地铁车站明挖施工技术课件.ppt

地铁车站明挖施工技术,第一部分 地铁车站明挖施工技术,第二部分 地铁车站明挖施工事故案例,第三部分 经验与建议,第一部分 地铁车站明挖施工技术,三、支护结构和地下水控制施工,四、土方开挖及支撑体系施工,五、主体结构施工,二、地铁车站明挖施工概述,一、序 言,城市轨道交通按运能范围、车辆类型及主要技术特征可分为有轨电车、地下铁道（地铁）、轻轨道交通、市郊铁路、单轨道交通、新交通系统、磁悬浮交通七类。若按线路架设方式，可分为地下、高架和地面；地铁车站通常由车站主体（站台、站厅、设备用房、生活用房），出人口及通道，通风道及地面通风亭等三大部分组成。,1、前言,2、城市轨道交通工程特点,(一)社会各界关注度高,民生工程 投资大 建设规模大 工期长 大运能系统，对后期运营安全影响大等,（二）工程风险高,地铁工程是集房建、市政、桥梁、铁路等为一体的综合项目。1、技术风险工程环境复杂地质环境复杂、周边环境复杂、自然环境复杂、社会环境复杂；工程技术复杂土建工程“深、大、险”，安全风险高（由于变形超限、涌水、涌砂、坍塌等致使结构破坏；因沉降超限等引起的周边建（构）筑物损坏。）设备系统自动化集成；控制标准严格。,2、管理风险参建单位数量多、专业多、项目多、环节多、接口多，作业时空交叉，组织协调量大；工程与周边社区居民、与工程周边环境的权属与管理单位的利益攸关、关系密切，沟通协调难度大；有经验的管理和技术力量不足：参建队伍水平参差不齐等工期风险：工期压力大、施工周期长成本与投资风险：BT项目、PPP项目等,（三）事故社会影响大,易发生安全事故，特别是易发生影响周边环境的工程事故，经济损失和社会负面影响严重；社会、媒体高度关注，地铁工程安全性成为公众舆论的关注焦点。,二、地铁车站明挖施工概述,地铁车站施工常用的三种方法：明挖法、盖挖法、暗挖法，其中以明挖法施工最为普遍。明挖法是在一定支护体系的保护下开挖基坑，然后在基坑内施作地下工程主体结构的施工方法。,、明挖施工概述,优点（1）便于设计：明挖法边坡支护结构、支撑和锚固体系受力比较明确，便于选择合理的设计方案和参数。（2）便于快速施工：一般情况下，明挖法的施工场地比较开阔，工作面较多，可以组织大量人员、设备、材料、机具等进行快速施工。（3）便于控制施工安全、质量和进度：明挖法的施工工序和作业面大部分可以直接观察和检查，施工项目便于检测，安全隐患便于发现，安全措施便于制订和落实，应急抢险救援场地条件比较好，因此施工的安全、质量和进度容易控制。（4）在拆迁量小的情况下，工程造价较低：明挖法和矿山法、盾构法相比，人员投人相对较少，设备相对简单，施工效率相对较高，在拆迁量小的情况下，造价较低。,2、明挖法的优缺点,缺点（1）拆迁工作量大，扰民大，影响交通：在城市采用明挖法施工，一般情况下，需要拆迁建筑物、改移管线和树木，必要时进行交通管制。（2）受气候、气象条件变化影响大：在寒冷地区或大风、大雾、雨、雪、冰冻天气，明挖法施工比较困难，容易出现险情。（3）对环境影响校大：明挖法施工带来的噪声、粉尘、污水、振动等对环境影响比较大。此外，由于降水作业，可能引起地下水位下降、地面沉降、建筑物倾斜及地下管线破坏。（4）易发生基坑整体失稳破坏：在不良地质和复杂环境中，一旦设计或施工不当，会发生边坡滑移或基坑整体失稳，可能造成重大人员伤亡和灾害。,2、明挖法的优缺点,明挖法施工的基本要求,基坑的稳定安全 支护结构体系与合理土方开挖 周边环境的安全 道路；建（构）筑物；地下管线等主体结构的质量 混凝土质量（内在、外观）与防水工期与成本控制,3、明挖法分类,明挖法可分为：（1）明挖顺作 盖挖顺作 盖挖逆作,明挖地下车站横剖面图,（1）明挖顺作工法,明挖顺作工法是地铁车站工程最常用的施工方法。概念：车站等的基坑从地面往下挖，一直挖到基坑底；从基底的垫层逐渐的往上施作混凝土结构，直至顶板。一般程序：支护结构降水 基坑开挖并架设支撑处理基坑底逐层向上施作防水及混凝土结构回填,施工支护结构,人工探孔,开挖上部土方,架设第一道支撑,施工冠梁及挡土墙,明挖顺作法施工工艺流程,随撑随挖，开挖至明挖基底,第三道支撑,第四道支撑,第二道支撑,第一道支撑,施工结构底板及部分侧墙,拆除第四道支撑，施工地下三层侧墙,侧墙达到设计强度后，进行倒撑,施工地下三层中板,拆除第三道支撑，施工地下二层侧墙,施工地下二层中板,拆除第二道支撑，施工地下一层侧墙,拆除剩余支撑，施做防水层后，回填顶板土方,施工结构顶板,（2）盖挖顺作,（3）盖挖逆作,三、支护结构和地下水控制施工,三、支护结构和地下水控制施工,地下水控制施工,支护结构施工,施工准备工作,1、施工准备工作,（1）施工场地：施工场地三通一平准备工作；（2）施工方案：机具选择、施工组织、专项施工方案等；（3）施工测量：测量放线，应经有一定资质的单位复核；（4）周边环境调查：地下管线、周边建构筑物等。