一级建造师考试市政实务考试要点第五部分(城市轨道交通和隧道工程)全套耗资7900元.doc
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1、市政实务考试要点第五部分(城市轨道交通和隧道工程)目 录1K413000 城市轨道交通和隧道工程11K413010 深基坑支护及盖挖法施工(P73-80)1IK413011 深基坑支护结构的施工要求:(P73-77)1IK413012 地下连续墙的施工技术:(P78-79)3IK413013 盖挖法施工技术:(P79-80)31K413020 盾构法施工(P81-97)4IK413021 盾构法施工控制要求:(P81-92)4IK413022 盾构法施工现场的设施布置:(P93-94)7IK413023 应该停止盾构掘进的要求:(P94)8IK413024盾构机型的选择:(P94-97了解)8
2、1K413030 喷锚暗挖法施工(P98-108)8IK413031 喷锚暗挖法的掘进方式选择:(P98-102)(多出选择)8IK413032 喷锚加固支护的施工要求:(P102-103)9IK413033 衬砌及防水的施工要求:(P103-104)10IK413034 小导管注浆加固土体技术:(P104-105)10IK413035 管棚的施工要求:(P105-106)111K413040 城市轨道交通工程(P107-108)(了解)111K420170 城市轨道交通工程前期质量控制(P230-233)11一、城市轨道交通工程前期工作内容:(P230-232)11二、喷锚暗挖施工方案编制与
3、质量控制措施(P232-P233)121K420250 隧道掘进施工安全控制(P265-271)13IK420251 盾构施工的安全控制措施:(P265-271)13IK420252 喷锚暗挖法施工的安全控制措施:(P266-269)13IK420253 隧道施工安全监控量测的内容和方法:(P269-271)141K413000 城市轨道交通和隧道工程1K413010 深基坑支护及盖挖法施工(P73-80)IK413011 深基坑支护结构的施工要求:(P73-77)深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构,围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板墙结构。板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑的目
4、的是为板墙结构提供弹性支撑点。一、围护结构的类型:基坑的围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。围护结构板桩式钢板桩钢管桩钢筋砼板桩主桩横挡板钻孔灌注桩挖孔灌注桩柱列式地下连续墙自立式水泥土挡墙组合式SMW桩灌注桩与搅拌桩结合沉井法主要围护结构的特点:(详见P73-74表)1)桩板式墙板式桩:造价低,止水性差2)灌注桩:刚度大,可用在深大基坑,对周边影响小2)地下连续墙:强度大、隔水性好,同时可兼作主体结构的一部分。可临近建筑物、构筑物使用,环境影响小。造价高。3)组合式SMW桩:强度大,止水性好。内插型钢可反复使用。4)自立
5、式水泥土挡墙:无支撑,墙体止水性好,造价低。二、支撑结构类型1、基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类。外拉锚有拉锚和土锚两种型式。2、在软弱土层的基坑工程中,支撑结构是承受围护墙所传递的土压力、水压力的结构体系。3、支撑结构体系包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。4、支撑结构挡土的应力传递路径是围护墙围檩支撑,在地质条件较好的有锚固力的地层中,基坑支撑可采用土锚和拉锚。4、在深基坑的施工支护结构中,常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类。两类支撑体系的截面形式和特点(了解): 1)现浇钢筋混土:刚度大,变形小,强度的安全可靠性强,施工方便,围护结构处于无支撑的悬臂
6、状态的时间长。施工工期长、拆除困难。2)钢结构:截面形式:有单钢管、双钢管、工字钢、H型钢、槽钢。特点:安装、拆除施工方便,可周转使用,支撑中可加预应力。施工工艺要求较高,当施工支撑不及时不准确,会造成失稳。三、支撑体系的布置形式(了解)支撑体系的布置设计应考虑以下要求:(安全、保证周边建筑物)1)能够因地制宜合理选择支撑材料和支撑体系布置形式,使其技术经济综合指标得到优化。2)支撑体系受力明确,安全可靠,经济合理。3)能在安全可靠的前提下,最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。四、基坑变形现象基坑开挖引起周围地层移动的主要原因是坑底的土体隆起和围护墙的位移。(一)墙体的变形1、墙体
