城市地鐵車站施工(暗挖、蓋挖、明挖)課件

城市地鐵施工概論城市地鐵施工概論1

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(jìn)步。本文只是對這些工法作一次系統(tǒng)梳理，同時(shí)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。前言軌道交通作為城市重大的公益性基2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(diǎn)，以格柵（或其他鋼結(jié)構(gòu)）和錨噴作為初期支護(hù)手段，遵循“新奧法”大部分原理，按照“十八字”原則（即管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測）進(jìn)行隧道的設(shè)計(jì)和施工，謂之城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)。第一章城市地下工程淺埋暗挖技術(shù)3

“新奧法”的核心是以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，使圍巖成為支護(hù)體系的組成部分，支護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)有一定剛度。設(shè)計(jì)時(shí)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(diǎn)。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(hù)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(dǎo)設(shè)計(jì)施工等。二、淺埋暗挖與“新奧法”（NATM）“新奧法”的核心是以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為4三、淺埋暗挖技術(shù)的特點(diǎn)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(kuò)大爬高轉(zhuǎn)彎等）開挖，由明挖進(jìn)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(shí)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(gè)特點(diǎn)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(gè)合理的機(jī)構(gòu)型式和正確的施工方法能起到事半功倍的作用。三、淺埋暗挖技術(shù)的特點(diǎn)淺埋暗挖技術(shù)從減少城市地表沉陷考5四、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。單跨隧道（洞）開挖寬12m開挖寬1216m開挖寬1622m臺階開挖法CD法CRD法PBA法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法四、常用的單跨隧道淺埋暗挖方法1.開挖方法選擇單跨隧道（洞）62.施工順序各種施工方法的施工順序如圖2所示2.施工順序73.臺階法施工臺階法是最基本、運(yùn)用最廣泛的施工方法，而且是實(shí)現(xiàn)其它施工方法的重要手段。當(dāng)開挖斷面較高時(shí)可進(jìn)行多臺階施工，每層臺階的高度常用3.5～4.5m，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：3.臺階法施工8進(jìn)行臺階開挖時(shí)的輔助施工方法①環(huán)狀開挖留核心土并設(shè)鎖腳錨管進(jìn)行臺階開挖時(shí)的輔助施工方法9②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：②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10③初次支護(hù)背后注漿④特殊不良地質(zhì)條件在上臺階的底部設(shè)臨時(shí)仰拱，或者在上臺階的拱頂下設(shè)臨時(shí)立柱，有利于減少圍巖的收斂和拱頂?shù)南鲁痢＂鄢醮沃ёo(hù)背后注漿④特殊不良地質(zhì)條件在上臺階的底部設(shè)臨時(shí)仰拱114.CD法和CRD法（中隔墻法和交叉中隔墻法）CD、CRD法施工效果對比施工方法地表總沉陷(mm)地表沉降最大化傾斜率側(cè)向水平位移(mm)CD77～846‰20CRD26～302.3‰94.CD法和CRD法（中隔墻法和交叉中隔墻法）CD、CRD法12CRD工法施工實(shí)例CRD工法施工實(shí)例135.PBA法6.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法工程實(shí)例5.PBA法6.雙側(cè)壁導(dǎo)坑法雙側(cè)壁導(dǎo)坑法工程實(shí)例14五、單跨隧道分部開挖完成及進(jìn)行二次襯砌應(yīng)遵循的原則五、單跨隧道分部開挖完成及進(jìn)行二次襯砌應(yīng)遵循的原則15城市地鐵車站施工(暗挖、蓋挖、明挖)ppt課件16城市地鐵車站施工(暗挖、蓋挖、明挖)ppt課件17城市地鐵車站施工(暗挖、蓋挖、明挖)ppt課件18六、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(hù)；Ⅱ、柱底縱梁和鋼管柱；Ⅲ、左右洞底板；Ⅳ、分邊墻和左、右洞樓板；Ⅴ、左、右洞其余邊墻和拱部；6、中洞上臺階環(huán)形開挖；Ⅶ、中洞拱部；8、中洞樓板以上土方開挖；Ⅸ、中洞樓板；10、中洞其余部份開挖；Ⅺ、中洞底板。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192.PBA法1、上下導(dǎo)坑錯(cuò)開距離開挖（包括初支）；Ⅱ、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）；Ⅴ、中洞拱部襯砌；Ⅵ、側(cè)洞拱部襯砌；7、樓板以上土體開挖；Ⅷ、樓板澆砼；9、剩余部分土體開挖；Ⅹ、底板及底部邊墻襯砌；Ⅺ、站臺板澆筑。2.PBA法1、上下導(dǎo)坑錯(cuò)開距離開挖（包括初支）；Ⅱ、孔樁203.中洞法1、用CRD法開挖中洞（包括初期支護(hù)和施工支護(hù)）；Ⅱ、中洞底板底縱梁；Ⅲ、鋼管柱、樓板；Ⅳ、柱頂縱梁和中洞拱部；5、用臺階法開挖左、右洞；Ⅵ、左右洞底板；Ⅶ、左右洞部分邊墻和樓板；Ⅷ、左右洞其余邊墻和拱部。