3城市地铁施工方法及风险分析.ppt

1,城市地铁施工方法及风险分析,张顶立北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心2007-6,外蛋宜雇运椿荡铆晒削膏改诧搀远坝簿矛词爹宫测漾卒窄植转师描储柯柒3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,2,Part 我国城市地下空间开发利用现状Part 城市地铁施工方法Part 城市地铁施工风险因素分析Part 不同施工方法对施工安全的影响Part 城市地铁施工典型事故案例Part 结 语,字更啃囚俊缺匪惜沃符表馅定尸哟釉疫弃酪驹峭彭荡萍熄牌煮园匈锌烟安3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,3,Part 我国城市地下空间开发利用现状,育捅狄瞒能说梅哦豌讥鹃贡醇容霉贼牛菏袖龟簇恩献琉网尖殃蝇驮拆皂婪3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,4,21世纪地下工程的世纪,进入21世纪以后，中国城市地下空间的开发数量快速增长，体系不断完善，特大城市地下空间开发利用的总体规模和发展速度已居世界同类城市的先进前列。中国已经成为世界城市地下空间开发利用的大国，正在得到各级政府和专家的普遍重视。,咬佩驯毫纱墙寥仑笛嘴嫩伦闰蹈脖衣嗜诧错乌鸥综鞋袋侧葫脊掣塞待薄惶3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,5,我国城市地下空间开发利用成就,城市轨道交通建设速度已居世界首位；城市地下快速道路建设已经起步并将加速发展；,城市地下物流系统正在研究；特大城市和大城市地下空间专项规划已经和正在普遍开展。,颂锅氏紊蠢吓陈该请真氰葵污驰闰领树羔赃痪泵寒猎幽颊泥仆哮郴钉蜡逊3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,6,我国城市地下空间开发利用不足,地下空间的综合利用效益尚得需改进；市政综合管廊（共同沟）建设刚刚起步；深层地下空间开发利用还基本处于空白；在法律、政策、运作管理以及自主产权的核心技术的地下施工装备等方面和发达国家仍有一定的差距。,蕉桑拒美闻己伸蜗伟纺曾才筋弓剃朴钟阶茅壬幅拂猪褥汾阁婿排陡艘缆牲3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,7,城市地下空间开发意义,城市地下空间开发利用已经成为提高城市容量、缓解城市交通、改善城市环境的重要手段，正在成为建设资源节约型、环境友好型城市的重要途径。,以北京为例，目前北京地下空间建成面积已达3000万平方米；全市地下空间今后平均每年将增加建筑面积约300万平方米，占总建筑面积的10。,虚缉虏班盆伏铜烈溉诈柒胎佐蓝扩帮嫉闯挠健窃溅妥嗓挟键烙垃惫匆想核3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,8,我国城市地下空间开发情况,当前，中国城市轨道交通建设速度已居世界首位，2010年前，中国将开通运营的城市地下轨道交通线路将达到1200km以上，今后每年平均建成的线路为180km。,城市地下空间规划得到普遍重视。到目前为止，已有北京、上海、重庆、南京、杭州、青岛等20多个城市编制了城市地下空间专项规划，有效地规范了城市地下空间开发利用。许多城市结合城市中心区改造和新区建设编制了地下空间详细规划，如北京的中央商务区、中关村西区、奥运中心区、金融街、王府井商业区等，对该地区科学、合理、有序地开发利用地下空间起到了有效控制和科学引导的作用。,吐室狈编厨芒具记幻拦违篱旋捣另轨惑济垣白崔酉逼闻蔗骨俊酸蒸胎畴购3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,9,我国城市地下空间开发情况,大型城市地下综合体建设项目多、规模大、水平高。许多城市结合地铁建设、城市改造和新区建设，建设了规模巨大、功能综合、体系完整的地下综合体，如：北京中关村、奥运中心区，上海世博园区、火车南站、五角场，广州珠江新城，杭州钱江新城波浪文化城等，这些项目规模都在10万平方米以上，开发层数3-4层，集交通、市政、商业于一体，内部环境优越，地上地下协调一致。,提拖晋貌绢惮恩颓歌绘琼阑奋粒葵每累下屎猖伐仓抑牛毒牙孟唆菏尖奶掀3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,10,城市轨道交通建设速度居世界首位,最近几年，中国城市轨道交通进入了空前发展的时期，截止2006年上半年，大陆已有地铁的城市有6个：北京 113km 天津 7.4km 上海 123km 广州 36.6 km 深圳 21.8km 南京 16.9km 线路总长 318km在建设或获准建设地铁的城市有武汉、成都、沈阳、杭州、重庆、哈尔滨等8个城市17条线路，线路总长360km。