地铁施工技术概述课件.ppt

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1、地铁施工技术概述,2、地铁施工技术 主要内容,2.1 地铁施工方法的选择2.2 车站施工2.3 区间隧道施工,2.1 地铁施工方法的选择,2.1 地铁施工方法的选择,2.1.1 主要方法,地铁车站,地铁区间,明挖顺作法,暗挖法或矿山法,盾构法,盖挖顺作法,明挖法,盖挖逆作法,沉管法,暗挖法或矿山法,地铁施工方法选择主要受工程地质、水文地质、地形地貌、沿线环境的要求、施工单位的技术水平、施工进度、经济条件等因素限制。,2.1 地铁施工方法的选择,2.1 地铁施工方法的选择,2.1.2 地铁车站施工方法地铁车站的施工应考虑环境的要求；依据不同的地质情况、工作环境，综合考虑施工进度及安全经济方面的矛

2、盾因素。地铁车站施工方法如下表所示。,地铁车站施工方法一览表,续上表,2.1.3 地铁区间隧道的施工方法沿海城市，饱和软地层，可以选用盾构法和顶管法等；山区城市采用新奥法，条件允许应推广TBM法。目前国内外常用地区间隧道施工方法如下表所示。,2.1 地铁施工方法的选择,地铁区间隧道施工方法一览表,续上表,2.2 车站施工,2.2.1 常用施工方法2.2.2 工程实例2.2.3 发展与展望,2.2 车站施工,2.2.1 常用施工方法,明挖法明挖顺作法：从地面自上而下挖开的基坑中自下而上修筑结构。在行业或国外部分国家,明挖顺作法简称“明挖法”,盖挖顺作法又名“(临时)铺盖法”,盖挖逆作法又名“盖挖

3、法”。,2.2 车站施工,2.2.1 常用施工方法,明挖法,2.2 车站施工,2.2.1 常用施工方法,1、明挖法特点：施工技术简单、快速、经济；施工程序：围护结构施工内部土方开挖工程结构管线恢复及覆土；围护结构：地下连续墙钻孔桩（挖孔桩）加旋喷桩止水SMW水泥土加型钢等。,2.2 车站施工,明挖顺筑法施工工序如下：地下墙施工内井点降水第一层开挖设置第一层钢支撑第n层开挖设置第n层钢支撑最后开挖底板混凝土浇筑最下层支撑拆除混凝土内衬浇筑拆钢支撑顶板混凝土浇筑,顺筑法车站施工顺序示意图,2.2.1 常用施工方法,2、盖挖法,2.2 车站施工,盖挖顺作法：在地面修筑维持地面交通的临时路面及基坑支撑

4、后，自上而下开挖土方至设计坑底标高，再自下而上修筑结构。盖挖逆作法：开挖地面修筑结构顶板及其竖向支撑结构后，在顶板的下面自上而下分层开挖土方分层修筑结构。,2.2.1 常用施工方法,2、盖挖法,2.2 车站施工,盖挖逆筑工法一般是对交通作短暂封锁，顶板施工结束后恢复交通；盖挖顺筑法利用临时性设施维持道路通行，夜间封锁道路，掀盖施工。,2.2.1 常用施工方法,2、盖挖法,2.2 车站施工,浅埋暗挖法优点：避免了大量拆迁、改建工作，减少了对周围环境的粉尘污染和噪声影响，对城市交通的干扰小；施工原则：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测；适用条件：不允许带水作业；开挖面具有一定的自立性和

5、稳定性。,暗挖法：是在软土地层中以加固和处理软弱地层为前提，采用足够刚性的复合衬砌结构，选用非敞开分部开挖方式的地下施工法。浅埋暗挖法：是一种在离地表很近的地下进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,在工程设计中，根据施工特点，地下工程分为深埋、浅埋、超浅埋地下工程。按照铁路隧道设计规范规定，当单线或双线隧道拱顶深小于：级围岩石3540m、级围岩1825m、级围岩石1014m、级围岩石57m，为浅埋隧道。也可用实测压力P和垂直土柱重量rh之比来确定，根据实测资料统计，当P/rh0.40.6为浅埋隧道。,问题：浅埋与深埋？,2.2.1 常

6、用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,城市地铁、地下工程结构断面变化很大，仅用拱顶埋深确定深埋或浅埋是不妥的，还必须考虑地下工程的跨度大小，跨度大时，对覆土的影响范围也大。拱顶覆土厚度（H）与结构跨度（D）之比，即H/D称为覆跨比。当0.6H/D1.5时，均称为浅埋；当H/D0.6时，均称为超浅埋。,问题：浅埋与深埋？,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,在建筑物密集、管线密布和交通繁忙等情况下避免大量拆迁、改建工作，减少了对周围环境的粉尘污染和噪声影响，对城市交通的干扰小。,优点：,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,管超前、严注浆、短

7、开挖、强支护、快封闭、勤量测,施工原则：,不宜明挖，含水量较小的各种地层，尤其是对地面沉陷要求较严，且需修造浅埋的地下工程。在软弱围岩浅埋地层中修建山岭隧道洞口段、城区地下铁道及其他浅埋结构物。,适用：,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,北京地铁西单站横断面图,北京地铁东单站横断面图,北京地铁王府井站横断面图,多拱多跨,单拱多跨,单拱大跨,断面形式,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,北京地铁五号线崇文门站横断面图,北京地铁五号线蒲黄榆站横断面图,断面形式,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,青岛地铁青纺医院站,车站主体