,2、支护结构施工,基坑开挖过程中，用于支护周边土体，抵抗外部荷载，消除地下水流影响，并使基坑及周边环境保持相对稳定的结构统称为支护结构，主要分为支护体系和支撑体系。支护体系主要有地下连续墙、混凝土灌注桩、型钢水泥土搅拌桩（SMW工法桩）、土钉墙、钢板桩、挡土墙、搅拌桩、旋喷桩等。支撑体系主要有水平支撑、锚索等。,基坑支护结构,钢板桩,地下连续墙,灌注桩,SMW墙,（1）地下连续墙,导墙成槽 清孔 下钢筋笼及接头 灌注水下混凝土,地下连续墙施工关键点：导墙(车站主体)测量定位；护壁泥浆的配置质量；钢筋笼制作纵、横向桁架筋和吊点的设置、关键点焊接质量和数量；抓斗成槽质量控制与验收；清孔质量控制与验收；相邻槽段地墙接头刷壁；钢筋笼起吊与安装；水下混凝土灌注。,地下连续墙成槽机械,钻挖式（多头钻）,抓斗式,铣削式（铣削钻）,地下连续墙施工工序,地下连续墙施工工艺流程,地下连续墙质量控制要点,1、桩位精度要求高 2、桩的垂直度要求高 3、桩承受侧压力不同于普通的垂直受力，桩的保护层不同将很大影响桩的受力状态，特别是桩径较小时对桩的影响更大。4、由于土方开挖的时效性，桩两侧钢筋处在不同的时间受力状态一直在改变。,（2）钻孔灌注桩施工,支护桩的特点：,旋挖钻机施工工艺流程,重点：在保证支护结构主体施工质量的基础上，采取一切可能措施减少其桩位和垂直度偏差。措施：1、选择合适的施工机械。2、测量放线要准确，并做好保护措施。3、施工机械垂直度校准是关键。4、混凝土灌注过程应严密组织。5、对于成孔过程中的塌孔以及砼浇筑过程中断桩等现象应提前做好应急措施，以免造成事故。,支护桩施工注意事项,桩间网喷混凝土施工 为确保土坡稳定，每开挖一层土方后对坡表面采用挂网喷锚护坡（挂网）,明挖车站基坑冠梁施工工艺,地下水控制包括：止水、降水体系和排水措施。隔渗止水方法竖向隔渗：可采用钢筋混凝土地下连续墙、SMW水泥土连续墙、高压旋喷、深层搅拌等；水平隔渗：可采用高压旋喷、双液灌浆等。防渗措施可与支护结构（或地下主体工程）统一考虑，如采用地下连续墙、SMW工法、水泥土重力式挡墙等,3、地下水控制施工,（1）竖向止水帷幕A、深层搅拌法水泥止水帷幕深层搅拌法水泥土止水帷幕视土层条件可采用一排、两排或数排水泥搅拌桩相互搭接形成，相互搭接100300mm。适用于粘土、淤泥质土、粉土、粉砂等地基。,深层搅拌法水泥土桩止水帷幕,B、高压旋喷桩止水帷幕,旋喷桩止水帷幕是由高压喷射注浆法施工形成，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。基本工艺类型有：单管法、二重管法、三重管法和多重管法四种。一般形式有二种：单独形成止水帷幕，采用单排旋喷桩相互搭接形成，或采用摆喷法形成；与排桩共同形成止水帷幕。,高压旋喷桩止水帷幕,(2)水平向止水帷幕,水平向止水帷幕,(3)降水施工,降水目的 降水设计与施工是地下工程技术及安全的重要环节，它的主要目标是通过降水，在基坑土方开挖过程中，使地下水位保持在基坑底以下0.51.0m。若有承压水，应使深部承压水不致引起坑底突涌破坏。在降、排水过程中应不影响邻近建筑物及地下管线的正常使用。,降水措施,降水措施常用井点降水。井点类型有单(多)层轻型井点、管井井点。为了使基坑开挖过程中基坑周围地下水位下降较小，以避免地下水位下降对周围建筑物和地下管线的影响，有时需设置回灌井点。,降水井施工工艺流程图,降水管井构造及施工顺序,管井降水施工工序,四、土方开挖及支撑体系施工,基坑开挖条件节点验收内容,1 施工现场已完成设计、勘察交底；2 基坑支护设计和施工方案通过评审（审查），专家评审（审查）意见已予落实并回复；3 基坑开挖的施组已经审批（施工企业技术负责人及总监），并组织了各方讨论，向管理层和作业层进行了交底，监理细则已编制审批和交底；4 支护结构及冠梁已完成，满足设计强度要求；5 地基处理已完成，经检测符合设计要求；6 立柱桩已完成；7 降水已满足设计施工工况；8 施工现场坑外排水措施已落实；,9 已调查基坑周围需保护的建（构）筑物、管线等现有状况，以及能承受变形的能力，并且制订好切实可行的保护措施；10 已按监测方案对周围环境及基坑布置了监测控制点，且已测得初始值；11 各分包单位资质经过审查且符合有关规定；12 人员（按合同）、机械（按方案）、支撑（满足进度的数量和符合设计要求的质量）都已到位；13 建立了“开挖任务单”和“挖土支撑记录表”的现场管理制度；14 对本工程潜在的风险进行辨识和分析，已编制完成有针对性、可操作的应急预案并落实抢险设备、材料、人员、方案；15 相关质量保证资料齐全。