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2023年一级建造师市政城市轨道交通工程
2023年一级建造师市政城市轨道交通工程的思维导图，内容有城市轨道交通工程结构与特点、喷锚暗挖法施工、明挖基坑施工、盾构法施工。
编辑于2023-08-15 19:44:01 北京市- 城市轨道交通工程
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- 大纲
城市轨道交通工程
城市轨道交通工程结构与特点
地铁车站结构与施工方法
地铁车站形式分类
车站与地面相对位置
高架车站
地面车站
地下车站
浅埋车站
深埋车站
运营性质
中间站
区域站
换乘站
枢纽站
联运站
终点站
横断面形式
矩形
拱形
圆形
站台形式
岛式站台
侧式站台
岛侧混合站台
结构组成
车站主体：站台、站厅、设备用房、生活用房
出入口通道
附属建筑物：通风道、风亭、冷却塔
施工方法选择
明挖法
优点：常用施工方法、施工作业面多，速度快，工期短，易保证施工质量，工程造价低
缺点：对周围环境影响大，受自然因素影响大
包括
放坡：埋深较浅、地下水位较低的城郊地段
不放坡：围护结构内开挖，场地狭窄及地下水丰富的软弱围岩地区
盖挖法
优点
围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护临近建筑物和构筑物
施工受外界气候影响小，基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全
尽快恢复路面，对道路交通影响较小
缺点
施工缝的处理较为困难
暗挖难度大，费用高
后期挖土方不方便
作业空间小，施工速度较明挖法慢，工期长
包括盖挖顺作法和盖挖逆作法
盖挖顺作法流程：构筑连续墙-构筑中间支撑桩-构筑连续墙及盖板-开挖及支撑安装-开挖及构筑底板-构筑侧墙、柱-构筑侧墙及顶板-构筑内部结构及路面恢复
盖挖逆作法流程：构筑维护结构-构筑主体结构中间立柱-构筑顶板-回填土、恢复路面-开挖中土层-构筑上层主体结构-开挖下层土-构筑下层主体结构
逆作法施工缝处理问题，将对结构强度、耐久性和防水性产生不良影响
可采用直接法、注入法、或充填法处理
直接法是传统施工方法，不易做到完全紧密接触
注入法是通过预先设置的注入孔向缝隙内注入水泥浆或环氧树脂
充填法是在下部混凝土浇筑到适当高度，清除浮浆后再用无收缩或微膨胀的混凝土或砂浆充填，充填的高度用混凝土充填为1m，用砂浆充填0.3m
为保证施工缝良好充填，一般设置V形施工缝，其倾角小于30度为宜，试验证明注入法和充填法能保证结构的整体性
目前城市中施工采用最多的是盖挖逆作法
喷锚暗挖法
新奥法，利用围岩自承能力-支护与围岩共同承受形变应力-初期支护（喷速凝混凝土+打锚杆）-监测
围岩自承能力强
支护与围岩共同受力
支护永久
造价低
监测要求高（围岩自承能力）
浅埋暗挖法：管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测
围岩自承能力弱
对开挖面前方地层的预加固预支护
新奥法施工
不允许带水施工
不同方法施工的地铁车站结构
明挖法施工的车站主要采用矩形框架结构或拱形结构
盖挖法施工的地铁车站多采用矩形框架结构
喷锚暗挖法施工车站结构：单拱车站隧道、双拱车站隧道、三拱车站
地铁区间隧道结构与施工方法
施工方法比较与选择
喷锚暗挖法
地层预加固预支护：小导管超前注浆、深孔注浆、管棚超强支护
隧道土方开挖：预支护预加固一段，开挖一段，开挖一段，支护一段，支护一段，封闭成环一段
初期支护：初期支护施作及时、具有强度、刚度。钢拱锚喷混凝土支护施最佳支护形式