,巾逃得旺探庞务累雌舀蛋仰挣扯致洛恨攻隐与乞刹织登搬乾卿喊诅鹊恍桌3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,11,大型城市地下综合体建设情况,北京:北京中关村西区：地下建筑面积50万m2，北京王府井地区：在1.65km2的范围内，地下可利用建筑60万m2，北京金融街中心区：金融街地下交通体系是国内第一个大规模地下交通系统，该工程总建筑面积约30000 m2。,秧华饶潍抹墓呸珠梧富温涤卡钵苦摩雍井樱熊瘴刃浮煽佯临汇峭舒逃坚填3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,12,大型城市地下综合体建设情况,上海：上海静安寺广场：是地铁二号线静安寺站的出入口，是由下沉广场、地下商场、露天剧场、喷水池风井、伤残人电梯亭和静安公园延伸绿地等组成的综合体。广场用地面积8412m2，商场建筑面积8200 m2,下沉广场面积2800m2，是集交通、商业为一体的综合体。上海南站地下综合体：上海南站站域地下除了设有三条轨道交通线的三个车站，总开发面积约90000m2，开发深度达15m。较好地解决了铁路、轨道交通和公交的换乘。人民广场地下综合体：人民广场站地处上海的文化、旅游和商业中心。结合地铁1、2号线换乘站形成了一个总建筑面积50000m2，包括2座地铁车站、2座地下商场、一座地下停车场和一座地下变电站的大型地下综合体。,剖抗柬隅抑竞蛙侥羚乖滚伟梭铆脊椒坞臻擅埃这湾揪亭懒持虏沁舜粕借邻3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,13,大型城市地下综合体建设情况,深 圳 深圳罗湖口岸及火车站地区：该综合体地下地上各三层，该项目于2006年7月获城市土地学会亚太区卓越奖。深圳华强北地下商业街：以疏通人流为主，兼顾商业和旅游观光的地下商业通道。设计停车泊位1000个。地下人行系统在三个十字路口处分别向东西方向的道路下方延伸，扩展为三个大厅。地下商业面积3.2万m2。,南 京 结合地铁1、2号线新街口换乘站建设，形成地下空间网络，总建筑面积超过了40万m2，基本形成了地下城。,公您苏通坛且筏心凳帖惰献泛橙县瞬含酶想今取压千幂莱霍蔽廖进稳驴画3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,14,大型城市地下综合体建设情况,其它城市:,珠海：拱北口岸广场地下空间：地下总建筑面积 150,000 m2，地下三层。,大连：不夜城(150,000 m2),奥林匹克公园(40,000 m2),西安：钟鼓楼广场（50,000 m2）,济南：泉城广场（40,000 m2）,那害普橇瞅景砸撰纤百检蛾塔镇兵炕蹄尾猩仇腮习春旗哲伞坚锈何恐摄急3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,15,已经起步的城市地下快速路,已经建成的如南京玄武湖地下快速路、城东干道地下路、杭州西湖湖滨地下路、北京奥运中心、中关村和金融街地下路，上海中环线若干地下路段，深圳西部通道地下路段等，正在建设的有苏州独墅湖和即将建设的金鸡湖湖下快速路等。,篓链雾济堪茁褒是连耘慌祝应湛毖个熔摔新杯焦森趟斯宣敌哮药橙笺育捡3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,16,隧道建设成就举世瞩目,乍闻慧千畴菠勿际具末夸瘁挖掌崩估珠份私执晶俐茵礁大酱枚玫乍舍瞬辩3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,17,厦门翔安海底隧道,全长8.695 km（海底段长 6.05 km），跨越海域宽约4.2km，按双向六车道高等级公路标准设计，是国内第一条海底隧道，工程概算31.97亿，工期4年。,五通立交,隧道起点K6+540,竖井K7+850，直径8.5m，深约45m,隧道终点K12+485,竖井K11+250，直径8.5m，深约45m,西滨互通,服务、管理区,施设采用E线（5.95km海底隧道）,起点K5+909,终点K14+647,佩除蔬艇探叹辑絮会及挨义畸疼驶挪边镰卫巧倒牟陌皂规例域托衣蒜脂郎3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,18,青岛胶州湾海底隧道,青岛胶州湾海底隧道：线路全长6.17km，海底段隧道长3.95km。,我惠酸爹瞅辨胚腑濒亏矣话曾呵甚垄舀例踊嫡翘英癣壮嫡骚臀品宫嚏伶徊3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,19,南京长江隧道,盾构隧道,夹江大桥,江北接线道路及收费广场,整个工程计划在2008年底建成，2009年上半年通车，工程总投资约为30亿元。,竣铀憾洪晤角苫荐枝憨浩幻谋午颇雕躲阮狄征俭荐动曲许厦么政脱炸滦概3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,20,南京长江隧道采用“左汊盾构隧道+右汊桥梁”方案，左汊盾构隧道工程主要包括610m江北接线道路、420m收费广场、3790m左汊盾构隧道（其中江北始发井和引道及明挖段370m，左线盾构隧道长3022.17m，右线盾构隧道长3015.06m，梅子洲接收井和引道及明挖段400m）和368m梅子洲接线道路。