間的的聯(lián)聯(lián)系系，，以以便便在在凍凍結(jié)結(jié)壁壁的的保保護護下下，，進進行行掘掘砌砌作作業(yè)業(yè)。。4.水平平旋旋噴噴與與攪攪拌拌樁樁水平平旋旋噴噴樁樁是是以以高高壓壓泵泵為為動動力力源源,通過過水水平平鉆鉆機機鉆鉆桿桿、、噴噴嘴嘴把把配配制制好好的的漿漿液液噴噴射射到到土土體體內(nèi)內(nèi),噴射射流流以以巨巨大大的的能能量量將將一一定定范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的土土體體射射穿穿,并在在噴噴嘴嘴作作緩緩慢慢旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)和和進進退退的的同同時時切切割割土土體體,強制制土土顆顆粒粒與與漿漿液液攪攪拌拌混混合合。。待待漿漿液液凝凝固固后后,形成成水水平平圓圓柱柱狀狀水水泥泥土土固固結(jié)結(jié)體體即即水水平平旋旋噴噴樁樁,當旋旋噴噴樁樁相相互互咬咬合合后后,在隧隧道道拱拱頂頂及及周周邊邊形形成成封封閉閉的的水水平平旋旋噴噴帷帷幕幕體體，，起起到到加加固固地地層層和和止止水水的的作作用用。。a、控控制制好好提提升升速速度度。。b、地地層層選選擇擇，，礫礫石石層層成成樁樁問問題題。。c、注注漿漿對對周周圍圍環(huán)環(huán)境境調(diào)調(diào)查查，，特特別別是是砂砂層層中中地地下下水水流流動動速速度度。。d、垂垂直直旋旋噴噴和和水水平平旋旋噴噴。。e、注注意意壓壓噴噴傷傷人人。。測量定位鉆機就位鉆孔施工插入注漿管噴射作業(yè)拔管清洗機具移開鉆機回填注漿配套設備就位水泥漿拌制水泥漿輸送旋噴樁施工工藝流程圖旋噴噴樁樁法法施施工工關關鍵鍵技技術術5.臨近近地地下下管管線線與與建建（（構構））筑筑物物的的保保護護注漿漿加加固固地地層層；；注漿漿抬抬升升；；設隔隔離離樁樁；；基礎礎托托換換。。6、淺淺埋埋暗暗挖挖法法關關鍵鍵部部位位的的施施工工技技術術豎井井施施工工：：鎖口口圈圈梁梁----控制制沉沉降降、、防防雨雨水水灌灌入入。。豎向向連連接接鋼鋼筋筋----加強強四四個個角角部部的的拉拉結(jié)結(jié)。。土方方開開挖挖----對角角開開挖挖。。支護護錨錨桿桿----控制制沉沉降降，，與與格格柵柵鋼鋼筋筋焊焊接接。。豎井井初初襯襯在在““馬馬頭頭門門””部部位位----增加加豎豎向向加加強強格格柵柵。?！榜R馬頭頭門門””施施工工水平平管管棚棚（（一一般般長長8m）或或水水平平小小導導管管（（一一般般長5m）作作超超前前支支護護。。采用用分分塊塊破破除除、、臺臺階階法法進進洞洞，，密密排排兩兩品品格格柵。。上上導導洞洞進進洞洞2~3m封閉閉掌掌子子面面，，再再破破除除““馬馬頭門門””下下部部分分結(jié)結(jié)構構，，開開挖挖下下導導洞洞。。單側(cè)側(cè)進進洞洞15m，再再開開另另一一側(cè)側(cè)。。高大大斷斷面面，，特特別別是是直直墻墻拱拱結(jié)結(jié)構構，，應應先先施施工工二二襯或或臨臨時時支支撐撐后后，，再再破破““馬馬頭頭門門””。。斷面面過過渡渡地鐵鐵渡渡線線段段、、人人防防段段等等經(jīng)經(jīng)常常遇遇到到不不同同斷斷面面的的連連接接。。由大大斷斷面面向向小小斷斷面面過過渡渡，，應應做做好好封封堵堵端端墻墻。。由小小斷斷面面向向大大斷斷面面過過渡渡，，采采用用暗暗挖挖隧隧道道斷斷面面逐逐漸漸擴大大法法。。擴擴大大角角度度一一般般為為30°°~45°°，若若大大于于45°°小導導管超超前前棚棚護護作作用用較較差差,搭接接長長度度應應增增加加。。斷面面擴擴大大時時格格柵柵間間距距應應調(diào)調(diào)小小。。注意意每每品品格格柵柵