地下鐵道施工方法選擇

1、 1地下鐵道施工方法的選擇及對周圍環(huán)境的影響主講：劉主講：劉 勇勇 博士教授博士教授 2第一部分 施工方法的選擇第二部分施工對周圍環(huán)境的影響 3第一部分LOGO第4頁一一施工方法分類施工方法分類 地鐵隧道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、經濟條件等因素限制。 明挖法蓋挖法礦山法新奧法盾構法沉管法掘進機法頂進法LOGO第5頁 1、方法概述二二明挖法明挖法開挖基坑修筑襯砌回填土石恢復路面LOGO第6頁二二明挖法明挖法明挖順作法施工步驟明挖順作法施工步驟(a)基坑圍護(b)開挖及第一道撐(c)開挖(d) 結構施工(e) 埋設物放置(g) 恢

2、復路面(f) 回填演示演示LOGO第7頁2、分類二二明挖法明挖法邊坡面不加支護的基坑無圍護結構的基坑 噴混凝土面和錨桿護坡基坑有圍護結構的基坑鋼板樁圍護基坑 鋼筋混凝土鉆孔灌注樁圍護工字鋼樁圍護基坑 人工挖孔樁圍護基坑地下連續(xù)墻圍護基坑土釘墻圍護基坑深層攪拌樁圍護基坑明挖法基坑類型 在選擇基坑類型時，應根據(jù)隧道所處位置、隧道埋深、工程地質和水文地質條件，因地制宜地確定。LOGO第8頁在城市地下工程采用明挖法施工時，為了防止塌方，保證施工安全，在基坑(槽)開挖深度超過一定限度時，土壁應做成有斜率的邊坡，以保證土坡的穩(wěn)定。工程中常稱為放坡。3 3敞口放坡基坑敞口放坡基坑LOGO第9頁4 4具有圍護

3、結構的基坑具有圍護結構的基坑分濕法(噴漿)及干法(噴粉) 。施工過程大致可分為：(1)樁架定位及保證垂直度 (2)預攪下沉 (3)制備水泥漿 (4)提升、噴漿并攪拌 (5)重復攪拌或重復噴漿 (6)移位1深層攪拌樁 LOGO第10頁樁架定位預攪下沉12LOGO第11頁下沉至底并壓漿噴漿攪拌上升34LOGO第12頁噴漿攪拌上升重復攪拌下沉56LOGO第13頁重復攪拌下沉重復攪拌上升78LOGO第14頁成樁移機，重復前面過程910LOGO第15頁 排樁支護可采用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、預制鋼筋混凝土板樁、工字鋼樁或鋼板樁等。 排樁支護結構可分為：柱列式排樁支護，連續(xù)排樁支護，組合式排樁支護三種。(

4、1)柱列式排樁支護：當邊坡土質較好、地下水位較低時，可利用土拱作用，以稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁支擋土坡。 2 2排樁支護排樁支護LOGO第16頁(2)連續(xù)排樁支護 ：在軟土中支擋樁應該連續(xù)密排。 開挖側樹根樁或注漿2 2排樁支護排樁支護LOGO第17頁bU形2b(3)組合式排樁支護:在地下水位較高的軟土地區(qū)，可采用鉆孔灌注樁排樁與水泥土樁防滲墻組合的。 開挖側2 2排樁支護排樁支護LOGO第18頁(1)板樁常用的板樁類型有鋼板樁和鋼筋砼板樁。 鋼板樁 截面形式：U形、Z形和直腹板式。 優(yōu) 點：板樁材料質量可靠，在軟弱土層中施工速度快，施工也較簡單，并且有較好的擋水性，臨時性結構的鋼板樁可拔出多