,车站明挖基坑土方开挖原则1、基坑开挖施工前，先进行降止水，保证水位降至基坑开挖面以下1m，确保基坑开挖施工无水作业。2、基坑开挖时采用“分层、分段、抽槽开挖、先撑后挖”。横向先开挖中间土体，后开挖两侧土体。每层开挖高度不宜大于2米，软土层不宜大于1米，每层开挖完成后及时进行喷砼支护，保证土体稳定。3、基坑开挖过程中，加强对基坑周边环境的监控量测，做到信息化指导现场施工。,土方开挖与支撑架设,水平分层、分区,纵向分段,基坑土方开挖遵循“纵向分段、竖向分层、由上至下、中间拉槽、先撑后挖”的施工原则，竖向从上到下分层开挖，纵向形成台阶，横向先挖中间土体，后挖两侧土体。,明挖车站基坑开挖示意,明挖车站基坑支撑架设施工示意,第一步：安装钢牛腿,钢牛腿采用L80*8角钢加工制作而成，用2根M25胀管螺栓锚固在钻孔桩桩身上。施工前需放设围檩高程线，保证牛腿位置准确。,第二步：安装钢围檩,钢围檩分节制作，采用吊车吊装就位，固定在牛腿托架上。围檩背后和桩体间留出60mm空隙。,第三步：细石混凝土填缝,第四步：安装活络头及钢管,安装活络头及钢管时先在地面将活络头拼装完毕，钢管与活络头连接成整体，整体吊运到正确位置后将插销的钢板与已安装的钢围檩焊接成整体，同时在另一侧安装钢支撑的固定端。,预应力施加完毕后，用钢楔子将活络头中的空隙塞紧。,第五步：施加预应力,钢管就位后，在活络头水平位置的两侧安置两台200t千斤顶。,围檩背后和桩体间留出的空隙，用C30细石混凝土填嵌密实。,施加预应力,钢支撑的安装,支撑安装注意事项支撑的安装应与土方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装支撑。钢管横撑按现场实际需用长度进行分节，管节间用法兰、高强螺栓栓接，同时每根横撑两端分别配活动端和固定端。钢管对称安装确保两端同步，与钢围檩正交，斜撑要确保抗剪蹬角度与斜撑角度一致，钢管横撑安装后应及时施加预应力。组合千斤顶预加轴力必须对称同步，并分级加载，并确保对称加载。加强钢管支撑轴力及围护结构位移监测，发现异常及时处理和加固。钢管支撑、钢围檩为钢构件，一定要确保焊缝质量，使用前需进行无损伤焊缝检测。,无论是工字钢的对接还是支撑的连接对整个钢支撑体系受力来说都是很重要的，要做好每一个细节，才能确保整体有效。,焊接连接无法满足要求，在碰撞或基坑变形下很容易失效。钢围檩背后求有效填充，不能使其发挥有效作用，或将使它发生很大变形。甚至基坑失稳。,支撑拆除注意事项 根据结构衬砌施工或回填施工分段拆除，每次拆除长度不超过20m。利用主体结构换撑时，主体结构的二衬混凝土强度须满足设计要求。拆除时避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。拆除前对支撑采取固定措施，保证卸力时稳定。采用千斤顶支顶并适当加力，然后切开钢管和活络头或补焊板的焊缝，千斤顶逐步卸力，停置一段时间后继续卸力，直至结束。,土方开挖施工组织设计内容,土方开挖工程施工组织设计内容(1)开挖机械的选择一般基坑开挖均优先采用机械开挖，常用的挖土机械有：推土机、铲运机、正铲挖土机以及反铲、拉铲、抓铲挖土机、抓斗等。(2)开挖程序的确定基坑土方开挖按分层、分区、对称均衡开挖、先撑后挖的原则进行。挖土进度应根据预估位移速率及气候情况来确定。(3)施工现场平面布置 必须根据有限场地对装土、运土及材料进场的交通路线、施工机械放置、材料堆场、工地办公及食宿生活场所进行全面规划。(4)降、排水措施及冬季、雨季、汛期施工措施 当地下水位较高且土体的渗透系数较大时应进行井点降水。井点降水可采用轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点等。(5)合理的施工监测计划 要有合理全面的施工监测计划。(6)应急措施的拟定 为预防在基坑开挖过程中出现意外，应事先对工程进展情况进行预估，制定可行的应急措施，准备必要的设备和材料，做到防患于未然。