地鐵施工技術概述課件

地鐵施工技術概述地鐵施工技術概述2、地鐵施工技術主要內(nèi)容2.1地鐵施工方法的選擇2.2車站施工2.3區(qū)間隧道施工2、地鐵施工技術主要內(nèi)容2.1地鐵施工2.1地鐵施工方法的選擇2.1地鐵施工方法的選擇2.1地鐵施工方法的選擇2.1.1主要方法

地鐵車站地鐵區(qū)間明挖順作法暗挖法或礦山法盾構法蓋挖順作法明挖法蓋挖逆作法沉管法暗挖法或礦山法2.1地鐵施工方法的選擇2.1.1主要方法地鐵車站地鐵區(qū)地鐵施工方法選擇主要受工程地質、水文地質、地形地貌、沿線環(huán)境的要求、施工單位的技術水平、施工進度、經(jīng)濟條件等因素限制。2.1地鐵施工方法的選擇地鐵施工方法選擇主要受工程地質、水文地質、地形地貌、沿線環(huán)境2.1地鐵施工方法的選擇2.1.2地鐵車站施工方法⑴地鐵車站的施工應考慮環(huán)境的要求；⑵依據(jù)不同的地質情況、工作環(huán)境，綜合考慮施工進度及安全經(jīng)濟方面的矛盾因素。地鐵車站施工方法如下表所示。2.1地鐵施工方法的選擇2.1.2地鐵車站施工方法序號施工方法環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向1明挖法淺埋車站，有寬闊的施工場地，如京、津、滬、穗地鐵車站進度快，造價低，便于大型機械化施工破壞、污染環(huán)境，影響市區(qū)居民生活，風險大1）開發(fā)大型導板式開鑿機，深層地下連續(xù)墻，樁排墻施工技術；2）預應力鋼支撐技術；3）地面變形監(jiān)控技術4）SMW工法土丁墻支護2礦山法（新奧法）堅硬巖土介質、地下水位低地面影響小，造價低進度慢，勞動強度高，風險大1）多臂鉆孔臺車、自動裝藥引爆裝置；2）光面爆破，噴錨支護，監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋指導設計和施工方法；3）分斷面開挖，眼鏡工法；4）大型土方機械3淺埋暗挖法土體進行凍結、注漿、深層攪拌、管棚法加固，淺埋車站，如北京地鐵地面干擾小，造價低地下作業(yè)風險大，機械化程度低1）發(fā)展可靠的淺地層地基處理技術；2）小型靈活的地下開挖機械；3）可靠的臨時支護措施和機具

地鐵車站施工方法一覽表序施工環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向1明挖法淺埋車站，有寬闊的序號施工方法環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向4蓋挖法市區(qū)淺埋地鐵車站，如上海地鐵1、2號線淮海路和南京路上的站、北京一些地鐵車站占用場地時間短，對地面干擾較小，安全施工工序復雜，交叉作業(yè)，施工條件差1）建立合理的施工管理網(wǎng)絡，交叉施工，流水作業(yè)；2）地下小型施工機具；3）作為永久襯砌支護的地下連續(xù)墻，鉆孔樁柱施工質量控制和托換技術5逆作法車站上面有高層建筑，埋深較深，如上海地鐵新閘路站占用場地時間短，對地面干擾較小，安全施工工序復雜，交叉作業(yè)，施工條件差1）建立合理的施工管理網(wǎng)絡，交叉施工，流水作業(yè)；2）地下小型施工機具；3）作為永久襯砌支護的地下連續(xù)墻，鉆孔樁柱施工質量控制6異型盾構(或鑿巖機法)市區(qū)深埋車站，線路交匯換乘下層車站不影響地面地下生活運營，安全，機械程度高機械復雜，造價高，安裝操作難度大1）開發(fā)研制國產(chǎn)大型三心圓、割圓異型盾構；2）開發(fā)新型襯砌支護材料和施工技術7沉井法軟土地層或水域，較開闊的施工場地，深淺埋小型車站，如上海60年代地鐵試驗段車站分節(jié)制作下沉，進度快，機械化施工，安全周圍地面沉降，地下水位變化，對居民生活有影響，下沉糾偏有一定困難(1)大型沉井制作下沉施工技術；(2)相配套的小型挖土機，坑內(nèi)外降水技術；(3)大型沉井糾偏，防止突沉、超沉、管涌流砂技術續(xù)上表序號施工環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向4蓋挖法市區(qū)淺埋地鐵車站2.1.3地鐵區(qū)間隧道的施工方法⑴沿海城市，飽和軟地層，可以選用盾構法和頂管法等；⑵山區(qū)城市采用新奧法，條件允許應推廣TBM法。目前國內(nèi)外常用地區(qū)間隧道施工方法如下表所示。2.1地鐵施工方法的選擇2.1.3地鐵區(qū)間隧道的施工方法2.1地鐵施工方法的選擇序號施工方法環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向1明挖法市郊施工場地開闊，軟巖和土體，如北京和天津地鐵進度快，工作面大，便于機械和大量勞動力投入破壞環(huán)境生態(tài)，影響交通，帶來塵土和噪聲污1）有效井點降水系統(tǒng)；2）可靠的支撐系統(tǒng)；3）大型土方機械，混凝土攪拌及運輸機械2礦山法（鉆爆法）巖石和堅硬土體，如青島和重慶地鐵地面干擾小，造價低進度慢，勞動強度高，風險大1）多臂鉆孔臺車，自動裝藥引爆裝置；2）光面爆破，噴錨支護，監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋指導設計和施工方法3暗挖法（軟土）埋深較淺對土體進行凍結、注漿、深層攪拌樁加固地基，棚管法加固，淺埋車站，如北京、哈爾濱等城市地鐵地面干擾小，造價低，便于土法上馬機械化程度低，勞動強度高，環(huán)境惡劣，風險大1）發(fā)展可靠的淺地層地基處理技術；2）小型靈活的地下開挖機械；3）可靠的臨時支護措施和機具