5、次重復使用，降低成本。2 2排樁支護排樁支護LOGO第19頁2 2排樁支護排樁支護U形Z形LOGO第20頁2 2排樁支護排樁支護LOGO第21頁2 2排樁支護排樁支護LOGO第22頁2 2排樁支護排樁支護LOGO第23頁工字鋼腰梁橫撐樁槽鋼橡木楔橫撐支撐角鋼楔襯木木條樁2 2排樁支護排樁支護(2)工字鋼樁LOGO第24頁樁的排列方式一般為一根素混凝土樁(A樁)和一根鋼筋混凝土樁(B樁)間隔布置，A樁采用超緩凝型混凝土(緩凝時間視施工需要而定)，B樁采用普通混凝土。先施工A樁，在A樁初凝前施工B樁，并利用套管鉆機的切割能力切掉A樁相交部分的混凝土，使B樁嵌入A樁，形成相互咬合。AABBDd鉆孔咬

6、合樁平面示意圖3 3鉆孔咬合樁鉆孔咬合樁LOGO第25頁(1)施工方法采用三軸或多軸型旋轉攪拌鉆孔，一邊鉆進一邊由鉆頭向外噴出水泥固化劑，經與地基土反復攪拌形成均一的水泥土混合體，并在其接硬前插入涂滿“減摩劑”的型鋼作為加勁材料，待水泥土硬化后便成為具有一定強度和剛度的基坑圍護結構。 4 4SMWSMW樁樁LOGO第26頁LOGO第27頁LOGO第28頁LOGO第29頁LOGO第30頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工1、施工方法簡述LOGO第31頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工1.成槽成槽2.放入接頭管放入接頭管3.放入鋼筋籠放入鋼筋籠4.澆筑混凝土澆筑混凝土5.拔管成墻拔管成墻動畫演示

7、開挖溝槽放入接頭管下放鋼筋籠水下澆注砼拔出接頭管形成一個單元墻段泥漿護壁鋼筋籠制作修筑導墻LOGO第32頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工LOGO第33頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工LOGO第34頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工LOGO第35頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工LOGO第36頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工LOGO第37頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工LOGO第38頁5 5地下連續(xù)墻施工地下連續(xù)墻施工LOGO第39頁 土釘和錨桿有相似之處，但是作用機理卻不同。除錨固段外，錨桿沿全長受到同樣的拉力，并將這些拉力通過錨座傳給面部的擋土墻或樁。但土釘受力沿其長是不

8、均勻的，土釘支護中的混凝土面層不屬主要受力構件。土釘間距小而數(shù)量多，錨桿間距大而數(shù)量少。沿釘長拉力分布T0面層主動區(qū)抗力區(qū)土釘土釘土壓分布墻錨桿錨桿6 6土釘墻圍護結構土釘墻圍護結構LOGO第40頁二二明挖法明挖法5、優(yōu)點施工方法簡單，技術成熟。 工程進度快，工作面大， 便于機械和大量勞動力投 入，根據(jù)需要可以分段同 時作業(yè)。淺埋時工程造價和運營費 用均較低，且能耗較少。LOGO第41頁二二明挖法明挖法 6、缺點外界氣象條件對施工影響較大。 施工對城市地面交通和居民的正常生活有較大影響，且易造成噪音、粉塵及廢棄泥漿等的污染。需要拆除工程影響范圍內的建筑物和地下管線。 在飽和的軟土地層中，深基坑

9、開挖引起的地面沉降較難控制，且坑內土坡的縱向穩(wěn)定成為威脅工程安全的重大問題。LOGO第42頁第一部分第一部分 施工方法選擇施工方法選擇二二明挖法明挖法LOGO第43頁二二明挖法明挖法7、適用范圍 敞口明挖適用于地面開闊，周圍建筑物稀少，地質條件好，土質穩(wěn)定且在基坑周圍無較大荷載，對基坑周圍的位移和沉降無嚴格要求的情況。 具有圍護結構的明挖適用于施工場地狹窄，土質自立性較差，地層松軟，地下水豐富，建筑物密集的地區(qū)。LOGO第44頁第一部分第一部分 施工方法選擇施工方法選擇三三蓋挖法蓋挖法 1、方法概述修筑邊墻開挖頂部土體修筑頂蓋回填并恢復路面開挖下部土體修筑底板及內部結構LOGO第45頁第一部分