,确定监测的目的,监测方案设计内容,确定监测内容,确定测点布置和监测频率,建立监测成果反馈制度,制定监测点的保护措施,配合施工组织计划,基坑工程监测,监控量测信息化施工,随着对岩土工程研究的深入、计算理论与计算方法的发展，高效率、自动化程度高的施工设备的使用，尤其是计算机的广泛应用，传统的土建工程施工正向着科学化发展，信息化施工即是其重要的表证。,基坑开挖监测流程,(1)制定好施工组织计划和专项施工方案。(2)制定周密的监测计划，实行信息化施工。(3)重视支护桩挤土效应对环境的影响。(4)重视支护结构的施工质量，尤其是地下连续墙接缝和止水帷幕的施工质量。(5)重视坑内外的排水措施和防淹水措施。(6)基坑土方开挖时应保证支护结构施工龄期。(7)尽量减少坑边的地面堆载。(8)严禁野蛮施工和超挖。(9)严格按施工组织规定的挖土程序、挖土速度进行挖土，并备好应急措施，做到防患于未然。(10)注意密切协作，保护好监测点、线和各种元器件。,小结,五、主体结构施工,五、主体结构施工,模板施工,脚手架施工,混凝土施工,钢筋施工,防水施工,接地装置施工垫层施工底板防水层及保护层施工底板施工与养护待混凝土达到设计强度后，拆除第四道支撑施工侧墙后再设置换撑拆除第三道支撑敷设侧墙防水层，侧墙、柱和中板施工待混凝土达到设计强度后，拆除第二道支撑敷设防水层，侧墙、柱和顶板施工、养护顶板混凝土强度达到85%后，拆除第一道撑顶板防水层施工基坑回填地面恢复。,主体结构施工工序,检查内容：数量、位置、间距、骨架稳定性、保护层垫块的高度、材质和数量、钢筋接头处理,1、钢筋施工,上下钢筋网片用短钢筋焊接固定,焊接接头焊接接头要检查接头外观质量，包括焊缝高度，宽度，表面是否成规则的鱼鳞状，有无夹渣、气泡、咬筋等缺陷，接头弯折角度(不大于4o或7/100)和轴线偏移等项内容。焊接施工工艺评定试验机械连接接头对直螺纹接头要检查丝扣的露扣情况，不允许有完整丝扣外露，对出现的完整丝扣外露应采取补焊的措施予以加强，直螺纹还应用扭矩扳手检查力矩并作合格标记。套筒挤压连接要检查压痕、弯折、裂缝、横向净距的情况，此外还要检查接头错开的情况。,（）钢筋制作,错误做法一：没有切割钢筋端头，会造成钢筋丝头在套筒内未顶紧。,直螺纹车丝正确做法,切平或镦平钢筋端头,错误做法二：外露螺纹过长。,正确做法：JGJ107-2010钢筋机械连接技术规程中6.2.1规定：对于直螺纹连接，标准型接头安装后的外露螺纹不宜超过2P。,“七不准”：已浇筑混凝土浮浆未清除干净不准绑扎钢筋；钢筋污染清除不干净不准绑扎钢筋；控制线未弹好不准绑扎钢筋；钢筋偏位未检查、校正合格不准绑扎钢筋；钢筋接头本身质量未检查合格不准绑钢筋；技术交底未到位不准绑扎钢筋；钢筋加工未通过验收不准绑扎钢筋。“五不验”：钢筋未完成不验收；钢筋定位措施不到位不验收；钢筋保护层垫块不合格、达不到要求不验收；钢筋纠偏不合格不验收；钢筋绑扎未严格按技术交底施工不验收。,钢筋绑扎“七不准”和“五不验”,钢筋保护层尺寸控制是否准确及钢筋位置是否满足设计要求是检查的一项重点内容，也是存在问题较多和不易控制的问题。钢筋保护层垫块的制作、设置和固定应符合下列规定：（1）垫块厚度不应出现负误差，正误差应不大于1mm。（2）钢筋保护层垫块的强度、密实性应高于构件本体混凝土，宜采用水灰比不大于0.40的砂浆或细石混凝土制作；采用其他材料制作垫块时，除应满足使用强度要求外，其材料中不应含有对混凝土产生不利影响的成分。（3）垫块应与混凝土同色，宜采用专门制作的定型产品，和模板点接触或线接触。垫块应与钢筋绑扎牢固，且其绑扎的丝头不应进入混凝土保护层内。,（2）保护层,梅花形高强度砂浆垫块,（4）垫块应相互错开、分散设置在钢筋与模板之间，但不应横贯混凝土保护层的全部截面进行设置。垫块在结构或构件侧面和底面所布设的数量应不少于3个/m2，重要部位宜适当加密。（5）当受拉区主筋的混凝土保护层厚度大于50mm时，应在保护层内设置直径不小于6mm、间距不大于100mm的钢筋网。（6）混凝土浇筑前，应对垫块的位置、数量和紧固程度进行检查，不符合要求时应及时处理，杜绝钢筋贴近模板而造成露筋现象。,2、脚手架施工,我国目前常用的钢筋材料制作的脚手架主要有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架、承插式盘口脚手架、门式脚手架等。地铁明挖施工常用扣件式脚手架、碗扣式脚手架和承插式盘口脚手架，搭设应符合建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程、建筑施工碗扣式脚手架安全技术规范等规范和标准要求。,钢管扣件脚手架,碗扣式脚手架,承插式盘口脚手架,3、模板施工,明挖车站中柱一般均为方形钢筋混凝土柱，施工中一般采用定制柱模板。