第八章 地下工程

这是一篇关于第八章的思维导图。地下工程是指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程。它包括地下房屋和地下构筑物，地下铁道，公路隧道、水下隧道、地下共同沟和过街地下通道等。

8.地下工程

• 8.1逆作法施工技术
  • 8.1.1逆作法的工艺原理与优缺点
    • 逆作法简介
      • 封闭式逆作法、开放式逆作法、半逆作法
    • A.逆作法特点
      • （1）缩短工程施工的总工期
      • （2）基坑变形小，减少深基坑施工队周围环境的影响
      • （3）简化基坑的支护结构，有明显的经济效益
      • （4）施工方案与工程设计密切有关
      • （5）施工期间楼面恒载和施工荷载等通过中间支撑柱传入基坑底部，压缩土体，可减少土方开挖后的基坑隆起
    • B.逆作法存在的问题
      • （1）挖土难度较大，多利用人工开挖和运输，机械化程度较低
      • （2）逆作法用地下室楼盖作为水平支撑，支撑位置受地下室层高的限制，无法调整
      • （3）逆作法施工需设中间支承柱，作为地下室楼盖的中间支承点，承受结构自重和施工荷载，如数量过多会导致施工不便
      • （4）对地下连续墙，中间支承柱与底板和楼盖的连接节点需进行特殊处理
      • （5）在地下封闭的工作面内施工，安全上要求使用低于36V的低电压，需使用特殊机械。（垂直运输土方和材料设备的专用设备，通风、照明设备）
  • 8.1.2逆作法施工技术
    • A.施工前准备工作
      • （1）编制施工方案
      • （2）选择逆作施工形式
      • （3）施工孔洞布置
    • B.中间支承柱施工
      • （1）中间支承柱的作用
      • （2）中间支承柱的位置和数量要求
      • （3）相关施工工艺要求
    • C.降低地下水
    • D.地下室土方开挖
    • E.地下室结构施工
      • （1）利用土模浇筑梁
        • 1）简介
        • 2）直接法、充填法、注浆法
      • （2）利用支模方式浇筑楼板
        • 1）施工操作
        • 2）临时加固土层
          • 浇筑一层素混凝土
          • 铺设沙垫层、上铺枕木以扩大支承面积
  • 8.1.3逆作法施工实例
    • （1）施工地下连续墙和中间支承柱钻孔灌注桩
    • （2）开挖地下一层土方
    • （3）吊装地上1~3层的柱、梁、板结构
    • （4）待底板养护期满，吊装地上4~5层的柱、梁、板结构
    • （5）地上、地下同时进行装修和水电等工程
• 8.2盾构法施工
  • 8.2.1盾构法概述
    • A.施工过程
      • （1）建造竖井
      • （2）把盾构主机和配件分批吊入始发竖井中，并在预定始发掘进位置上组装成整机，随后调试其性能使之达到设计要求
      • （3）盾构从始发竖井的墙壁上开孔处出发，沿设计轴线掘进。
      • （4）盾构掘进达到预定终点的竖井（接收竖井）时盾构进入该竖井，掘进结束。随后检修盾构或解体盾构运出
    • B.盾构优点
      • 五点
    • C.盾构缺点
      • 五点
  • 8.2.2盾构机械类型及构造
    • A.盾构机械分类及其适用性
      • 按掘削面的挡土形式
        • （1）开放式（2）部分开放式（3）封闭式
      • 按加压稳定掘削面的形式
        • （1）压气式（2）泥水加压式（3）削土加压式（4）加水式（5）泥浆式（6）加泥式
    • B.盾构机械的基本构造
      • 组成
        • 机械
          • 外壳、掘削机构、挡土机构、推进机构、管片组装机构、附属机构
        • 专用机构
      • （1）泥水加压盾构
        • 1）盾壳
          • 切口环、支承环、盾尾
        • 2）开挖机构
          • 切削刀盘、泥水室、泥水搅拌装置，刀盘支承密封系统、刀盘驱动系统
        • 3）推进机构，拼装机构，真圆保持器
        • 4）送排泥机构
          • 送泥水管、排泥浆管、闸门、碎石机、泥浆泵、驱动机构、流量监控机构
        • 5）附属机构
          • 构件分类
            • 操作控制设备、动力变电设备、后续台车设备、泥水处理设备
          • 工作过程
          • 优点
          • 缺点
      • （2）土压平衡盾构
        • 1）盾壳
        • 2）开挖机构
        • 3）推进机构，拼装机构，真圆保持器
        • 4）排土结构
        • 5）附属机构
          • 构件分类
          • 工作过程