10、第一部分 施工方法選擇施工方法選擇三三 蓋挖法蓋挖法 2、優(yōu)點簡化施工程序，降低工程造價?？煽拷孛娼ㄖ锏幕A施工。占地寬度比一般明挖法小，且無振動和噪音?？勺畲笙薅鹊販p少地面交通的干擾。可免去或減少施工時的水平支撐系統(tǒng)。在松軟地層中修建地下多層建筑物的好方法。LOGO第46頁第一部分第一部分 施工方法選擇施工方法選擇三三 蓋挖法蓋挖法 3、缺點施工工序復雜，交叉作業(yè)多。出土不方便。板墻柱接頭多，防水困難。工效低，速度慢。結構完成前，中間立柱承受荷載有限。LOGO第47頁第一部分第一部分 施工方法選擇施工方法選擇三三 蓋挖法蓋挖法 4、分類蓋挖順作法蓋挖逆作法蓋挖半逆作法順作與逆作組合蓋挖與

11、暗挖組合蓋挖與盾構組合LOGO第48頁 早期的蓋挖法是在支護基坑的鋼樁上架設鋼梁、鋪設臨時路面維持地面交通。開挖到基坑底后，澆筑底板至澆筑頂板的蓋挖順作法。 后來大多使用蓋挖逆作法，用剛度更大的圍護結構取代了鋼樁，用結構頂板作為路面系統(tǒng)和支撐，結構施作順序是自上而下挖土后澆筑側墻樓板至底板完成。也有采用蓋挖半逆作法。一一概述概述LOGO第49頁一一概述概述施工期間的地面施工期間的地面處理處理部分或全部占用地面；分條施工臨時路面和結構頂板，維持部分交通；夜間施工、白天恢復交通。LOGO第50頁二二蓋挖順作法施工蓋挖順作法施工步驟步驟1構筑連續(xù)墻和中間支撐樁構筑連續(xù)墻和中間支撐樁步驟步驟3構筑連續(xù)

12、墻及覆蓋板構筑連續(xù)墻及覆蓋板步驟步驟4開挖及支撐安裝開挖及支撐安裝步驟步驟2構筑中間支撐樁構筑中間支撐樁LOGO第51頁二二蓋挖順作法施工蓋挖順作法施工構筑構筑底板底板步驟步驟5步驟步驟6構筑側墻、柱及樓板構筑側墻、柱及樓板步驟步驟7步驟步驟8構筑側墻及頂板構筑側墻及頂板構筑內部結構及路面恢復構筑內部結構及路面恢復LOGO第52頁 如果開挖面較大、覆土較淺、沿線建筑物過于靠近，為盡量防止因開挖基坑而引起鄰近建筑物沉陷，或需及早恢復路面交通，但又缺乏定型覆蓋結構時，可采用蓋挖逆作法施工?；貜椓?。 三三蓋挖逆作法施工蓋挖逆作法施工LOGO第53頁三三蓋挖逆作法施工蓋挖逆作法施工構筑頂板構筑頂板步驟

13、步驟3回填土，恢復路面回填土，恢復路面步驟步驟4構筑圍護結構構筑圍護結構步驟步驟1構筑主體結構中間樁柱構筑主體結構中間樁柱步驟步驟2LOGO第54頁三三蓋挖逆作法施工蓋挖逆作法施工開挖下層土開挖下層土步驟步驟7構筑下層主體結構構筑下層主體結構步驟步驟8構筑上層結構構筑上層結構步驟步驟6開挖中層土開挖中層土步驟步驟5LOGO第55頁防水層防水層挖孔樁挖孔樁鋼管柱鋼管柱天安門東站施工方法天安門東站施工方法三三蓋挖逆作法施工蓋挖逆作法施工應用實例應用實例LOGO第56頁優(yōu)點優(yōu)點圍護結構變形減少，減少了臨時支撐的工程量，提高了工程施工的安全性，也減少了對周邊環(huán)境的影響。地下、地上結構施工可以并行，縮短