模板地脚用地锚及木楔顶紧，柱体四周上面用48钢管斜撑和6mm钢丝绳斜拉防止倾斜。柱体每个侧面各设两道钢管斜撑和两道钢丝斜拉绳，根据实际情况加设肋距。,侧墙模板可采用组合钢模板进行施工。为了侧墙砼的外观质量，同时加快施工进度，一般使用定制的可移动大模板，模板高度和长度根据现场施工需要及结构净高进行配置。,梁模板安装,侧墙模板安装,中板模板安装,顶板模板安装,（）明挖车站基坑中板、顶板一般采用满堂支架搭设，根据相关规定，预留沉降量，以确保净空和限界要求。（）模板应尽量采用大型组合钢模板，可利用内拉和外撑方式固定，模板应具有足够的刚度和强度，防止混凝土浇筑过程中跑模漏浆。（）根据设计图纸，在施工缝、变形缝、后浇带接缝位置设置细部防水材料，并安装设计要求的止水带、止水胶或止水条，止水条应固定稳固、不变形、不跑浆。（）模板拆卸按照后支先拆，先支后拆，先拆非承重模板、后拆承重模板的顺序进行，拆除大跨度的梁底模板时，先从跨中开始，分别向两端对称拆卸。,模板施工注意事项,88,车站为地下结构，防水要求高，混凝土自防水是防水工程的关键。混凝土工程还是结构工程最关键的一道工序，其外观尺寸直接影响到结构的观感质量。1、原材料及配合比控制 车站结构主要部位混凝土强度等级一般为：除柱采用C50混凝土外，地墙采用水下C30混凝土，其余结构采用C35混凝土，顶板、底板、侧墙抗渗等级为P8，中板无抗渗要求。结构主体设计使用年限为100年，混凝土全部采用高性能商品混凝土。为保证混凝土的质量，在正式施工前的进行混凝土试配，控制好用水量、水胶比、砂率、水泥用量、胶凝材料用量，通过混凝土工作性、强度和耐久性指标的测定，并通过抗裂性能的对比试验，使混凝土的入模温度、抗渗指标等达到要求。,4、混凝土施工,89,2、混凝土浇筑 混凝土浇注应在室外气温较低时进行，混凝土浇注温度不宜超过28，夏季高温时，应采用加冰降温措施。混凝土振捣工必须是有经验的技工，并相对固定，保证不漏振和过振离析。振捣与浇筑同时进行，方向与浇筑方向相同。3、混凝土养护混凝土浇筑完后，不宜过早拆模，拆模强度必须达到设计要求强度，混凝土表面与环境温差不超过25，以防混凝土表面产生裂缝。混凝土浇筑46h后进行覆盖洒水养护，洒水次数以保持表面湿润状态为宜。普通混凝土养护时间不小于7天，有抗渗要求的混凝土养护时间不小于14天。,车站结构防水工程主要有：混凝土结构自防水、附加防水层、变形缝及施工缝的防水处理等。主体结构防水施工是结构施工的重要组成部分，每道工序都要精益求精，严格按设计施工。主体结构采用防水混凝土，强度指标为C35,抗渗等级P8。混凝土产生裂缝宽度不大于0.2mm，不允许出现贯穿性裂缝。主体结构采用外包全封闭防水形式(皮肤式防水模式)。车站结构顶板采用优质单组非焦油聚氨酯涂料，侧墙底板采用防水卷材，顶、底板防水层上设细石混凝土保护层。同时变形缝、施工缝等接缝防水为重点，以附加防水层加强防水。,5、防水施工,（1）底板、侧墙附加防水层施工 底板、侧墙附加防水层采用4mm厚预铺反粘卷材。基底垫层或侧墙找平层施工完成后，进行底板自粘卷材防水层施工，底板的防水层安装到地墙边后，沿地墙向上安装超过第一次混凝土浇筑高度50cm；自粘卷材防水层相邻搭接要符合设计及施工规范要求，安装要和接触面密贴粘牢。（2）顶板附加防水层施工 主体顶板附加防水层采用粘结剥离强度高、延伸性好，可在潮湿基面施工的非焦油聚氨酯涂料，上面再做沥青油毛毡隔离层和80mm厚细石砼保护层。防水层基层必须坚实、平整、清洁，不得有渗水、结露、凸坑及起膛现象。,（3）变形缝防水施工在车站出入口通道和风井结构中横向设置变形缝。变形缝是由于考虑结构不均匀受力和混凝土结构胀缩而设置的允许变形的结构缝隙，它是防水处理的难点，也是结构自防水中的关键环节，采用多道防水措施并举的办法。根据设计要求对变形缝的施作按下列要求进行：变形缝处加设50cm宽防水层加强层，侧墙、底板埋设背贴式止水带；在变形缝中部采用可注浆式钢边橡胶止水带进行处理，顶板和底板中的钢边橡胶止水带采用盆式安装方法；结构内侧及顶板外侧采用聚氨酯嵌缝密封膏对缝内进行嵌缝密封处理构成封闭体系；结构施工时，在顶板和侧墙变形缝两侧的混凝土表面预留凹槽，凹槽内设置设置镀锌钢板接水盒，便于对深水及时引排。,（4）施工缝防水施工结构分段、分层施工势必不可避免留有施工缝，施工缝包括横向施工缝和纵向施工缝，施工缝是结构自防水的薄弱环节，处理的好坏将直接影响到结构防水的质量。