二次衬砌：初期支护的变形基本稳定，且防水结构施工验收合格后，可进行二次混凝土衬砌灌注
监控量测：项目技术负责人统一掌握。拱顶下沉、水平收敛、地表下沉
超前预支护及预加固施工技术
超前小导管注浆加固
适用条件
施工速度快，施工机械简单，工序交换容易
在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，且施做超强锚杆比较困难或结构断面较大时，宜采取超前小导管
技术要点
根据地层条件可采用单层、双层超前小导管，环向布设范围及环向间距由设计单位根据地层特性确定。安装小导管的孔位，孔深、孔径应符合设计要求
选用直径40-50mm的钢管或水煤气管，长度应大于循环进尺的2倍，宜为3-5m
应从钢格栅的腹部穿过，后端应支承在已架设好的钢格栅上。水平搭接长度不应小于1m
小导管端头应封闭并制成锥状，尾端设钢筋加强箍，管身梅花形布设直径6-8mm孔道溢浆孔
注浆材料可采用改性水玻璃浆、普通水泥单液浆、水泥-水玻璃双液浆、超细水泥
注浆施工符合以下要求
砂卵石地层：渗入注浆法
砂层中：挤压、渗透注浆
黏土层：劈裂、电动化学注浆
注浆顺序：由下而上、间隔对称，相邻孔位应错开、交叉进行
注浆速度不大于30L/min
注浆施工时监测地面隆起、地下水污染等
深孔注浆
管棚支护
结构组成与适用条件
结构组成
管棚法是一种临时支护方法
管棚由钢管和钢格栅拱架组成，以较小的外插角向掌子面前方打入钢管或钢插板，末端支架在钢拱架上，形成对开挖面前方围岩的预支护
管棚内钢管按照设计要求进行加工和开孔，管内应灌注水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度
适用条件
软弱地层和特殊困难地段，可对地层变形有严格要求的工程
穿越铁路修建地下工程
穿越地下和地面结构物修建地下工程
修建大断面地下工程
隧道洞口段施工
通过断层破碎带等特殊地层
特殊地段，如大跨度地铁车站，重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工
施工技术要点
施工工艺流程：测放孔位-钻机就位-水平钻孔-压入钢管-注浆-封口-开挖
根据地层情况、施工条件、环境要求选用，并符合以下要求
宜选用加厚直径80-180mm焊接钢管或无缝钢管制作
钢管间距宜为300-500mm
双向相邻管棚的搭接长度不小于3m
为增加管棚刚度，应根据需要在钢管内灌注水泥砂浆、混凝土或防止钢筋笼并灌注水泥砂浆
钢管宜沿隧道开挖轮廓线纵向近水平方向或按纵坡要求设置
长管棚宜在竖井内实施
钻孔顺序应由高孔位向低孔位进行，钻孔直径应比设计管棚直径大30-40mm
管棚顶进过程中应用测斜仪控制上仰角度
喷锚暗挖法施工
喷锚暗挖法掘进方式选择
全断面开挖法
适用于土质稳定、断面小的隧道施工，适宜人工开挖或小型机械作业
自上而下一次开挖成形
优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数。对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力
正台阶开挖法
分成上下两个工作面或几个工作面分步开挖
优点是具有足够的作业空间和较快的施工速度，灵活多变，适用性强
注意事项
土质隧道台阶长度不宜超过隧道宽度的1倍，台阶不宜多于3级
一次循环开挖长度，稳定岩体中应根据机械开挖能力确定，一般不宜大于4m
环形开挖预留核心土
一般情况下，将断面分成环形拱部、上部核心土、下部台阶三部分
施工顺序
开挖环形拱部
架钢支撑
挂钢筋网
喷混凝土
初衬保护下开挖核心土和下台阶
接长钢支撑+喷混凝土+封底
依据监测看初衬是否稳定，不稳定继续监测采取措施，稳定做防水隔离层+二次衬砌
注意事项：围堰多次扰动，，断面分块多，全断面封闭的时间长，需要结合辅助施工措施进行预支护或预加固