地鐵區(qū)間隧道施工方法一覽表 序施工環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向1明挖法市郊施工場地開闊，序號施工方法環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向4盾構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，機械化程度高，安全，工人勞動強度低，進度快(日均8~10m)機械設備復雜，價格昂貴，施工工藝繁，專業(yè)施工隊伍1）開發(fā)適用不同地質條件，自動更換刀盤的氣壓、土壓泥水平衡盾構和頂管，超前探測排障技術；2）鋼纖維擠壓混凝土襯砌；3）三維仿真計算機管理系，管理信息化，自動化4)自動導向，中途對接異型盾構5沉管法跨越江河湖海，軟地基，如廣州、寧波、上海過江隧道造價省，速度快，隧道斷面大封鎖江河水面，專門的駁運、下沉、對接的機具，水下作業(yè)，風險大大型涵管制作及駁運技術；2）地下定位對接、防水技術6鑿巖機法（TBM）堅硬巖石地質，如廣州地鐵速度快，機械化程度高，安全，地面無干擾造價高，使用掌握復雜，刀具易磨損1）開發(fā)國產(chǎn)高性能鑿巖機；2）改進高強合金刀具；3）完善后配套系統(tǒng)；4）超前不良地質探測系統(tǒng)7沉井(連續(xù)沉井)軟弱地層，地域空廣造價省、速度快、工藝成熟對環(huán)境影響，泥漿污染，地面下沉1)不均勻沉降的監(jiān)測設備儀器；2)泥漿或水力減摩措施；3)控制突沉或傾斜方法；4)排隊孤石障礙物設備。續(xù)上表序號施工環(huán)境場地要求優(yōu)點缺點發(fā)展方向4盾構和城市軟地層、深埋2.2車站施工2.2車站施工2.2.1常用施工方法2.2.2工程實例2.2.3發(fā)展與展望2.2車站施工2.2車站施工2.2.1常用施工方法⒈明挖法明挖順作法：從地面自上而下挖開的基坑中自下而上修筑結構。在行業(yè)或國外部分國家,明挖順作法簡稱“明挖法”,蓋挖順作法又名“(臨時)鋪蓋法”,蓋挖逆作法又名“蓋挖法”。2.2車站施工2.2.1常用施工方法⒈明挖法2.2車站施工2.2.1常用施工方法⒈明挖法2.2車站施工2.2.1常用施工方法⒈明挖法2.2車站施工2.2.1常用施工方法1、明挖法⑴特點：施工技術簡單、快速、經(jīng)濟；⑵施工程序：圍護結構施工→內(nèi)部土方開挖→工程結構→管線恢復及覆土；⑶圍護結構：地下連續(xù)墻﹑鉆孔樁（挖孔樁）加旋噴樁止水﹑SMW水泥土加型鋼等。2.2車站施工2.2.1常用施工方法1、明挖法2.2車站施工