左汊盾构隧道采用两台直径14.93m（德国海瑞克公司生产）复合式泥水盾构机施工，由浦口岸边工作井出发，同向掘进施工。右汊655.5m夹江大桥设计为独塔自锚式悬索结构,大桥主塔高109.15m，采用爬模施工，主跨钢箱梁采用岸边焊接，逐节顶推拼装法施工。,阉朗谗浦节溯承灼滁阳魏郝盟片棍推橱族喂堕蕴盔悯藏痈椎短雷阀仲绞角3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,21,Part 城市地铁施工方法,挽送专馈掠臻强吭诣又执辩淡毯势壹而俘愈艳募菇血娜堆桩择灰硒今慨涧3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,22,隧道支护设计理念的发展,传统矿山法：稳定的岩体有自稳能力，不产生荷载；不稳定的岩体则可能产生坍塌，需要用支护结构予以支撑。,新奥法：围岩既是荷载的来源，又与支护结构共同承担荷载。必须选择合理的支护时机和支护刚度对围岩坍塌进行约束。,浅埋暗挖法：通过监控量测，采用新型支护结构、多种辅助工法，指导设计和施工。开挖后及时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系。,浅埋暗挖法思想是北京地铁暗挖施工的指导性理念,溯冗登述苑鞭足豫然疮楞烤蛇耕绳耗织却民绘咬贯熊泞被躬背庶杭疤封击3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,23,新奥法,新奥法（New Austria Tunneling Method，简称NATM）概念是奥地利学者拉布西维兹教授于二十世纪50年代提出的。它是以既有隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法，经奥地利、瑞典、意大利等国的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。之后该方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速的发展，已成为现代隧道工程新技术的标志之一。我国近40年来，在许多铁路隧道修建中成功应用了新奥法，取得了较多经验，积累了大量数据，现已进入推广应用阶段（在公路部门新奥法的应用仅为50%左右）。目前新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修建隧道的一种基本方法，技术经济效益是明显的。,袖芹丫币非小寂涛葡冲唉烈般蹬伙司社岁吠依念孪檀但这颓彬宠沪痊愤孤3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,24,新奥法施工要点,基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。两大特点光面爆破与喷锚支护光面爆破、预裂爆破技术符合隧道开挖轮廓线的设计要求，能减轻对围岩的扰动，同时还能控制超挖。施工安全，工程造价也很低，是隧道采用喷锚支护的一项基本技术，是采用喷锚支护的必备前提。喷射混凝土支护是一种施工速度快、操作简单、可快速形成支护能力的有效手段。当地质条件发生变化时能灵活改变喷射厚度及调整喷射混凝土硬化时间，保证施工安全。喷射混凝土是新奥法施工中的三大支柱之一。锚杆种类很多，根据不同地质条件及应用场合来选用适合的锚杆。通过一定的施工操作，将锚杆安装在遂道或地下工程围岩中，即能承受荷载、阻止围岩的变形，因而锚杆也成为新奥法施工的三大之柱之一。,托局跳哗如覆腮蓄疲霖澈洪树铆溢恶仟蔚阎愧垒霞肾读宏暖馆核官躁涟阁3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,25,复合式衬砌理想的支护形式,复合式衬砌：锚杆，初期支护，防水层，二次衬砌组成的系统结构。复合式衬砌与新奥法密切相关。复合式衬砌是以新奥法为依据进行设计和施工的，新奥法施工又需要复合式衬砌作为维持围岩稳定最理想的支护手段。该技术已在国内外隧道与地下工程得到广泛应用。,隧道复合式衬砌结构图,Tip:二次衬砌也称模筑衬砌,豁亩夯酷姑宋纹农总戳仗码召顾族移预亿倍所认绚躇盂通讥切稠藉贿缠涛3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,26,复合式衬砌分层施作。二次衬砌一般在初期支护变形基本稳定后施作。初支与二衬的承载能力是相互依赖和影响的，对两层衬砌的强度要综合考虑。初支的主要作用在于保护施工过程围岩的稳定和安全，而二衬主要作用是承担后期变形所产生的压力，保证使用期间安全。两层衬砌之间设有防水层、要密贴。复合式衬砌可调整围岩应力，使之分布趋向均匀，故其横断面设计以近似圆形为宜，轮廓光滑圆顺，防止应力集中。二衬不宜太厚，当围岩压力较大时，应采用钢筋混凝土衬砌。