单侧壁导坑法
适用于断面跨度大，地表沉降难于控制的软弱松散围堰中隧道施工
将断面分成3块或4块，侧壁导坑、上台阶、下台阶
侧壁导坑不宽度不宜超过0.5倍洞宽
双侧壁导坑法
施工顺序：开挖一侧导坑-初期支护闭合-开挖另一侧导坑-初期支护-开挖上部核心土-拱部初期支护-开挖下台阶-初期支护-拆除导坑临空部分初期支护-施作内层衬砌
优点：虽然分块多、扰动大、闭合时间长，但施工中间变形几乎不发展。较为安全
缺点：速度慢，成本高
中隔壁法和交叉中隔壁法（CD工法、CRD工法）
中隔壁法主要适用于地层较差、岩体不稳定且地面沉降要求严格
CD法不能满足要求时，可在CD法基础上加设临时仰拱，即交叉中隔壁法
仰拱的作用
传递荷载
封闭作用
支撑作用
喷锚支护施工技术
主要材料
早强混凝土符合设计要求，严禁选用具有碱活性集料。使用前做凝结时间试验，初凝时间小于等于5min，终凝时间小于等于10min
钢拱架宜选用钢筋、型钢、钢轨等，钢筋加工而成的格栅拱架主筋直径不小于18mm
格栅加工及安装
格栅拱架和钢筋网片均应在模具内焊接成型
格栅拱架、钢筋网片制作符合下列要求
8字筋布置应均匀、对称、方向相互错开，间距不得大于50mm，节点板用连接螺栓紧固
主筋和8字筋之间，主筋与连接板之间应双面焊接
钢架主筋应项目平行，偏差不大于5mm，连接板应与主筋垂直，偏差不大于3mm
首榀格栅拱架应进行试拼装，应经建设单位、监理单位、设计单位共同验收合格后方可批量生产
连接筋长度应为格栅拱架间距+搭接长度，采用双面搭接焊时，搭接长度为5D，单面焊的搭接长度为10D
在自稳能力较差的土层中安装格栅拱架时，应按设计要求在拱脚处打设锁脚锚管，以防止拱架下沉
喷射混凝土
喷射混凝土应分段、分片、分层自下而上依次进行，分层喷射时后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行
应先喷格栅拱架与围岩间的混凝土，之后喷射拱架间的混凝土
喷射混凝土的养护应在终凝2H后进行，养护时间应不小于14D
锁脚锚杆注浆加固
隧道拱脚应采用斜向下20-30度打入锁脚锚杆锁定
锁脚锚杆应与格栅焊接牢固，打入后及时注浆
锁脚锚杆：为确保围岩安全，开挖下一断面前，在拱脚处插入锚杆，防止拱顶下沉，稳定拱脚
初期支护背后注浆
初期支护封闭后及时背后回填注浆，加固改善受力，控制地层沉降、防水
背后回填注浆管在格栅拱架安装时宜埋设于隧道拱顶、两侧起拱线以上的位置，必要时侧墙亦可布设
背后回填注浆应合理控制注浆量和注浆压力
衬砌及防水施工要求
防水结构施工原则
防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理（地下工程防水技术规范
以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜，综合治理（地铁设计规范
复合式衬砌防水层施工
复合式衬砌结构是有初期支护、防水层、二次衬砌组成
以结构自防水为根本，辅加防水层组成防水体系
防水层施工
优先选用射钉铺设
地层-喷射混凝土-衬垫卷材-ECB等卷材
防水层施工时喷射混凝土表面应平顺，不得留有锚杆头或钢筋头，表面漏水应及时引排，防水层接头应擦净
二次衬砌施工
二衬采用补偿收缩混凝土，承担防水作用和结构受力
二次衬砌混凝土浇筑采用组合钢模板体系和模板台车，对模板及支撑进行验算，保证强度、刚度、稳定性，防止发生变形和下沉
两侧边墙采用插入式振捣器，底部采用附着式振捣器，两侧对称，水平浇筑，不得出现水平和倾斜接缝
喷锚暗挖法辅助工法施工技术要点
降低地下水位法
地层渗透性较好，应首选降低地下水位法，宜采用井点降水，不宜采用集中宣泄排水
确保降水引起的沉降不会对已存在的构筑物或拟建构筑物结构安全构成危害