施工控制要求：在纵向、环向施工缝内均设置中埋式止水带，中埋式止水带在结构环向进行封闭；施工缝处加设50cm宽防水层加强层；施工缝端头模板必须固定牢固可靠，不得跑模，先浇注基面进行凿毛、清洗干净、排除杂物，并涂水泥基渗透结晶型防水涂料。混凝土浇捣前应检查止水带是否破损，对破损处应立即修补，止水带接搓不得在拐角处，止水带中心线应与施工缝中心线相重合。,(1)穿墙管防水施工 穿墙管是防水的关键部位，施工时精心组织严格按设计施工，保证施工质量。穿墙管件(如穿墙管或接地电极等)穿过现浇混凝土结构的部位采用止水法兰和遇水膨胀止水条进行加强防水处理，同时根据选用的不同材料对穿过防水层的部位采取相应的防水密封处理。施工时严格按设计施工，保证不渗漏水。(2)预埋件的防水施工 埋设预埋件所在部位的混凝土应力较集中，易开裂，所以应使埋设件端部混凝土保持一定的厚度，一般不得小于200mm。防水作法是在预埋件四周粘贴一周缓膨胀止水条，将预埋件固定在正确的位置后，浇注混凝土。,穿墙管、预埋件防水施工,1、卷材防水施工注意事项 卷材防水层的基面应坚实、平整、清洁，阴阳角处应做成圆弧或折角。卷材防水层必须在基层面验收合格后方可铺贴，并在铺贴完毕经验收合格后及时施工保护层。卷材防水层铺贴收头部位、搭接部位、端部等必须进行密封处理。防水卷材施工前，基面应干净、干燥，并应涂刷基层处理剂；当基面潮湿时，应涂刷湿固化型胶粘剂或潮湿界面隔离剂。,1、应铺设卷材加强层。2、结构底板垫层混凝土部位的卷材可采用空铺法或点粘法施工，其粘结位置、点粘面积应按设计要求确定；侧墙采用外防外贴法的卷材及顶板部位的卷材应采用满粘法施工。3、卷材与基面、卷材与卷材间的粘结应紧密、牢固；铺贴完成的卷材应平整顺直，搭接尺寸应准确，不得产生扭曲和皱折。,4、卷材搭接处和接头部位应粘贴牢固，接缝口应封严或采用材性相容的密封材料封缝。5、铺贴立面卷材防水层时，应采取防止卷材下滑的措施。6、铺贴双层卷材时，上下两层和相邻两幅卷材的接缝应错开1/31/2幅宽，且两层卷材不得相互垂直铺贴。,中埋式止水带施工注意事项1、止水带埋设位置应准确，其中间空心圆环应与变形缝的中心线重合；2、止水带应固定，顶、底板内止水带应成盆状安设；3、中埋式止水带先施工一侧混凝土时，其端模应支撑牢固，并应严防漏浆；4、止水带的接缝宜为一处，应设在边墙较高位置上，不得设在结构转角处，接头宜采用热压焊接；5、中埋式止水带在转弯处应做成圆弧形，(钢边)橡胶止水带的转角半径不应小于200mm，转角半径应随止水带的宽度增大而相应加大。,1 防水混凝土应密实、平整，不得有露筋、蜂窝等缺陷；裂缝宽度应符合设计要求；2 水泥砂浆防水层应密实、平整、粘结牢固，不得有空鼓、裂纹、起砂、麻面等缺陷；防水层厚度应符合设计要求；3 卷材接缝应粘结牢固、封闭严密，防水层不得有损伤、空鼓、皱折等缺陷；4 涂层应粘结牢固，不得有脱皮、流淌、鼓泡、露胎、皱折等缺陷；涂层厚度应符合设计要求；5 塑料板防水层应铺设牢固、平整，搭接焊缝严密，不得有焊穿、下垂、绷紧现象；6 金属板防水层焊缝不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑、阵状气孔等缺陷；保护涂层应符合设计要求；7 变形缝、施工缝、后浇带等防水构造应符合设计要求；8 排水系统不淤积、不堵塞，确保排水畅通；反滤层的砂、石粒径、含泥量和层次排列应符合设计要求。,3、防水施工注意事项,100,现浇结构顶板渗水,回填的基本要求：混凝土结构施工完成且当顶板混凝土达到一定强度，可以满足防水层施工要求后即可进行防水层的施工，防水层施工及验收合格后，开始土方回填。回填土土质选用优质土，并经试验室试验，符合要求才能用于土方回填。顶板第一层填土采用优质粘土回填，其厚度不小于500mm，其余采用砂土或其他土料回填。土方回填应分层填筑压实，每层厚度为200300mm，使用中小型振动压实机械，其松铺厚度和压实遍数应经试验室确定。结构周边700mm范围以及地下管线上方则使用手扶式振动打夯机夯实。,主体结构回填,第二部分 地铁车站明挖施工事故实例,一、地铁车站明挖基坑事故主要表现形式,二、地铁车站明挖施工事故案例,一、地铁车站明挖基坑事故主要表现形式,1、基坑周边环境破坏在基坑支护结构或降水施工过程中，会对周围土体有不同程度的扰动，一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉，从而引起建筑物倾斜，墙体、道路及地下管线开裂等严重问题。严重的造成工程事故。如：基坑支护结构变形；基坑回弹、隆起；井点降水引起的地层固结；抽水造成砂土损失、管涌流砂等。