7、水平变形:当基坑开挖较浅,还未设支撑时,不论对刚性墙体还是柔性墙体,均表现为墙顶位移最大,向基坑方向水平位移,呈三角形分布。随着基坑开挖深度的增加,刚性墙体继续表现出向基坑内的三角形水平位移或平行刚体位移,而一般柔性墙如果设支撑,则表现为墙顶位移不变或逐渐向基坑外移动。墙体腹部向基坑内突出。2、墙体坚向变位(上移或沉降)给基坑的稳定、地表沉降以及墙体自身的稳定性均带来极大的危害。(二)基坑底部的隆起:1)在开挖深度不大时,坑底为弹性隆起。基特征为坑底中部隆起最高。2)当开挖到一定深度且基坑较宽时,出现塑性隆起,为两边大中间小的形式,但对于较窄的基坑或长条形基坑,仍是中间大,两边小分布。(三)地
8、表沉降:1)在地层软弱而墙体入土深度又不大时,墙底处显示较大的水平位移,墙体旁出现较大的地表沉降。2)墙体入土较深或入土部分入于刚性较大的地层内时,此时地表沉降的最大值不是在墙旁,而是位于距离墙一定距离的位置上。(四)基坑工程的量测监控:坑周土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水及孔隙水压力等。对于一级、二级基坑,还必须对周围建筑物和地下管线进行监测。(五)深基坑坑底稳定处理方法:加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等五、地铁及轨道工程常见围护结构的施工特点(大开挖)1、工字钢桩围护结构(柔性):一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工。2、钢板桩围护结构:强度
9、高,隔水效果好,可重复使用。钢板桩常用断面为U形或Z形。3、钻孔灌注桩围护结构:一般采用机械成孔,多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。对正反循环钻机,由于其采用泥浆护壁成孔,故成孔时噪声低,适于城区施工。4、深层搅拌桩挡土结构:是用搅拌机将水泥、石灰等和地基土相拌合,从而达到加固地基的目的。布置成格栅形、止水帷幕。(两搅两喷)5、SMW桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体,然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡墙,最后在墙中插入型钢,即形成一种劲性复合围护结构。特点是止水性好,构造简单,施工速度快,型钢可以部分回收、重复利用。IK413012 地下连续墙的施工技术:(P78-79)地下连续
10、墙主要有:预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类,通常指现浇。1、地下连续墙施工工艺(详见P78图,熟悉施工顺序)2、地下连续墙的优点:施工时振动小,噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小;可适用于多种土层,除夹有弧石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外,对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。3、地下连续墙按成槽方式可分为桩排式、壁式和组合式三类;按挖槽方式可分抓斗式、冲击式和回转式等类型。4、导墙是控制挖槽精度的主要构筑物,导墙结构应建于坚实的地基之上,并能承受水土压力和施工机械设备等附加荷载,不产生位移或变形。5、泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定,并在泥
11、浆配制和挖槽施工中对泥浆的比重、粘度、含砂率和PH值等主要技术性能指标进行检验。6、槽段的划分应综合考虑下列因素1)地质条件。如软土地基,不宜将槽段定得太长2)后续工序的施工能力。如混凝土的供给能力、钢筋笼整体重量,起吊刚度,贮浆池容量等3)其他因素。便于组织均衡施工,地面施工荷载和地下水位对槽段稳定的影响,内部主体结构的布置,设计开挖深度。7、泥浆应具有以下功能:1)护壁功能。泥浆的液柱压力平衡地下水土压力,形成泥皮,维持槽壁稳定2)携渣作用。3)冷却与润滑功能。8、地下连续墙混凝土应采用导管法灌注,导管接缝进行水密性试验,混凝土应一次浇筑完毕,不得中断。当混凝土浇筑至顶面时,应清除顶部浮渣