降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道内辅助降水方法
地表锚杆
是地表预加固地层的措施，使用浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段
地面锚杆按矩形或梅花形布置，钻孔-吹孔-灌浆-插入锚杆-固定
分类：中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆、摩擦型锚杆
冻结法固结地层
用于富水软弱地层
优点：强度高、地下水封闭效果好，固结性好，对环境污染小
缺点：成本高、技术难度高
流程：安装冻结器-铺设冻结管网-形成冻结期-维护冻结期-解冻期
工作井施工技术
施工准备
施工前，地下管线、地上建筑物，查配改迁移保护监测
竖井施工范围内人工开挖十字探沟，无管线后再开挖
井口防护设置防雨棚、挡水墙、安全护栏不低于1.2m，周边设安全警示标志
锁口圈梁
保护井口、防止进口坍塌，作为起吊设备基础
应按设计做锁口圈梁，埋深较大时，设置临时围护结构
锁口圈梁处土方不得超挖，并做好边坡支护
混凝土强度达到设计强度70%以上，方可向下开挖竖井
锁口圈梁与格栅应按设计要求进行连接，井壁不得出现脱落
提升系统
竖井应设置一套起重吊装设备作为提升系统，有资质的单位安装、拆除，安装完成后应进行安全检验，合格后方可使用
竖井开挖与支护
开挖前，降水、预加固
进口设挡水墙，四周地面硬化，做好排水
对称、分层、分块开挖，先开挖周边、后开挖中部
初期支护应进口封闭成环，做好格栅钢架竖向连接，采取措施防止井壁下城
马头门施工技术
竖井初期支护施工至马头门处应预埋暗梁及暗桩，沿马头门拱部轮廓打入超前小导管，注浆加固地层
破除马头门前，做好马头门区域竖井或隧道的支撑体系的受力转换
马头门开挖应分段破除竖井井壁，先拱部，再侧墙，最后底板
马头门处隧道应密排三榀格栅钢架，焊接牢固
马头门开启应按顺序进行，同一竖井内的马头门不得同时施工，一侧隧道掘进15m后，方可开启另一侧马头门。标高不一致时，遵循先低后高
严格遵循，管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤测量、早封闭
喷锚支护施工质量检查与验收
土方开挖质量控制
激光准直仪控制中线、隧道断面仪控制外轮廓线
按设计要求确定开挖方式，经试验选择开挖步序
稳定性差的地层中停止开挖，或停止作业时间较长，应及时喷射混凝土封闭开挖面
每挖开一榀钢拱架的间距，应及时支护、喷锚、闭合、严禁超挖
相向开挖的两个开挖面相距约2倍管（隧）径时，应停止一个开挖面作业，进行封闭，由另一个开挖面做贯通开挖
初期支护质量控制
喷射混凝土作业分段、分层进行，喷射顺序由下而上
喷头垂直于工作面，喷头距工作面不大于1m
分层喷射时，应在前一层混凝土终凝后进行
钢筋网的喷射混凝土保护层不小于20mm
喷射混凝土终凝2H后进行养护，时间不小于14D，气温低于5度时不得喷水养护
防水层施工质量控制
初期支护基本稳定且衬砌检查合格后进行
二次衬砌施工质量控制
按施工方案划分浇筑部位
浇筑前对模板外形、尺寸、中线、标高、各种预埋件进行隐蔽工程验收，填写记录，合格后方可进行灌注
自下而上、对称浇筑，振捣密实，且振捣器不得触碰防水层
采取措施做好施工缝处理
明挖基坑施工
地下水控制
基本要求
地下水控制包括基坑开挖影响深度内的潜水、微承压水、承压水，选用截水、降水、回灌或组合方法
疏干地下水有增加坑内土体强度的作用，有利于控制基坑围护结构的变形
当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施