,一、地铁车站明挖基坑事故主要表现形式,2、支护体系折断由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，或周边管线调查不清楚，或者由于施工单位不按图施工，少加支撑，致使支护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。,3、支护体系整体失稳基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。,4、支护体系踢脚破坏由于基坑支护墙体插入基坑底部深度较小，同时由于底部土体强度较低，从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形，同时引起坑内土体隆起。,5、坑内土滑坡导致坑内支撑失稳在地铁车站的长条形基坑内纵向放坡开挖，由于放坡较陡、降雨或其他原因引起滑坡，推歪甚至冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱、降水井，导致基坑险情甚至失稳破坏。,6、基坑侧壁流土破坏在饱和含水层（特别是有砂层、粉砂层或其他的夹层等透水性较好的地层），由于支护结构的止水效果不好或止水结构失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成地面塌陷。,7、基坑底管涌在砂层或粉砂底层中开挖基坑时，在不打降水井或降水井失效后，会产生冒水翻砂（即管涌），严重时会导致基坑失稳。,8、基坑底突涌破坏由于对承压水的降水不当，在隔水层中开挖基坑时，当基坑底部以下承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，发生坑底突涌破坏。,小 结,1、支护体系和支撑系统加强。一级阶地深基坑支护选择地下连续墙支护，加强墙缝止水措施；增加支撑道数，且第1道支撑采用砼支撑。提高预加轴力值、采用混凝土腰梁等，控制基坑变形。2、采取可行的坑内降水方案。降水应专业设计和施工，且与支护结构一同设计；合理设计围护结构的插入深度，必要时支护桩墙及帷幕底落入基岩，减小降水难度，降低施工风险。3、设计、施工方案进行专项审查。4、信息化施工。制定抢险预案，备足抢险器材。5、险情及时处理。首先是反压回填后再行处理。,二、地铁车站明挖施工事故案例,2008年11月15日下午3点20分左右，杭州地铁一号线湘湖站基坑发生塌方，风情大道路面沉陷深7m，造成周边水管断裂，东侧河水涌入坑内，施工人员被埋，行驶该路段上的11台车辆同时下沉。经全力抢救，下沉车辆及车上人员以及部分施工人员被救出，仍有21名施工人员被埋死亡。塌方东侧20多米外，四栋四层小楼开裂，人员紧急疏散。东侧50米外小学停课，风情大道交通封闭，各种管线切断。,1、杭州地铁1号线湘湖站基坑倒塌事故,造成事故的直接原因（1）土方超挖：设计文件规定，基坑开挖至支撑 设计标高以下0.5 m 时，必须停止开挖，及时设置支 撑，不得超挖。但实际开挖时，在拟设置最下一道支撑时，有的地段已挖至基坑底，支撑架设和垫层浇筑不及时。（2）支撑体系存在薄弱环节：设计单位没有提供 支撑钢管与地下连续墙的连接节点详图及钢管连接点大样，没有提出相应的技术要求，也没有对钢支撑与地连墙预埋件提出焊接要求，实际上是没有进行焊接。引起局部范围地连墙产生过大侧向位移，造成有的支撑轴力过大及严重偏心，导致支撑体系失稳。（3）监测工作处于失效状态：11 月15 日前，地 面最大沉降已达316 mm，测斜管测得18 m处最大位 移43.7 mm，11月13 日时最大侧向位移已达65 mm，均早已超过报警值，但均未报警。,造成事故的间接原因（1）原方案设计时，设计单位曾提出基坑底部下 要进行条状搅拌桩加固，后施工单位建议用降水固结沉降，取代抽条加固措施，设计单位在施工图设计时 提出基坑内地下水降低到结构内部构件最低点以下1 m 处，并大于基坑底面以下3 m，基坑开挖前进行降水试验，并应提前4周进行降水，地面沉降超 过报警值时，应停止降水，并及时上报。但实际施工时并未完全执行。（2）未根据当地软土特点，综合判断及合理推荐选用基坑围护设计参数，力学参数选用偏高，降低了基坑体系的安全储备；（3）监理对不符合设计要求及规范的严重问题制 止不力。,事故暴露五大问题经初步分析，此次事故暴露出五个方面的问题：一是企业安全生产责任不落实，管理不到位；二是对发现的事故隐患治理不坚决、不及时、不彻底；三是对施工人员的安全技术培训流于形式，甚至不培训就上岗；四是劳务用工管理不规范，现场管理混乱；五是地方政府有关部门监管不力。