12、。IK413013 盖挖法施工技术:(P79-80)1、盖挖法可分为盖挖顺作法和盖挖逆作法。常用盖挖逆作法。2、盖挖顺作法的施工顺序:自地表向下开挖一定程度后先浇筑顶板,在顶板的保护下,自上而下开挖、支撑,达到设计高程后由下而上浇筑结构。3、盖挖逆作法是基坑开挖一段后先浇筑顶板,在顶板的保护下,自上而下开挖、支撑和浇筑结构内衬的施工方法。4、盖挖法的施工优点:1)围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地面沉降,有利于保护临近建筑物和构筑物。2)基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全。3)盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭,施工空间大。4)盖挖逆作法施工基坑暴露时间短,可尽快恢复路面,对道路
13、交通影响小。5、盖挖法施工缺点:1)混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难;2)盖挖逆作法施工时,暗挖施工难度大,费用高。1K413020 盾构法施工(P81-97)IK413021 盾构法施工控制要求:(P81-92)盾构是通常用来开挖土砂类围岩的隧道施工机械,由切口环、支撑环及盾尾三部分组成,也移盾构机械。盾构法是用盾构壳体防止围岩的土砂坍塌,进行开挖、推进,并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。盾构机的种类繁多,按开挖面是否封闭划分为密闭式和敞开式二类,按平衡开挖面的土压力与水压的原理不同,密闭式盾构机又可分为土压式与泥水式二种。国内用于地铁工种的盾构主要是土压式和泥水式两种。以下仅限于
14、密闭式盾构机械施工。一、盾构法施工综述1、城市地铁一般利用车站的端头作为始发或到达的工作井。2、盾构进入到达工作井并被拆除,如施工需要也可穿越工作井再向前推进。3、盾构掘进由始发工作开始到隧道贯通、盾构机进入到达工作井,一般经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。4、盾构掘进控制的目的是确保开挖面稳定的同时,构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。5、盾构掘进控制“四要素“:开挖控制、一次衬砌、线形控制和注浆。6、施工前必须根据地质条件、隧道条件、环境条件、设计要求等,在试验的基础上,确定具体控制内容和参数,施工中根据量测监控的各项数据调整控制参数。7、密闭式掘进控制内容:
15、P82页表控制要素内容开挖泥水式开挖面稳定泥水压、泥浆性能排土量土压式开挖面稳定土压、塑流化改良排土量盾构参数线形盾构姿态、位置倾角、方向、旋转铰接角度、超挖量、蛇行量注浆注浆状况注浆量、注浆压力注浆材料一次衬砌管片拼装真圆度、螺栓紧固扭矩防水漏水、密封条压缩量不足、裂缝隧道中心位置二、盾构掘进各阶段的控制要点(一)盾构始发盾构自基座上开始推进到盾构掘进通过洞口土体加固段止,可作为始发施工。5、从盾构进入土层到通过土体加固段前,要慢速掘进,以便减小千斤顶推力,盾构方向容易控制。8、加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑的变形与位移。(二)初始掘进1、初始掘进特
16、点:1)一般后续设备临时设置于地面。2)大部分来自后续设备的部分管线必段接长。3)由于通常在始发工作井内拼装临时管片,故向隧道内运送施工材料的通道狭窄。4)由于初始掘进处于试掘进状态,因此施工速度受到制约。2、初始掘进的主要任务:收集盾构掘进数据及地层变形量测量数据,判断土压、注浆量、注浆压力等设定值是否适当,并通过测量盾构与衬砌的位置,及早把握盾构掘进方向控制特性,为正常掘进控制提供依据。初始掘进阶段是盾构法隧道施工的重要价段。(09考过)3、决定初始掘进长度有二个因素:一是衬砌与周围地层的磨擦阻力,二是后继台车长度。(三)转换(台车转换)初始掘进一完成,应拆除临时管片、临时支撑、反力架和基
17、座等,始发工作井内空间变得宽阔,将后继台车搬入隧道内。这种从初始掘进到正常掘进的作业被称作转换或台车转换。(四)正常掘进转换后进入正常掘进阶段。正常掘进的特点:(1)作业效率高;(2)始发井空间宽阔,施工材料与弃土运输容易(五)到达掘进(贯通掘进)施工技术要点:1)暂停掘进,测量,确认与设计中心线的偏差值。2)根据测量结果制订到达掘进方案。3)继续掘进时,及时测量盾构机坐标位置与姿态,并依据到达掘进方案进行及时进行方向修正。4)进入接收井洞口加固段前,确认洞口土体加固效果,必要时补注浆加固。5)进入接收井洞口加固段后,逐渐降低土压设定值至0MPa,降低掘进速度,适时停止加泥、加泡沫、停止送泥与