当基坑底含承压水层且上部土体压重不足以抵抗承压水水头时，应布置降压井降低承压水水头压力，防止承压水突涌
截水
隔水帷幕宜采用沿基坑周边闭合的平面布置形式
应对基坑周边建筑物、地下管线、地下构筑物的沉降进行分析
降水
降水的作用
截住坡面及基底的渗水
增加边坡稳定性并防止边坡或基底的土粒流失
减少被开挖土体含水量，便于作业
有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性
减小承压水水头对基坑底板的顶托力，防止坑底突涌
工程降水方法的选择
根据土层情况、渗透性、降水深度、地下水类型选择
集水明排
降水井
真空井点
喷射井点
管井
渗井
辐射井
电渗井
潜埋井
集水明排
开挖不深，涌水量不大，基坑两侧或四周设置排水明沟，基坑四角或每隔30-50m设置集水井汇集，水泵将其排出基坑外
明沟宜布置在建筑基础边0.4m外，沟边缘离开边坡坡脚不小于0.3m，明沟底面应比挖土面低0.3-0.4m，集水井底面比沟底面低0.5m
集水明排设施与市政管网连接口之间应设沉淀池
井点降水
轻型井点布置应根据基坑平面形状、大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等确定
基坑宽度小于6m，降水深度不超过6m，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧
宽度大于6m，土质不良，渗透系数较大，采用双排井点
基坑面积较大，采用环形井点降水，出入道可不封闭，间距可达4m，一般留在地下水下游方向
轻型井点宜采用金属管，井管距坑壁不小于1-1.5m，井点间的间距一般为0.8-1.6m，入土深度比基坑底深0.9-1.2m
孔壁与井管之间的滤料用中粗砂，滤料上方使用黏土封堵，封堵厚度距地面大于1m
基坑的隔水帷幕与坑内外降水
基坑隔水帷幕深入降水含水层的隔水底板中，降水井设置于坑内
隔水帷幕底位于承压水含水层隔水顶板中，降水井布置于坑外
隔水帷幕底位于承压水含水层中，降水井布置于坑内
深基坑支护结构与边坡防护
围护结构
预制混凝土板桩
施工较为困难，对机械要求高，挤土现象严重
桩间槽榫结合，接缝效果较好，有时需辅以止水措施
自重大，不适合大深度基坑
截面形式：矩形、T形、工字形、口字形
一般不能拔出，永久性支护结构中广泛使用。国内不普遍
钢板桩
成品制作，可反复使用
施工简便，但施工有噪音
刚度小，变形大
新的时候止水性能尚好，隔水效果好，打入时有挤土现象
长度有限，适用最大开挖深度7-8m。拉森型最常用，基坑较浅时也可采用大规格槽钢
钢板桩支护结构上口及支撑位置需用钢围檩连接成整体
钢管桩
截面刚度大于钢板桩，在软弱土层中开挖深度更大
施工难度比钢板桩更高，锁口止水效果难以保证，需防水措施相配合
钻孔灌注桩
刚度大，可用于深大基坑
施工对周边地层、环境影响小
需降水或止水措施配合使用，如搅拌桩、旋喷桩
正反循环钻机成孔时噪音低，适于城区施工，在地铁基坑、高层建筑深基坑施工中广泛应用
经常与止水帷幕联合使用，止水帷幕一般采用深层搅拌桩，也可使用高压旋喷桩。素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩也有较多应用
SMW工法桩（型钢水泥土搅拌墙
利用搅拌设备就地切削土体，注入水泥浆类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙，在墙中插入型钢，形成劲性复合围护结构
特点
强度大、止水性好
内插型钢可拔出反复使用，经济性好
具有较好发展前景
用于软土地层时，一般变形较大
工艺流程：开挖导沟-设置导向定位钢板-SMW搅拌机定位-混合搅拌-插入型钢-施工完毕-型钢回收