（国家安委办）事故发生的直接原因是施工单位违规施工、冒险作业，施工过程中基坑严重超挖，支撑体系存在严重缺陷，且钢管支撑架设不及时，垫层未及时浇筑，加之基坑监测失效，未采取有效补救措施，造成基坑周边地面塌陷。（国家安监局）,几点启示（1）该事故再次证明土方开挖必须按分层、分段、对称、平衡、适时的原则，严禁超挖，尤其是软土地区更应如此。本工程并未按此执行，造成此重大事故，且是此事故的直接原因之一。（2）深厚软土地区，桩、墙内支撑支护结构，其桩墙必须考虑深部稳定性问题，包括桩、墙沉降、隆起及“踢脚”破坏，应经多种方法严密计算，不能满足要求时，应加深桩、墙入土深度或进行被动区加固，本工程设计对此重视不够，未进行被动区加固。（3）内支撑若采用钢桁架或钢管内支撑应提出 节点构造连接大样及焊接要求，避免偏心、失稳；第一道内支撑宜采用钢筋砼支撑。,（4）抗剪强度参数的选取，应与计算目的和安全系数配套，为计算土压力，和与土压力有关的“抗 踢脚”、“抗倾覆”计算应选择固结快剪、或三轴 CU 指标；抗隆起、抗滑移和整体稳定性计算，当软黏土起控制作用时，对软土应选择直剪快剪或三轴UU 指标或十字板剪切强度，要综合考虑后推荐设计采用，不能过大或过小或只提一个平均值。（5）监测工作应严格、独立、不受干扰的进行，达到报警值时，必须及时预报不得隐瞒不报，否则形同虚设。监理单位应熟悉岩土工程，对一些违规的重大问题应严加制止。,事故经过 2010年7月14日下午16时40分左右，基坑阴角节点钢支撑下正施做负三层底部垫层。突然，该处钢支撑坠落砸下，造成正在节点下工作的工人，有 8名被钢支撑砸伤，2名死亡。,2、北京地铁15号线顺义站钢管支撑坠落事故,技术原因分析该基坑为一平面、立面不规则的深基坑，对该基坑支护结构受力及承载认识不到位。该节点基坑型式复杂，存在多级错台及阴阳角，本身风险较高基坑外侧为一主要交通要道，重载车辆不断通过，对地层造成扰动。近期地表降水较大。该处地表下为松散填土，其下为粘性土层，不利于雨水的及时疏排，形成滞水，增大了围护结构荷载。基坑北侧地质复杂，曾进行过多次的地下管线改迁，还可能留有残存的地下管沟及废弃的泥浆池。,（一）事故的直接原因 违章指挥冒险施工、基坑钢支撑的施工不符合设计要求，是造成事故的直接原因。1、从7月11日发现地面沉降到7月14日事故发生，施工、监理、监测等单位均违反有关规定，在基坑存在明显事故隐患的情况下，施工单位仍指挥工人冒险作业。2、事故部位基坑钢支撑支护体系施工质量存在严重缺陷。（二）事故的间接原因 基坑施工相关各方管理不到位，是导致事故发生的间接原因。1、施工管理存在严重缺陷。施工单位对基坑事故部位支护体系存在的质量缺陷监督检查不到位；聘请的监测单位与建设单位聘请的第三方监测单位为同一单位，导致监测数据监督机制的缺失；对监测数据长期的缺失、断档，未采取有效措施；基坑北侧地表长期堆土和停放重型机械设备、基坑载荷过重的事故隐患未排查整改；基坑出现险情后，未按照相关要求及时停止施工作业。,2、施工监理不到位。监理单位对未按照设计方案施工的基坑钢支撑结构体系没有实施有效监督和现场验收；对基坑北侧载荷长期超限以及部分监测点的监测数据长期缺失、断档等隐患未实施有效监理；在基坑地面出现凹陷、裂缝、渗水和监测数据超红色预警值等危险情况后，未按规定下达停工指令、组织专家论证。3、监测管理存在严重缺陷。监测单位未按照监测方案要求，对钢支撑初始安装时的轴力实施监测；未对基坑北侧桩体位移情况实施监测，在长达50天的时间内未监测基坑北侧地表沉降情况；在承接了第三方监测任务后，未及时终止与施工单位的施工监测合同，所派的施工监测组和第三方监测组人员职责不清；7月12日，基坑地表沉降值和沉降速率均超过红色预警值的情况下，未发布红色预警信息；未能严格落实监测数据报告和审核制度，事发当日桩顶位移、地表沉降速率和钢支撑轴力等监测数据发生急剧变化后，未及时报告参建各方。4、建设单位在基坑地表沉降值和沉降速率均明显超过红色预警值，以及地面出现裂缝的危险情况下，未督促监理单位下达停工指令。,第三部分 经验与建议,地铁明挖车站施工是涉及工程地质条件、周边环境条件、设计、施工和监测等方面且关联性很强的系统工作。,地下岩土工程具有很强的区域性和显著的个性。因此，对前段施工地铁站的工程总结尤为重要，应在工程施工前通过调阅有关该地区已有的地铁工程施工资料，吸取一些成功的经验和失败的教训，制定明挖车站基坑工程施工方案