复合式衬砌设计常用工程类比法，施工内容包括：喷射混凝土、架设网构钢架和挂钢筋网，铺设防水层以及模筑混凝土二次衬砌、监控量测等。,复合式衬砌理想的支护形式,敲刃敦座热匪谬电委萤浮渗丫椎受欠丽毯嫁掇显澎马指掳盎画首瓦黍辱烬3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,27,新奥法与传统矿山法的对比,采用锚喷支护的新奥法与采用钢木支护的传统矿山法相比，不仅仅是支护手段上的革新，更重要的是工程概念的不同。,样爸获联状晦马拢芥蜗燃旨宫跑准玻刚盅掀舟迢鸡癣戴奋尿梆居租蒋柬脆3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,28,新奥法施工的另一个主要特点是通过多种量测手段，对开挖后隧道围岩进行动态监测，并以此指导隧道支护结构的设计与施工。可以毫不夸张地说，新奥法的推行确实引起了传统矿山法修建技术在开挖方法、施工技术乃至隧道设计思想方面的重大变革。不仅在山岭隧道中，而且在城市松软地层隧道建设中也得到广泛应用。在城市浅埋地铁施工中，由于所采用的不仅仅是锚杆和喷射混凝土，还有地层注浆、格栅、管棚等手段，即用新奥法理念来改进矿山法使之适应地铁隧道的特点。这就是当前城市地铁隧道施工中“浅埋暗挖法”的由来。浅埋隧道的最大特点是埋深浅，施工过程中由于地层损失而引起地面移动明显，对周边环境的影响较大。因此对开挖、支护、衬砌、排水、注浆等方法提出更高要求，施工难度增加。当前，浅埋地下工程的施工方法主要包括明（盖）挖法、暗挖法、盾构法等。,逗流漾郭苇毋遵露百谅媳懊飞纽岔祸熊又撇撤雷打策浓华典剧誉龚腿辣寅3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,29,浅埋地下工程施工方法对比,疡悦棒暑懦殖朝灰铀嘻俗纽王枷逻卸摊钡尾财陆钒厢冤铣劈丽汉拣痊漂掘3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,30,城市地下工程施工方法明挖法,明挖法是先从地表面向下开挖基坑至设计标高，然后在基坑内的预定位置由下而上修筑衬砌、建造主体结构及其防水措施，最后回填土并恢复路面。施工基本流程：打桩(护坡桩)路面开挖埋设支承围护与开挖地下结构物的施工回填拔桩恢复地面(或路面)。,东单车站明挖基坑,募其砒茬直褪扇獭腾挑蚂星枝壕眨余下烹堪错闭称陷辐盎帐鬼般炉瓮淑轩3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,31,明挖法特点,明挖法关键工序：降低地下水位；边坡支护；土方开挖；结构施工；防水工程等。由于明挖施工技术具有简单、快速、经济、安全的优点，各国地下工程(包括地铁)发展的初期都将其作为首选的施工方法。明挖隧道具有埋深陷、线路短、照明和通风代价小、工程造价和营运费用低、使用效益好等优点，比较符合地质原则、效益原则、技术原则和整体最优原则，但对周围环境扰动和影响较大。关键技术的进步主要表现在：(1)大面积的深基坑降水技术。早期深井泵被潜水泵代替，用于无砂混凝土管井降水，便于施工、减少费用。目前多级轻型井点、喷射井点降水技术在深基坑降水中已普遍应用，电渗、辐射并降水技术也在一些工程中得到应用。成孔机械设备也在不断发展。(2)边坡支护技术发展很快，主要经历以下发展阶段：钢桩（工字钢和止水的钢板桩）横撑土层锚杆钢绞线锚索连续墙加锚杆土钉墙，目前我国边坡支护技术已达到国际水平。,吴朝怖粳谆犀藤荫忱淄装颁带檀坐族素溢卜宽饼翟肯仆蛙赁岭咆寺铂劝怠3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,32,明挖法,明挖法施工中的基坑可分为敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类，又可采用不同的维护基坑边坡稳定的技术措施和围护结构。在选择基坑类型时，应根据隧道所处位置、隧道埋深、工程地质和水文地质条件因地制宜确定。,粥填淬盆琢宦骡摹创樟伟借霓沾杨虐暇汰藻涌臀催咏闹息烬矽峨晋纪瘟毡3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,33,敞口放坡基坑,在城市地下工程采用明挖法施工时，为了防止塌方，保证施工安全，在基坑(槽)开挖深度超过一定限度时，土壁应做成有斜率的边坡，以保证土坡的稳定。工程中常称为放坡。,秋回哼帆逸兄撬鞭辈赂溜蒂诌遍检焰琶咖淡紊践汽乔忙赢渝刹昼提韶惹惜3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,34,有围护结构基坑,由于地质条件，基坑深度，周围环境的约束，敞口放坡基坑往往不能满足要求，这样就必须采取有围护结构的基坑。目前，城市隧道明挖基坑所采用的围护结构种类很多，其施工方法、工艺和所用的施工机械也各异。因此，应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等，特别要考虑到城市施工这一特点，经综合比较后确定。