型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥土搅拌桩的直径宜采用650mm\850mm\1000mm，内插型钢采用H型钢
型钢的间距和平面布置根据计算确定，常用可采用密插型、插二跳一型、插一跳一型三种
单根型钢中焊接接头不超过2个，接头位置应避免设在支撑位置或受力较大处，相邻型钢接头竖向位置相互错开，距离不小于1m，且接头距离基坑底面不小于2m
重力式水泥土挡墙（水泥土搅拌桩挡墙
无支撑，墙体止水性好，造价低
墙体变位大，开挖深度不宜大于7m
水泥挡墙28d无侧限抗压强度不小于0.8MPa
成桩检测：28d无侧限抗压强度、单桩承载力、复合地基承载力
地下连续墙
特点
刚度大、开挖深度大，可适用于所有地层
刚度大、变位小，隔水性好，同时可兼做主体结构的一部分
可邻近建筑物、构筑物使用，环境影响小
造价高
施工工艺流程
开挖导沟-修筑导墙-开挖沟槽（注入泥浆）-清除槽底淤泥和残渣-吊放接头管-吊放钢筋笼-下导管-灌注水下混凝土-拔出接头管
槽段接头选用原则
宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头、或混凝土预制接头等柔性接头
当做主体地下结构外墙且需要形成整体墙体时，宜采用刚性接头，一般为一字型或十字型穿孔钢板接头，钢筋承插式接头
接头处渗漏水原因
人：未交底
才：混凝土原材料、配比不满足要求
机：施工机械精度不满足要求
法：接头处处理不到位，存在夹渣现象，混凝土出现绕流现象、导管埋深不满足要求
环：地址条件差、地下水位高
监测：监测不到位，未及时纠偏
导墙的作用
挡土，挖掘沟槽时，起到挡土作用
基准作用，作为测量地下连续墙挖槽标高、垂直高度和精度的基准
承重，挖槽机械轨道的支承，钢筋笼接头管等搁置的支点，施工设备的荷载
存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面，始终保持在导墙面以下20cm,并高出地下水位1m，稳定槽壁
防止泥浆漏失，阻止雨水流入，距建筑物很近时，起到补强作用
支撑结构
支撑结构体系
内支撑：钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑、钢与混凝土混合支撑
外支撑：拉锚、土锚
软弱地层基坑工程中，支撑结构承受围护墙所传递的土压力、水压力。应力传递路径：围护墙-围檩（冠梁）-支撑
深基坑常用现浇钢筋混凝土支撑（刚度大、变形小、支撑浇制养护时间长，工期长、拆除困难、爆破拆除对周边环境有影响），钢支撑（装、拆施工方便，可周转使用，工艺要求高）
支撑体系的布置及施工
内支撑体系的布置原则
宜采用受力明确、连接可靠、施工方便的结构形式
宜采用对称平衡性、整体性强的结构形式
便于主体结构施工
利于基坑土方开挖和运输
需要时可考虑内支撑结构作为施工平台
边坡防护
坡顶卸载，禁止在基坑坡顶堆放材料等
坡面
坡度，严格按设计放坡，基坑较深时分级放坡，设置分级过度平台，岩石边坡不小于0.5m，土质边坡不小于1m
护坡，坡面叠放沙包或土袋，锚杆喷射混凝土，塑料膜或土工织物覆盖坡面
坡脚压重，坡脚叠放沙包或土袋
基坑降排水
缩短基坑暴露时间
加强检测
基坑土方开挖及变形控制
基坑开挖
基本规定
根据支护结构设计、降水要求，确定基坑开挖方案
基坑周围设截水沟，底部设排水沟，放坡开挖时，对坡顶、坡面、坡脚采取降水措施
防止开挖机械碰撞支护结构，避免扰动基底原状土
出现异常现象，不明物体，停止开挖，采取相应措施后方可继续开挖
下列情况，停止开挖，采取措施后方可继续施工
支护结构变形达到设计规定的控制值或变形速率持续增长且不收敛
支护结构内力超过其设计值或突然增大
围护结构或止水帷幕出现渗漏，基坑出现流土，管涌
基底出现明显异常
围护结构发生异响