8、位于微未风化的花岗岩中,断面形式,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,第一步：先将钢管打入地层，然后注入水泥浆或化学浆液，使地层加固。第二步：然后进行短进尺开挖，一般每循环在0.5-1.0米左右，随后即作初期支护。第三步：施作防水层。最后，完成二次支护。,常用开挖方法：,台阶法分部开挖法,施工步骤：,施工方法：管棚法、矿山法、盾构法和顶管法。,2.2.1 常用施工方法,3、浅埋暗挖法,2.2 车站施工,管棚施工法,管棚法称伞拱法。是在拟开挖的衬砌拱圈隐埋线上，预先钻孔安设惯性力矩较大的厚壁钢管，起超前支护。特点：地下工程开挖前，采用超前注浆管棚支撑土体结构，有效防止地面

9、沉降，适用于大跨度和极破碎岩体地段。分类：短管棚（L1045m）；板棚（L10m）采用钢插板。,管棚的布置形式,(a)门字形布置适用洞室跨度较大，边墙土体不稳的情况。(b)口字形布置适用大型洞室松软土层段。,管棚的布置形式,(c)一字形布置适用洞室跨度不大，仅防上部土层坍塌。(d)半圆拱布置适用大跨度公路，地铁洞室不稳定地段。,管棚法 施工,管棚透视图,管棚施工,管棚设计要点,（1）根据地质条件选择长度，应保证有足够的超前长度管棚长度：一般为1012m，采用分段连接时选46m钢管，纵向以丝扣连接，连接长度不应小于15cm。（2）管棚钢管采用厚壁钢管。管径70180mm，钢管中心间距200800

10、 mm；孔径比管径大2030mm。,（3）管棚应沿隧洞纵向水平设置，并在管内注浆；横断面采用钢拱架环向支撑，钢拱架多采用工字钢和格栅钢架。（4）管棚纵向的水平搭接长度不能小于1.5m，外插角12。,管棚施工,（1）开挖工作室：为管棚施工提供操作场地。工作室尺寸：以布置钻机和钢管推进机为确定条件。但需超出隧道或洞室轮廓线0.51.0m（2）钻孔钻孔一般为水平，孔径比管棚大2030mm.,管棚施工,（3）安装管棚坍方严重地段，一般将管棚的钢管钻入，钻孔和安装一次完成。小于15m的短孔可用于人工或卷扬机顶入深孔用钻机顶进，但倾斜度必须控制在 1o2 o范围内。,（4）管棚注浆以水泥砂浆注满钢管为止。

11、当围岩或土层松软破碎时，可事先在管棚钻小孔，使浆扩散至钢管周围。,小导管注浆采用“注浆一段，开挖一段，段段推进”方式，根据每段的地质和注浆情况及时调整浆液和支护参数。小导管外露20cm以利于安设注浆管路。,管棚施工,在隧道工作面开挖前,沿隧道拱部开挖轮廓线外打入带孔小导管,并通过小导管向围岩压注起胶结作用的浆液,在隧道轮廓线外形成一个0.6m1.2m厚的弧型加固圈。在此加固圈的保护下即可安全地进行开挖作业。小导管注浆分单液浆和双液浆两种：本工程以双液浆为主。,超前小导管注浆,深 化,双液注浆,注浆过程中，严格控制注浆压力，防止出现结构变形、冒浆，危害地下构筑物及地面建筑物等异常现象。当出现异常

12、现象时，采用以下措施：降低注浆压力或采取间隙注浆，直到停止注浆；调整注浆实施方案。,注浆过程的控制措施,挖掘施工需在管棚注浆结束48小时后方可进行。(a)挖掘完后，应及时架设钢拱架：作为初期支护，两拱架的纵向间距不应大于1.2m，在两拱架之间应设置直径为2022mm的钢撑杆。(b)喷射砼：喷层应及时，厚度1015cm.(c)施加二次支护：在二次衬砌和一次衬砌之间一般设一道防水层。砼二次衬砌一般为3545cm。,（5）隧洞挖掘,钢拱架结构,管棚变位、土层沉降监控措施,管棚法施工在开挖面前10.8倍开挖直径的上方地面会发生沉陷。沉陷顺序是：管棚、围岩、地表。防止措施有（1）加强检测，及时反馈管棚下

13、沉信息。管棚拱顶位移时间曲线出现反弯点，则位移发生突变，应及时加强支护，或停止施工。,（2）采用合理的开挖方式：变大跨度为小跨度，边 挖边支护，尽量减少对 围岩扰动。根据围岩条件，可采用 中导洞、边导洞，分台 阶开挖的开挖方式，尽 可能减小围岩扰动。,风道开挖初期支护施工图,开挖横断面图,1部洞室,2部洞室,4部洞室,6部洞室,5部洞室,3部洞室,主要开挖方法表,区间隧道上半断面临时封闭正台阶法施工,区间隧道采用模板台车二次衬砌照片,中隔壁法（CD工法）,交叉中隔壁法（CRD工法）,双侧壁导坑法（眼镜工法）,中洞法施工的三联拱隧道,北京地铁宣武门车站横断面图柱洞法施工,北京地铁宣武门车站建成后车站下层照片,（3）严格控制进尺一般的进尺控制在1.0cm以内。开挖支护紧密配合。（4）及时量测拱顶、拱底和边墙的位移,1、盖挖半逆作法2、铺盖法,2.2.2 工程实例,2.2 车站施工,