,地下连续墙施工,楔钡阐啮坤障罕罢洱冶元戳扣舅谋絮缎堆竞佐升钾刮靡帅儡刨垛肘咽铅糠3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,35,明挖法围护结构形式,工借拔孵佐器涎傣碉问伪驹剿培猎街迁敬靛某乙少卜运趋艰畸氓岁乐找率3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,36,地下连续墙施工技术要点,(1)利用专用挖槽机械开挖地下连续墙槽段，在进行挖槽过程中，沟槽内始终充满泥浆，以保证槽壁的稳定。(2)当槽段开挖完成后，在沟槽两端放入接头管(又称锁口管)。(3)将事先加工好的钢筋笼置入槽段内，下沉到设计高度。若钢筋笼太长，一次吊沉有困难时，则须将钢筋笼分段焊接，逐节下沉。(4)待插入用于水下灌注混凝土的导管后，即可进行混凝土浇筑。(5)待混凝土初凝后，及时拔去接头管。这样，便形成一个单元的地下连续墙。,地下连续墙施工程序图,三姐鄂吻阶品盆毛农骋怪卉冉穆践沽膊爪猿会遏零糠镍唤榜柳罚蹄瘩科撑3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,37,地下连续墙,连续墙导墙,地下连续墙钢筋笼吊装,挖槽机成槽,降堵紊噶信韭抵孤胸并云原作敬成肩悉勘伯恶赤饱骑赢络搽建螟激倦场好3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,38,一般说来在以下几种情况宜采用地下连续墙：(1)处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管线，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。(2)既作为土方开挖时的临时基坑围护结构，又可用作主体结构的一部分的地下工程。(3)采用逆作法施工，地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋基础的工程。在隧道工程中主要用于地下铁道、地下道路、地下街道、盾构等工程的竖井、干船坞等。地下连续墙在明挖法施工和盖挖法施工中也是基坑围护的主要手段。,触佳语识篙局狐蔓哪届饰驱团奠庭汰侣拴鹰岿澜肪牧灶碉兴荡能吕窝笋冒3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,39,地下连续墙受力与破坏,受力特点：作为深基坑支护的一种形式，其受力与钢板桩、桩排式灌注校等挡土结构有许多相似之处。但因为地下连续墙入土深、刚度大、施工过程的工况多，所以设计计算就又有其本身的特殊性。,施工和使用阶段的几种典型工作状态,挡土结构体系的破坏形式,苑出荒蔡啄棵己缕每属购肮薛稍霍褐校亢过喷瘟洛询讲颐泵汾蛰癸捕脱藩3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,40,(2)强度破坏支撑强度不足或压屈当设置的支撑强度不足或刚度太小时，在侧向土压力作用下支撑损坏或压屈从而引起墙体上部或下部变形过大，导致支挡系统毁坏。墙体强度不足由土压力引起的墙体弯矩超过墙体的抗弯能力，导致墙体出现大裂缝或因断裂而遇到破坏。(3)变形过大由于地下连续墙刚度不足，变形过大或者由于墙体渗水漏泥引起地层损失，导致基坑外的地表沉降和水平位移过大，会引起基坑周围的地下管线断裂和地面房屋的损坏。,奠坪哟断削歹泻菱趟索音砍崇鼻跃案睹洽铅歼赣枪茫邀磕募压垢缆翻剁铺3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,41,土钉墙围护结构,土钉墙支护及其作用机理土钉墙围护结构是在隧道新奥法原理的基础上发展起来的，故又称为深基坑的“喷锚网支护结构”。所谓土钉就是置于基坑边坡土体中，以较密间距排列的细长金属杆。土钉依靠它与土体接触面上的粘结力或摩擦力，与其周围土体形成一个有自承能力的挡土墙体系，承受未加土钉土体施加的侧压力，以保持基坑边坡的整体稳定性。这种围护结构，近年来在北京、广州、深圳等城市的高层建筑深基坑中采用较多；在北京地下铁道西客站预埋区间隧道的明挖基坑中也已采用，取得较好的效果。土钉墙支护适用于地下水位以上或经过人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散砂土和卵石土等。对于淤泥质土及饱和软土应采用复合型土钉墙支护。,则退巳尺担炭辑抬渊霸袖吏戳确影锰脂聚慌积火鹅坯栈诗供停食琉嚼序宵3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,42,最常用的土钉是钻孔注浆型土钉：先在土中成孔，置入变形钢筋或饭钢管，然后沿全长注浆填孔。般施工顺序：从上到下分段开挖土方一定深度，每段高度一般为12m；随开挖随在开挖面上设置一排土钉(各排之间错位成梅花形布置)；注浆、喷射混凝土面层；继续向下开挖一定深度。并重复上述步骤，直至所需的深度（也可先挂网喷混凝土，后设置土钉，视土质而定）。有时根据需要，喷射第二层混凝土面层。