边坡出现失稳征兆
基坑周边建筑物等变形过大或已经开裂
基坑土方开挖方法
浅层土方开挖：短臂挖掘机、长臂挖掘机直接开挖出土自卸运输车运输
深层土方开挖：长臂挖机不能挖时，采用小型挖掘机，土方转运至围护墙边，吊车提升出土，自卸车运输，坑底以上0.3m的土方采用人工开挖
基坑分块开挖顺序
分段分层、由上而下、先支撑后开挖
基坑变形特性
土体变形：坑内开挖卸荷，产生水平向位移，引起围护结构外侧土体变形，土体及邻近建筑物澄江，坑底土体隆起
围护墙体水平变形
开挖较浅，未设支撑，墙顶位移最大，水平位移，三角形分布
开挖较深，柔性墙体设支撑，墙顶位移不变，腹部向基坑内凸出
围护墙体竖向变位
有沉渣时，围护墙在开挖中会下沉
有顶管和盾构穿越，也会引起突然下沉
基坑底部隆起
基坑不透水层不能承受承压水水头压力
围护结构插入坑底土层深度不足
地表沉降：围护结构水平变形及坑底土体隆起会造成地表沉降
基坑变形控制
增加围护结构和支撑的刚度
增加围护结构入土深度
加固基坑内被动区土体
减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖时间
通过调整围护结构深度或者降水井布置控制降水对变形的影响
加强监控量测
坑底稳定控制
加深围护结构入土深度
坑底土体加固
坑内井点降水
适时施作底板结构
地基加固处理作用与方法选择
地基加固作用与方法选择
基坑地基加固的目的
坑外加固：止水、减少围护结构承受的主动土压力
坑内加固：提高土体强度和侧向抗力，减少围护结构位移，保护周边地下管线建筑物，防止坑底隆起，弥补围护结构墙体插入不足
基坑地基加固的方式
换填加固，较浅基坑
水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆，深基坑
基坑内被动区加固形式
墩式加固
裙边加固 基坑面积较大
抽条加固 长条形基坑
格栅式加固 地铁车站端头井
满堂加固 环保要求高或封闭地下水
常用方法与技术要点
注浆法
利用液压、气压或电动化学原理，通过注浆管把浆液均匀注入地层中
渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆、电动化学注浆
水泥土搅拌法
定义
利用水泥作为固化剂通过特制的搅拌机械强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土
浆液搅拌、粉体喷射搅拌
可采用单轴、双轴、多轴搅拌机或连续成槽搅拌机
优点
最大限度利用了原土
搅拌时无振动无污染无噪声，对周围环境、建筑物、管线影响小
根据上部结构需要，可灵活采用柱状、壁状、格栅状、块状等加固形式
与钢筋混凝土桩基相比，可节约钢材并降低造价
施工步骤
搅拌机械就位、调平
预搅下沉至设计加固深度
边喷浆（粉），边搅拌提升至预定停浆面
重复搅拌下沉至设计加固深度
根据设计要求，喷浆（粉）或仅搅拌提升至预定的停浆面
关闭搅拌机
高压喷射注浆法
定义：利用钻机钻孔，把带有喷嘴的注浆管插至土层，高压射流冲击破坏土体，与浆液搅拌混合，浆液凝固后达到地基加固的目的
旋喷（圆柱、三法皆可）、定喷（壁状、双管、三管）摆喷（扇状、双管、三管）
单管法（水泥浆液、处理长度最短）、双管法（水泥浆液、压缩空气）、三管法(水泥浆液、压缩空气、水流，处理长度最长）
盾构法施工
施工流程
基本步骤
始发端、接收段各建一个工作井
盾构机在始发端工作进内安装就位
盾构机从始发工作井的墙壁预留洞门推出
盾构机沿轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片
及时向衬砌背后空隙注浆
盾构机进入接收工作进并被拆除
优点
对周边环境影响小
易于管理，施工人员少
施工费用不受覆土量影响，适于建造覆土较深的隧道