18、排泥、停止注浆,并加强工作井周围地层变形观测,超过预定值时,必须采取有效措施后,才可继续掘进。6)拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果,必须时进行注浆加固。7)盾构接收基座的制作与安装要具备足够的刚度。8)拼装完最后一环管片,千斤顶不要立即回收,及时将洞口段数环管片纵向临时拉紧成整体,拧紧所有管片连接螺栓,防止盾构机与衬砌管片脱离时衬砌纵向应力释放。9)盾构机落到接收基座上后,及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间空隙,同时进行填充注浆,控制洞口周围土体沉降。三、开挖控制开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。土压式盾构与泥水式盾构的开挖控制内容略有不同。土压式盾构,以土压和塑流性改良控制为
19、主,辅以排土量、盾构参数控制;泥水式盾构,以泥水压和泥浆性能控制为主,辅以排土量控制。(一)土压(泥水压)控制1、开挖面的土压控制值,按地下水压+土压+预备压设定。2、土压有静止土压、主动土压和松弛土压,按静止土压设定控制土压,是开挖面不变形的最理想土压值,但控制土压相当大。主动土压是开挖面不发生坍塌的临界压力,控制土压最小,地质条件良好、覆土深,能形成土拱的场合,可采用松弛土压。3、预备压,用来补偿施工中的压力损失,土压式盾构通常取1020KN/m2,泥水式盾构通常取2050KN/m2。4、计算土压控制值时,土体稳定性好的场合取低值,地层变形要求小的场合取高值。5、为使开挖面稳定,土压变动要
20、小,变动大的情况下,一般开挖面不稳定。(二)土压式盾构泥土的塑流化改良控制1、土压式盾构掘进时,理想地层的土特性是:1)塑性变形好;2)流塑至软塑状;3)内摩擦小;4)渗透性低。2、细颗粒含量30%以上的土砂,塑性流动性满足要求,在细颗粒含量低于30%,或砂卵石地层,必须加泥或加泡沫等改良材料,以提高塑性流动性和止水性。3、改良材料必须具有流动性,易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性。一般使用的有矿物系、界面活性剂系、高吸水性树脂系和水溶性高分子等四类(我国常用前二类)。4、选择改良材料要依据条件:1)土质 2)透水系数 3)地下水压 4)水离子电性 5)是否泵送排土 6)加泥设备空间 7)
21、掘进长度 8)弃土处理条件 9)费用5、流动化改良控制是土压式盾构施工的最重要要素之一,一般按以下方法掌握塑流性状态:1)根据排土性状2)根据土砂输送效率3)根据盾构机械负荷(三)泥水式盾构的泥浆性能控制:泥水式盾构掘进时,泥浆起着两方面的重要作用:一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域,开挖面土体强度提高,同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压,达到了开挖面稳定的作用;二是泥浆作为输送介质,担负着将所有挖出土砂运送到工作井外的任务。因此,泥浆性能控制是泥水式盾构施工的最重要要素之一。泥浆性能包括:比重、黏度、PH值、过滤特性和含砂率。(四)排土量控制四、管片拼装控制(一)拼装方法1、拼装成环
22、方式管片拼装控制:采取错缝拼装,在纠偏或急曲线施工的情况下,有时采用通缝拼装。2、拼装顺序:一般从下部的标准管片(A型)开始,依次左右两侧交替安装标准管片,然后拼装邻接(B型)管片,最后安装楔形(K型)管片。3、盾构千斤顶操作随管片拼装顺序分别缩回盾构千斤顶非常重要。4、紧固连接螺栓先紧固环向,后紧固轴向。5、楔形管片安装方法为方便插入楔形管片,可装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶,以增大插入空间。6、连接螺栓再紧固(二)真圆保持管片拼装呈真圆,并保持真圆状态,对于确保隧道尺寸精度、提高施工速度与止水性、及减少地层沉降非常重要。管片环从盾尾脱出后,到注浆浆体硬化到某种程度的过程中,多采用真
23、圆保持装置。(三)管片拼装误差及基控制1、为防止管片损伤,预先要根据曲线半径与管片宽度对适宜的盾构方向控制方法进行详细研究,施工中对每环管片的盾尾间隙认真检测,并对隧道线形与盾构方向严格控制。2、盾构纠偏应及时连续,过大的偏斜量不能采取一次纠偏的方法,纠偏时不得损坏管片,并保证后一环管片的顺利拼装。(四)楔形环的使用在盾构工程中,除曲线施工外,为进行蛇行修正,也可使用楔形环管片。五、注浆控制注浆是向管片与围岩之间的空隙注入填充浆液,应根据所建工程对隧道变形及地层沉降的控制要求选择同步注浆或壁后注浆,一次压浆或多次压浆。(一)注浆的目的地层注浆的目的就是防止地层变形,还有其他重要目的:1)防止地
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