          • 优点、缺点
      • （3）复合式盾构
        • 特点是一机三模式和复合刀盘
    • C.盾构尺寸和盾构千斤顶推力的确定
      • 简介
      • 1）盾构外径D
        • 根据管片外径、盾尾空隙和盾尾板厚确定
      • 2）盾构长度L
      • 3）盾构灵敏度Lm/D
      • 4）盾构千斤顶推力的确定
        • （1）盾构四周摩阻力，粘结力F1 （2）贯入阻力F2（3）正面阻力F3
        • （4）变向阻力F4（5）盾尾处摩阻力F5（6）牵引阻力F6（7）总阻力
    • D.盾构选型
      • (1)考虑因素
        • 1.满足设计要求。2.安全可靠。3.安全可靠。4.工期短。5.对环境影响小。
      • (2)严守的原则
        • 以能绝对保证开挖面稳定、确保施工安全的机型为最重要。
  • 8.2.3盾构施工的准备工作
    • A.盾构竖井的修建
      • 盾构拼装井、盾构拆卸井
    • B.盾构拼装的检查
      • （1）外观检查（2）主要尺寸检查
      • （3）液压设备检查
        • 1.耐压试验
        • 2.在额定的压力下，检查液压设备的动作性能是否良好
      • （4）无符合运转试验检查
        • 6项
      • （5）电气绝缘性能检查（6）焊接检查
    • C.盾构施工附属设备的准备
      • （1）洞内设备
        • （1）排水设备（2）装渣设备（3）运输设备背后压浆设备（4）通风设备
        • （5）运输设备（6）衬砌设备（7）电器设备（8）工作平台设备
      • （2）洞外设备
        • （1）低压空气设备（2）高压空气设备（3）土渣运输设备（4）电力设备（5）通信联络设备
  • 8.2.4盾构的开挖和推进
    • （1）盾构的开挖
      • 1）敞胸（口）式开挖 2）挤压式开挖 3）密封切削式开挖 4）网格式开挖
    • （2）盾构推进和纠偏
      • 1）正确调整盾构千斤顶的工作组合 2)调整开挖面阻力 3）控制盾构自转
  • 8.2.5盾构衬砌施工、衬砌防水和向衬砌背后压浆
    • （1）盾构衬砌施工
    • （2）衬砌防水
• 8.3地下工程顶管法
  • 8.3.1概述
    • A.工程简述
      • 顶管法
    • B.工程发展过程
    • C.平衡理论
      • 气压平衡、泥水平衡、土压平衡理论
  • 8.3.2顶管施工的分类及特点
    • A.分类
      • （1）普通顶管
      • （2）机械化顶管
      • （3）水射顶管
    • B.口径类型
      • （1）大口径，直径2000mm以上的顶管，最大口径可达5000mm
      • （2）中口径，直径1200mm在1800mm之间
      • （3）小口径，直径500mm在1000mm之间
      • （4）微型，通常直径在400mm以下，最小只有75mm
    • C.优点
      • （1）与明挖管相比的优点
      • （2）与盾构施工相比的优点
  • 8.3.3顶管法的基本设备构成
    • A.顶进设备
      • （1）后座立油缸
      • （2）顶铁
      • （3）导轨
    • B.工具管
      • 工具管简介
      • 工具管内部分类：冲泥舱、操作室和控制室
    • C.中继环
    • D.工程管
    • E.吸泥设备
  • 8.3.4顶管法的定理计算
  • 8.3.5顶管施工的基本原理
    • （1）工作坑和接收坑（工作坑也称基坑）
    • （2）洞口止水圈
    • （3）掘进机
    • （4）主顶装置
    • （5）顶铁
    • （6）基坑导轨
    • （7）后座墙
    • （8）推进用管及接口
    • （9）输土装置
    • （10）地面起吊设备
    • （11）测量装置
    • （12）注浆系统
    • （13）中继站
    • （14）辅助施工
    • （15）供电及照明
    • （16）通风与换气
  • 8.3.6顶管法施工技术
    • A.顶管工作坑的开挖
    • B.穿墙管及穿墙技术
    • C.顶进与纠偏技术
    • D.局部气压与冲泥技术
    • E.触变泥浆减阻技术
  • 8.3.7工程应用实例
    • A.管线布置
    • B.顶力计算
    • C.管道设计
      • （1）结构分析
      • （2）预制管道
      • （3）管径
    • D.后座设计
    • E.工作坑设计
    • F.开挖顶进与偏差控制
      • （1）开挖
      • （2）顶进
      • （3）偏差控制
    • G.接头与灌浆
      • （1）接头
      • （2）灌浆