明挖順筑法施工工序如下：地下墻施工→內(nèi)井點降水→第一層開挖→設置第一層鋼支撐→第n層開挖→設置第n層鋼支撐→最后開挖→底板混凝土澆筑→最下層支撐拆除→混凝土內(nèi)襯澆筑→拆鋼支撐→頂板混凝土澆筑順筑法車站施工順序示意圖明挖順筑法施工工序如下：順筑法車站施工順序示意圖2.2.1常用施工方法2、蓋挖法2.2車站施工2.2.1常用施工方法2、蓋挖法2.2車站施工蓋挖順作法：在地面修筑維持地面交通的臨時路面及基坑支撐后，自上而下開挖土方至設計坑底標高，再自下而上修筑結構。蓋挖逆作法：開挖地面修筑結構頂板及其豎向支撐結構后，在頂板的下面自上而下分層開挖土方分層修筑結構。2.2.1常用施工方法2、蓋挖法2.2車站施工蓋挖順作法：在地面修筑維持地面交通的臨時路面及基坑支撐后，自蓋挖逆筑工法一般是對交通作短暫封鎖，頂板施工結束后恢復交通；蓋挖順筑法利用臨時性設施維持道路通行，夜間封鎖道路，掀蓋施工。2.2.1常用施工方法2、蓋挖法2.2車站施工蓋挖逆筑工法一般是對交通作短暫封鎖，頂板施工結束后恢復交通；地鐵施工技術概述課件⒉淺埋暗挖法⑴優(yōu)點：避免了大量拆遷、改建工作，減少了對周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響，對城市交通的干擾?。虎剖┕ぴ瓌t：管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測；⑶適用條件：①不允許帶水作業(yè)；②開挖面具有一定的自立性和穩(wěn)定性。⒉淺埋暗挖法暗挖法：是在軟土地層中以加固和處理軟弱地層為前提，采用足夠剛性的復合襯砌結構，選用非敞開分部開挖方式的地下施工法。淺埋暗挖法：是一種在離地表很近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的方法。2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工暗挖法：是在軟土地層中以加固和處理軟弱地層為前提，采用足夠剛

在工程設計中，根據(jù)施工特點，地下工程分為深埋、淺埋、超淺埋地下工程。按照《鐵路隧道設計規(guī)范》規(guī)定，當單線或雙線隧道拱頂深小于：Ⅵ級圍巖石35~40m、Ⅴ級圍巖18~25m、Ⅳ級圍巖石10~14m、Ⅲ級圍巖石5~7m，為淺埋隧道。也可用實測壓力P和垂直土柱重量rh之比來確定，根據(jù)實測資料統(tǒng)計，當P/rh>0.4~0.6為淺埋隧道。問題：淺埋與深埋？2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工

在工程設計中，根據(jù)施工特點，地下工程分為深埋、淺

城市地鐵、地下工程結構斷面變化很大，僅用拱頂埋深確定深埋或淺埋是不妥的，還必須考慮地下工程的跨度大小，跨度大時，對覆土的影響范圍也大。拱頂覆土厚度（H）與結構跨度（D）之比，即H/D稱為覆跨比。當0.6＜H/D≤1.5時，均稱為淺埋；當H/D≤0.6時，均稱為超淺埋。

問題：淺埋與深埋？2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工

城市地鐵、地下工程結構斷面變化很大，僅用拱頂埋深在建筑物密集、管線密布和交通繁忙等情況下避免大量拆遷、改建工作，減少了對周圍環(huán)境的粉塵污染和噪聲影響，對城市交通的干擾小。優(yōu)點：2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測施工原則：在建筑物密集、管線密布和交通繁忙等情況下避免大量拆遷不宜明挖，含水量較小的各種地層，尤其是對地面沉陷要求較嚴，且需修造淺埋的地下工程。在軟弱圍巖淺埋地層中修建山嶺隧道洞口段、城區(qū)地下鐵道及其他淺埋結構物。適用：2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工不宜明挖，含水量較小的各種地層，尤其是對地面沉陷要求較嚴，且北京地鐵西單站橫斷面圖北京地鐵東單站橫斷面圖北京地鐵王府井站橫斷面圖多拱多跨單拱多跨單拱大跨斷面形式2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工北京地鐵西單站橫斷面圖北京地鐵東單站橫斷面圖北京地鐵王府井站北京地鐵五號線崇文門站橫斷面圖北京地鐵五號線蒲黃榆站橫斷面圖斷面形式2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工北京地鐵五號線崇文門站橫斷面圖北京地鐵五號線蒲黃榆站橫斷面圖青島地鐵青紡醫(yī)院站車站主體位于微～未風化的花崗巖中斷面形式2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工青島地鐵青紡醫(yī)院站車站主體位于微～未風化的花崗巖中斷面形式2

第一步：先將鋼管打入地層，然后注入水泥漿或化學漿液，使地層加固。第二步：然后進行短進尺開挖，一般每循環(huán)在0.5-1.0米左右，隨后即作初期支護。

第三步：施作防水層。最后，完成二次支護。常用開挖方法：臺階法分部開挖法施工步驟：施工方法：管棚法、礦山法、盾構法和頂管法。2.2.1常用施工方法3、淺埋暗挖法2.2車站施工第一步：先將鋼管打入地層，然后注入水泥漿或化學漿液，使管棚施工法管棚法——稱傘拱法。是在擬開挖的襯砌拱圈隱埋線上，預先鉆孔安設慣性力矩較大的厚壁鋼管，起超前支護。特點：地下工程開挖前，采用超前注漿管棚支撐土體結構，有效防止地面沉降，適用于大跨度和極破碎巖體地段。分類：短管棚（L<10m）；長管棚（L>10~45m）；板棚（L<10m）采用鋼插板。管棚施工法管棚法——稱傘拱法。是在擬開挖的襯砌拱圈隱埋線上，管棚的布置形式