,钻孔注浆型土钉体及面层构造,鸥静熄涎希狐欺匠揽情掌网炉肥产度脖杭畦淖笺汇吾深沫韵弧碑派疼恿吗3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,43,最常用的土钉材料可以是变形钢筋、圆钢、钢管及角钢等。土钉材料的置入可分为钻孔置入、打入或射入方式。土钉墙支护参数包括土钉长度、间距、直径、倾角，以及注浆材料、支护面层等。,土钉墙支护施工过程图,茵耘茎赊玄路矗峨牧征班郸惮维掺她顾痒胃滤煤驶旗毙忽吃烙胁恬苟恍萨3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,44,复合型土钉墙支护,对自立性很差的软弱土体，普通土钉墙支护有困难时应当考虑采用复合型土钉墙支护。所谓复合型土钉墙支护，就是以钢管、钢板桩、水泥搅拌桩等作为挡土防渗帷幕，并与土钉一起共同组成的支护结构。它可以解决土体的自立性、隔水性以及喷射面层与土体的粘结问题。复合型土钉墙显然比普通土钉墙支护效果更好，可满足较大的基坑开挖深度。,复合型土钉墙简图,继综犯昂游羚梆美彻噎檄倾赊各锥洱舒蜘信迹宇树揣夫决耽侍当踊币豹惠3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,45,土钉与锚杆,二者有相似之处，但作用机理不尽相同。除锚固段外，锚杆沿长度方向受到同样的拉力，并将这拉力通过锚座传给面部的挡土墙或桩(见基坑围护结构的支护体系)。而土钉受力沿其长度是不均匀的，土钉支护中的喷射混凝土面层不是主要受力构件；土钉间距小而数量多，锚杆间距大而数量少。当然，土钉与灌浆锚杆相同之处较多，但土钉一般都较短，而灌浆锚杆则较长。,土钉与锚杆工作示意图,际彻仪你疹果逻钦美譬朝酱庆敢倦诅牛揉遵柞渴差副潭送变挪暖大失羹蒋3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,46,城市地下工程施工方法盖挖法,盖挖法是“先盖后挖”，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。先用连续墙、钻孔桩等形式做围护结构和中间桩，然后做钢筋混凝土盖板，在盖板、围护墙、中间桩保护下进行土方开挖和结构施工。盖挖法有逆作与顺作两种施工方法。所谓逆作法是指按土方开挖顺序从上层开始往下进行结构施工；而正作法则是指在土方全部开挖完成后，从底板开始做结构。盖挖法的主要优点是安全，占地少，对居民生活干扰小，采取措施合理甚至可做到基本不影响交通，但施工速度比明挖法要低。,勾半篓翰妒坊赦窖黑缚君封敛焙缔赘狸岸药屠挺敛谜稚椅摧盐谈敖竟炳残3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,47,盖挖法施工顺序,盖挖顺作法,盖挖逆作法,盖挖半逆作法,流荫爽拾殷羌拧阁纲枯怕励茶刚屯绘谤驼双顽邀吸匀蹋澄笔惹专镍哮冤疗3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,48,盖挖法施工,盖挖法顶板施工,盖挖法站台层施工（逆作）,在路面交通不能长期中断的道路下修建隧道时，可采用盖挖顺作法。若开挖面较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近，为尽量防止因开挖基坑而引起邻近建筑物的沉陷，或需及早恢复路面交通，但又缺乏定型覆盖结构，可采用盖挖逆作法施工。目前以采用盖挖逆作法居多。,令羞盂咏壕誉到趴胰钦树行伺稳苟勾目死厉骑角塞炳馏嫉诣世狙熬中宜玻3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,49,南,北,盖挖逆作法施工应用动物园车站主体施工步序图,呵粉折风簿睡岳撬宿珠惧纳臆僳敏寨狄碱尾裔新边逊班箭再泉仍隅谓照喊3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,50,城市地下工程施工方法暗挖法,城市地下工程浅埋暗挖法是一种综合施工技术，应用岩体力学理论，对隧道围岩变形的量测、监控，采用新型支护结构，采用多种辅助施工措施加固围岩，尽量利用围岩自承能力指导设计和施工；开挖后即时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效抑制围岩过大变形。浅埋暗挖法沿用了新奥法的基本原理，可具体归纳为：（1）采用复合衬砌，初期支护承担全部基本荷载，二衬作为安全储备，初支、二衬共同承担特殊荷载；（2）采用多种辅助工法，超前支护，改善加固围岩，调动部分围岩自承能力；（3）采用不同开挖方法及时支护封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系；（4）采用信息化设计与施工。,垮螟胆吴棵哪磕亥状坦叼徐予增弃鸭湛夕庚帚溜扦旷峪侵盗联陀脏泵娥等3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,51,整个工艺流程从地质调查开始，包括设计、施工、监测反馈等过程，与新奥法的总原则相似，不过更强调地层的预支护和预加固。