14、了整個工程的工期。減少了開挖時卸載對持力層的影響，降低了地基三三蓋挖逆作法施工蓋挖逆作法施工LOGO第57頁缺點缺點需要設臨時立柱和立柱樁，增加了施工費用，且由于支撐為建筑結構本身，自重大，為防止不均勻沉降，要求立柱具有足夠的承載力。為便于出土，需要在頂板處設置臨時出土口，因此需對頂板采取加強措施。地下結構的土方開挖和結構施工在頂板覆蓋下進行，因此大型施工機械難于展開，降低了施工效率?；炷恋臐沧⒃谀孀魇┕さ母鱾€階段都有先后之分，這不僅給施工帶來不便，而且給結構的穩(wěn)定性及結構防水帶來一些問題。三三蓋挖逆作法施工蓋挖逆作法施工LOGO第58頁適用條件適用條件(1)大平面地下工程(2)大深度的地下

15、工程(3)復雜結構地下工程(4)周邊狀況苛刻，對環(huán)境要求較高(5)作業(yè)空間狹小(6)工期要求緊迫(7)要求盡快恢復地面交通的工程。施工的難點施工的難點節(jié)點的連接形式、節(jié)點連接的操作程序 三三蓋挖逆作法施工蓋挖逆作法施工LOGO第59頁 類似逆作法，其區(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修筑底板，再依次序向上逐層建筑側墻、樓板。 在半逆作法中，一般必須設置橫撐并施加預應力。四四蓋挖半逆作法施工蓋挖半逆作法施工LOGO第60頁四四蓋挖半逆作法施工蓋挖半逆作法施工步驟步驟3打設中間樁、臨時性擋土打設中間樁、臨時性擋土設備及構筑頂板設備及構筑頂板()步驟步驟4構筑連續(xù)墻及頂板構筑連續(xù)

16、墻及頂板()步驟步驟1構筑連續(xù)墻構筑連續(xù)墻 中間支撐樁中間支撐樁及臨時性擋土設備及臨時性擋土設備步驟步驟2構筑頂板構筑頂板()LOGO第61頁四四蓋挖半逆作法施工蓋挖半逆作法施工步驟步驟5依序向下開挖及逐層依序向下開挖及逐層安裝水平支撐安裝水平支撐步驟步驟6向下開挖、構筑底板向下開挖、構筑底板步驟步驟8構筑側墻及內部之構筑側墻及內部之其余結構物其余結構物步驟步驟7構筑側墻、柱及樓板構筑側墻、柱及樓板LOGO第62頁三三 蓋挖法蓋挖法適用范圍 適用于施工地段交通繁忙，要求阻斷交通時間短，多用于松軟地層中修建地下多層建筑物。LOGO第63頁四四新奧法及淺埋暗挖法新奧法及淺埋暗挖法 1、方法概述超前

17、支護(必要時)鉆爆、小型機械或人工開挖鋼架、噴錨聯(lián)合支護防水層模筑混凝土LOGO第64頁第一部分第一部分 施工方法選擇施工方法選擇四四 新奧法及淺埋暗挖法新奧法及淺埋暗挖法2、優(yōu)點 對地面干擾小，工程投資也相對較小。3、缺點 不方便機械化作業(yè)，工人勞動強度高，工作條件惡劣，風險大。LOGO第65頁第一部分第一部分 施工方法選擇施工方法選擇四四 新奧法及淺埋暗挖法新奧法及淺埋暗挖法 4、分類全斷面法臺階法中隔壁法交叉中隔壁法雙側壁導坑法洞樁法中洞法LOGO第66頁LOGO第67頁全斷面法LOGO第68頁臺階法LOGO第69頁臺階法LOGO第70頁中隔壁法LOGO第71頁交叉中隔壁法LOGO第72頁雙側壁導坑法LOGO第73頁洞樁法LOGO第74頁中洞法LOGO第75頁LOGO第76頁LOGO第77頁LOGO第78頁“淺