(a)門字形布置適用洞室跨度較大，邊墻土體不穩(wěn)的情況。(b)口字形布置適用大型洞室松軟土層段。管棚的布置形式(a)門字形布置管棚的布置形式

(c)一字形布置適用洞室跨度不大，僅防上部土層坍塌。(d)半圓拱布置適用大跨度公路，地鐵洞室不穩(wěn)定地段。管棚的布置形式(c)一字形布置管棚法施工管棚法施工管棚透視圖管棚透視圖管棚施工管管棚設計要點

（1）根據(jù)地質條件選擇長度，應保證有足夠的超前長度管棚長度：一般為10~12m，采用分段連接時選4~6m鋼管，縱向以絲扣連接，連接長度不應小于15cm。（2）管棚鋼管采用厚壁鋼管。

管徑70~180mm，鋼管中心間距200~800mm；孔徑比管徑大20~30mm。管棚設計要點（1）根據(jù)地質條件選擇長度，應保證有足夠的超前（3）管棚應沿隧洞縱向水平設置，并在管內(nèi)注漿；橫斷面采用鋼拱架環(huán)向支撐，鋼拱架多采用工字鋼和格柵鋼架。（4）管棚縱向的水平搭接長度不能小于1.5m，外插角1°~2°。（3）管棚應沿隧洞縱向水平設置，并在管內(nèi)注漿；橫斷面采用鋼拱管棚施工（1）開挖工作室：為管棚施工提供操作場地。工作室尺寸：以布置鉆機和鋼管推進機為確定條件。但需超出隧道或洞室輪廓線0.5~1.0m（2）鉆孔鉆孔一般為水平，孔徑比管棚大20~30mm.管棚施工（1）開挖工作室：為管棚施工提供操作場地。管棚施工（3）安裝管棚坍方嚴重地段，一般將管棚的鋼管鉆入，鉆孔和安裝一次完成。小于15m的短孔可用于人工或卷揚機頂入深孔用鉆機頂進，但傾斜度必須控制在1o~2o范圍內(nèi)。管棚施工（3）安裝管棚（4）管棚注漿以水泥砂漿注滿鋼管為止。當圍巖或土層松軟破碎時，可事先在管棚鉆小孔，使?jié){擴散至鋼管周圍。

小導管注漿采用“注漿一段，開挖一段，段段推進”方式，根據(jù)每段的地質和注漿情況及時調整漿液和支護參數(shù)。小導管外露20cm以利于安設注漿管路。管棚施工（4）管棚注漿小導管注漿采用“注漿一段，開挖一段，段段推進在隧道工作面開挖前,沿隧道拱部開挖輪廓線外打入帶孔小導管,并通過小導管向圍巖壓注起膠結作用的漿液,在隧道輪廓線外形成一個0.6m～1.2m厚的弧型加固圈。在此加固圈的保護下即可安全地進行開挖作業(yè)。小導管注漿分單液漿和雙液漿兩種：本工程以雙液漿為主。超前小導管注漿深化超前小導管注漿深化雙液注漿雙液注漿

注漿過程中，嚴格控制注漿壓力，防止出現(xiàn)結構變形、冒漿，危害地下構筑物及地面建筑物等異?，F(xiàn)象。當出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，采用以下措施：降低注漿壓力或采取間隙注漿，直到停止注漿；調整注漿實施方案。注漿過程的控制措施注漿過程中，嚴格控制注漿壓力，防止出現(xiàn)結構變形、冒漿，危挖掘施工需在管棚注漿結束4~8小時后方可進行。(a)挖掘完后，應及時架設鋼拱架：作為初期支護，兩拱架的縱向間距不應大于1.2m，在兩拱架之間應設置直徑為20~22mm的鋼撐桿。(b)噴射砼：噴層應及時，厚度10~15cm.(c)施加二次支護：在二次襯砌和一次襯砌之間一般設一道防水層。砼二次襯砌一般為35~45cm。（5）隧洞挖掘挖掘施工需在管棚注漿結束4~8小時后方可進行。（5）隧洞挖掘鋼拱架結構鋼拱架結構管棚變位、土層沉降監(jiān)控措施管棚法施工在開挖面前1~0.8倍開挖直徑的上方地面會發(fā)生沉陷。沉陷順