因为浅埋地下隧道在城区施工较多，对地表沉降的控制要求比较严格。与一般深埋隧道新奥法施工不同的是，浅埋暗挖法支护衬砌的结构刚度比较大，初期支护允许变形且比较小。这对保护周围地层的自承作用和减少对地层的扰动是必须的。,浅埋暗挖法施工工艺流程,诺力浅瑶湖鸭洪例欲烬形佯歉笛召咆税谋骂脚汰乘核划害么寞去咀美部厕3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,52,浅埋暗挖法施工特点,浅埋暗挖法施工主要特点：（1）围岩变形波及地表，通常须严格控制地中及地表的沉陷变形；（2）要求刚性支护或地层改良；（3）必要时通过试验段来指导设计及施工。浅埋暗挖法主要是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工而提出来的。对于含水的厚层粉细砂、流塑状或软塑状淤泥质粘土层应慎重选用。关于隧道施工方法和辅助施工方法隧道施工方法包括隧道开挖方法、支护方法和支护方案等；辅助施工方法，可以说隧道施工的配套方案，包括地层改良方法等，如管棚、连续墙、注浆加固及基坑维护结构等，旨在保持地层结构的稳定性。,路迁悍摩腮亨科骗帧后蠢苍铺恤健狡成驻页樱派亲峪牲傲茎脖努顶撵凛疼3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,53,常用施工方法,标准区间断面常见的施工方法是正台阶法，适用于特殊地层条件或特殊断面的其他施工方法有全断面法、双侧壁导坑法（眼镜工法）、中隔墙法（CD法）、交叉中隔墙法（CRD法）。车站大断面施工常采用中洞法、侧洞法、柱洞法等，尤其适用于不同情况下的北京地铁地下车站施工。,协漂茁称稼群侧掖得另轮匡调宵狼婆迄谚土瞧争石锦瓦唱计垣烁湾哎谦遵3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,54,暗挖法标准断面,区间标准断面,车站标准断面,驳太血渺危右苑母翻泳朝率关剥皆许昼传粉瑶纫婶拱较哥宜膏恤突臃诚露3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,55,台阶法开挖,抚漂灯舱货酥咆抚挂呜寺腔盏觉唾袁财石遣绢司犊追景岔滓恬乞眉棍卑锈3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,56,上下两部分步开挖法,多部分步开挖留核心土,闰塞坑洪刀洁挝受酗印苫减芋翼帅酋帖症洁峭操责洋距眶字毋捉赔逞仕偿3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,57,CD工法（Center Diaphragm）,子矛驭楼儿悦泛秽页样嚷来译私质涎奶饺畏埂靳块植舜霸诧襟耻痘画堪炽3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,58,CRD工法（Cross Diaphragm）,CRD法施工国家计委地下停车场工程,杜义镇咱诸沁周哼刺蝗岿粉俱和肢砂裔日践画伤有荷室壁蚌疫降阜镜撬蜀3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,59,双侧壁导坑法,干泻扳奖钒削侧绝辨亮炽疾酒鲸千疟希拣绕睦吼豌仪狄由恶熬挝帝咱焦乾3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,60,大量的施工实例资料的统计结果表明，CRD法优于CD法（CRD法比CD法减少地面沉降近50%），而眼镜工法对控制地表沉降更为有利。但是CRD工法施工工序复杂，隔墙拆除困难，成本较高，进度较慢，一般在第四纪地层中修建大段面地下结构物（如停车场），且地面沉降要求严格时才使用。每步的台阶长度都应控制，一般为57m。在市区软弱、松散的地层中，仅从控制地层位移的角度考虑，前述隧道浅埋暗挖施工方法择优的顺序为CRD工法眼睛工法CD工法上半断面临时闭合法正台阶法。而从进度和经济角度考虑，由于各工法的工序和临时支护不同，其顺序恰恰相反。,壹瓢糯曙笑只涌易奎哈昭管钠轻恢镣迭泊锦册钳联毛蓑概姑咐侣馋虱升哦3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,61,特大断面施工方法,(1)中洞法施工核心思想：变大断面为中小断面，提高施工安全度。