3.中洞法1、用CRD法開挖中洞（包括初期支護(hù)和施工支護(hù)）；214.柱洞法1、臺階法開挖柱洞（包括初期支護(hù)和施工支護(hù)）；Ⅱ、底縱梁、中柱、頂縱梁；3、中洞上臺階開挖；Ⅳ、中洞拱部；5、用臺階法開挖中洞樓板以上部分；Ⅵ、中洞樓板；7、中洞其它部分開挖；Ⅷ、中洞底板；9、臺階開挖左右洞；Ⅹ、左右洞底板；Ⅺ、左右洞部分邊墻和樓板；Ⅻ、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(hù)和施工支護(hù)）；Ⅱ、225.分離島式車站施工方法5.分離島式車站施工方法23七、淺埋暗挖二十問一問：“十八字方針”是什么？二問：超前小導(dǎo)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(diǎn)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(shí)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、淺埋暗挖二十問一問：“十八字方針”是什么？二問：超前小導(dǎo)24七問：天天都量測，然而你重視分析量測成果嗎？即時(shí)采取對策嗎？八問：二次襯砌的保護(hù)層有何作用？迎水面的保護(hù)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(shí)注漿？注什么漿液？十一問：二襯導(dǎo)墻是怎么回事？為什么要與仰拱同時(shí)澆注？十二問：你在乎豎井周邊堆土的荷載和動載影響嗎？七問：天天都量測，然而你重視分析量測成果嗎？即時(shí)采取對策嗎？25十三問：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、下半斷面開挖十三問：開馬頭門有什么原則？1、馬頭門加固環(huán)2、超前管26十五問：掌子面都需要封閉嗎？十四問：大斷面采用CRD或雙側(cè)壁導(dǎo)坑施工，完成初次支護(hù)后，是采用分部二襯還是使用臺車進(jìn)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(fēng)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(shí)現(xiàn)暗挖隧道的機(jī)械化施工?十七問：任何地質(zhì)條件都必須采用小導(dǎo)管超前予注漿嗎？二十問：請談?wù)劙低谒淼赖耐L(fēng)方式十五問：掌子面都需要封閉嗎？十四問：大斷面采用CRD或雙側(cè)壁27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(hù)樁和結(jié)構(gòu)主體樁柱，然后將結(jié)構(gòu)蓋板置于樁（圍護(hù)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。第二章地鐵車站蓋挖法逆作施工一、概述28快速覆蓋，縮短中斷交通的時(shí)間；自上而下由頂板、中隔板及水平支撐，剛度大，在一個(gè)相對安全環(huán)境里作業(yè)；占地少，回填量小；可分層施工，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(diǎn)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(shí)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(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對基坑圍護(hù)樁（墻）的支護(hù)作用。其工法特點(diǎn)是：二、蓋挖逆作法的施工特點(diǎn)29三、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。三、蓋挖逆作法的施工步驟：30城市地鐵車站施工(暗挖、蓋挖、明挖)ppt課件31城市地鐵車站施工(暗挖、蓋挖、明挖)ppt課件32四、蓋挖逆作法的關(guān)鍵技術(shù)五、蓋挖逆作實(shí)施過程容易被忽略的幾個(gè)問題四、蓋挖逆作法的關(guān)鍵技術(shù)五、蓋挖逆作實(shí)施過程容易被忽略的幾個(gè)33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(fēng)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?yàn)椴徽搹氖┕さ碾y易程度、工程造價(jià)、工期、風(fēng)險(xiǎn)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(hù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)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。第三章地鐵明挖施工一、概述34.明挖車站框架式結(jié)構(gòu)圖.明挖車站框架式結(jié)構(gòu)圖35二、前期準(zhǔn)備工作三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)二、前期準(zhǔn)備工作三、圍護(hù)結(jié)構(gòu)36平整場地加工護(hù)筒鋼筋籠制作吊裝鋼筋籠測量沉碴厚度施工準(zhǔn)備測量定位沉埋護(hù)筒鉆機(jī)就位鉆進(jìn)清孔鋼筋籠就位二次清孔灌水下混土混凝土養(yǎng)生起拔護(hù)筒鑿除樁頭、施工冠梁測量鉆孔深度、斜度、直徑設(shè)隔水裝置設(shè)溜槽和漏斗斗鉆孔注泥漿泥漿循環(huán)廢漿排棄拼裝導(dǎo)管檢查導(dǎo)管坍落度測試土商品砼運(yùn)輸商品砼生產(chǎn)供水循環(huán)池沉淀池圖2.鉆孔樁施工流程圖（一）鉆孔灌注樁1、鉆孔灌注樁施工流程2、鉆孔常見故障3、鉆孔樁水下混凝土灌注常見故障平整場地加工護(hù)筒鋼筋籠制作吊裝鋼筋籠測量沉碴厚度施工準(zhǔn)備測量37（二）人工挖孔樁（三）土釘墻（二）人工挖孔樁（三）土釘墻38四、土方開挖原則五、支撐體系（一）錨桿圖3.錨桿施工流程圖漿液檢查施工準(zhǔn)備基坑開挖鉆孔清孔插入錨桿灌注漿液封口施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備合格不合格四、土方開挖原則五、支撐體系（一）錨桿圖3.錨桿施工流程圖漿39（二）鋼圍檁及鋼支撐Ⅰ、支撐預(yù)驗(yàn)收