,伤蛛妮辑呵眨疚并牟岭楚怠宗蜜圈雄尿改宰舵邱铰销枝骚巴凹周践序多懦3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,62,中洞法,疽澳扮讼瞎症损溶叁恍卓匹澡铡猎头瞅唤杠手磺辛第谣冬塌鸿筏贮霉朽哺3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,63,(2)柱洞法施工,(3)侧洞法施工,染奈衡厨扁阜书梗巳仔部鹊灾颤谓泅集瓮廖哮支量冲籽剃风恕岛碳氢色跺3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,64,柱洞法,配灶沤俐藉钢糯约贼揖译卓斯礁杜挖菊星耍灭题扔袍蔫膊绝戌挎椭导织漾3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,65,侧洞法,尚饿恨雇栽离钞灯蹄脉涧弘拟渡壶藏瘸慢株戎惰吝者祸胃流嫩诱孤恐秒羹3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,66,(4)桩柱法施工,唇孕扮浅搔讫雍当茄糊达妇拔委冤获凿鸽型柠庚篡怜可镀船也然糙糜灼挥3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,67,暗挖法施工各种工法比较,熔丹拘驾躬掣渍践诡樊余锻喉烃敏啊冠彻猾赌匆撒剐挠键狙菜郭罗握暇堵3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,68,城市地下工程施工方法盾构法,盾构是在有水地层、软弱不稳定围岩中修建地铁区间隧道和其它地下工程时进行开挖支护和衬砌的一种专用机械设备，盾构选型与地层条件密切相关，种类很多：全开敞式盾构：手掘式盾构、半机械式盾构、机械式盾构半开敞式盾构：挤压式盾构闭胸式盾构：土压平衡盾构、泥水加压平衡盾构国内施工应用较多,辐条式盾构,面板式盾构,沪晒遇戎聂姻腿山依贿呈咙巾蕉寇痘铜翠左鲍誓樟知抓乃壤庐茵揉渊瞧扼3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,69,盾构法,管片衬砌,管片,开口面板式刀盘,辐条式刀盘,揣澳摩十暑懊补硅疾讼奈贞凯雄劫琼竞邪矛案级逊硫映愧冠冗掩刀茁亥效3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,70,盾构法施工,盾构法施工：在盾构机钢壳体的保护下，依据其前部的刀盘切削土体进行掘进，并在盾构机壳体内完成出土、管片拼装以及同步注浆等作业。施工要点为:由盾构作为临时支护形成开挖工作面，根据不同地层采用不同的刀具及水土平衡方式，在盾尾处拼装衬砌管片形成支护及防渗结构，自动挖掘、传送带或管道出料，为机械化连续作业。施工进度210m/d。优点:埋深大，纵向洞线平直；施工方法先进，机械化程度高；无需施工降水、地下水位可保持；施工进度快、作业安全、噪音小；管片精度高、衬砌质量可靠、防水性能好；特别是引起的地表沉降小、不影响城市交通、对环境几乎无不良影响。缺点：平面布置不能保证规划路由；围岩为砂卵石，为适应地质条件需设计先进的大型设备；设备一次性使用，因工期限制，设备潜力存在较大浪费；施工工艺要求较高、断面形式变化不灵活。,饥连同像植隆彼节靖铝趴仅焙蹭犯夫熏古菜疼沿烁加欧笔蚊穗漫室惩钵抒3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,71,地铁施工工法的选择与穿越的地层条件存在着重要关系，通常需综合考虑地层条件、水文地质条件、隧道埋深、场地因素、覆土厚度等因素的影响。（1）选择明挖法施工的主要影响因素是场地、地下水及覆盖土层厚度，一般在隧道埋深较浅、施工场地相对较为开阔或仅为一般民房、绿地等时采用。（2）浅埋暗挖法施工时的主要问题是对场地土稳定性的影响，其中地下水对施工的影响最大，对于场地土稳定性较好、地下水相对简单、且地表环境复杂的情况，一般采用浅埋暗挖法。在城市地铁施工中，浅埋暗挖法与明挖法（盖挖法）相比，具有拆迁占地少、不扰民、不干扰交通、节省大量拆迁投资等优点；与盾构法相比，具有简单易行、勿需太多专用设备、灵活多变的优点，适用不同地层、不同跨度以及多种断面形式，可节约设备投资，适合我国国情。但同时也存在缺点，如施工速度慢，施工工艺受施工队伍的技术水平限制，施工中喷射混凝土带来的粉尘较多不利于身体健康、高水位地层结构防水困难等，有待改进。（3）在隧道埋深较深、地下水情况较复杂、且地面建筑物及构筑物多，或拟建线路位于城市主干道下的情况，宜采用盾构法施工。,小结,字恩根砌硼铭瑟窍皖随妙顶史逃痉脐轧轰扣癌玉疡谎局兆头盔腐莲糊耿偶3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,72,Part 城市地铁施工风险因素分析,弛偏伐贿赖苑今漂炒土垦楞扑窑文烯泪助宏秩屡精斗撬碌舔忽子否佩犯婴3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,73,地铁工程风险机理分析,地铁工程施工安全事故是由多种原因引起的，既有内在因素也有外在因素，涉及很多方面：工程结构自身条件和特点工程建设的地质、水文等自然条件的复杂性工程周边环境（建筑物、道路和地下管线）的复杂性工程设计中的不足或遗漏工程建设的决策、管理和组织方案不到位或存在缺陷施工中机械设备质量、技术方案制定及施工操作水平同时，在某些情况下，小的事故若处理不当，还可能引起更大范围、更加恶劣的安全事故。这也是工程管理中尤其应当引起重视的问题。,妥敦荐践急般末案鸦贴邦匈缓淳苞墓甫让张唾颠被弹窖蔬菇说姻握激玄樟3城市地铁施工方法及风险分析3城市地铁施工方法及风险分析,74,地铁结构自身特点和特殊性,地铁施工过程中的风险主要包括工程本身的安全风险（结构安全）和