施工不受风雨等气候影响
穿越河底或建筑物时不影响航运通行，建筑物正常使用
土方及衬砌施工安全，掘进速度快
在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道具有技术和经济优越性
问题
曲线半径过小时，施工困难
覆土太浅陆地困难，水下不安全
采用全气压法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差
隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止
饱和含水层中，拼装衬砌对达到整体结构防水的技术要求较高
对于结构断面尺寸多变的区段适应能力较差
盾构法隧道
管片类型
钢筋混凝土管片 衬砌中最常用的管片
钢管片 负环管片或联络通道
铸铁管片 负环管片或联络通道
钢纤维混凝土管片
复合材料管片
管环构成
A型管片（标准环）
B型管片（邻接块）
K型管片（封顶块）：径向插入型、轴向插入型
管片的通缝和错缝拼装
通缝拼装：工艺简单，隧道变形大，防水要求高
错缝拼装：避免通缝拼装环面误差积累，减少施工中管片破损，减少接缝处漏水
盾构机选型要点
盾构类型
支护地层形式
自然支护式
机械支护式
压缩空气支护式
泥浆支护式
土压平衡支护式
开挖面是否封闭
密闭式
土压式
泥水式
敞开式
手掘式
半机械挖掘式
机械挖掘式
盾构断面形状
圆形
异形
盾构机刀盘配置
面板式：开口率小，有挡土功能，易发生黏土粘附面板
辐条式：开口率大，不易堵塞，不能安装滚刀，中途换刀安全性较差
各种盾构对地质条件的适用性
土压平衡式
刀盘切削泥土进入土仓，通过螺旋输送机送出，盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起临时支护作用，掘进、排土、预制管片拼装等作业在盾壳掩护下进行
适用粘稠土壤中，复函黏土、粉质黏土、淤土，具有低渗透性，平衡掌子面的土压力和水压力
泥水加压盾构
采用膨润土悬浮液作为支护材料，开挖面的稳定是将泥浆送入泥水室内，在开挖面上用泥浆形成不透水泥膜，平衡土压力和水压力，开挖的土沙以泥浆形式输送到地面，分离后的泥水进行质量调整，再输送到开挖面
适用软弱淤泥质土层、松动砂土层、砂砾层、卵石砂砾层、砂砾和坚硬土互层，即使处于恶劣施工环境和存在地下水等不良条件下，能适用所有地层
盾构选型依据与原则
选型依据 地安环线，招断期辅经
工程地质、水文地质勘察报告
隧道线路及结构设计文件
断面大小
施工安全、工程环境风险因素、场地条件、环保要求
施工环境及其保护要求
工期条件
辅助施工方法
类似工程施工经验
选型基本原则
适用性
技术先进性
经济合理性
选型程序：科学的方法、经过策划、调查、可行性研究、综合比选评价
盾构施工条件与现场布置
盾构法施工条件
工作井位置和施工方法选择
工作井竣工后多用作地铁车站、排水、通风等永久性结构
工作井位置选择要考虑不影响地面社会交通，对附近居民的噪声和振动影响较少，且满足施工生产组织的需要
通常采用明挖法
工作井断面尺寸确定
工作井平面尺寸应根据盾构安装的施工要求确定，井壁设有盾构始发洞口，井内设有盾构基座和反力架
始发工作井长度应大于盾构主机长度3M，宽度应大于盾构直径3M
接收工作井的平面内净尺满足盾构接收、解体、调头的要求
始发、接收井的井底板应低于始发和到达洞门底标高
掘进前准备
复核工作井井位里程及坐标
基座、负环管片和反力架等设施检查验收
管片及辅助材料储备
盾构掘进施工的各类报表
洞口土体加固和洞门密封止水装置检查验收
盾构施工现场布置
施工现场平面布置
包括盾构工作井、工作井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌酱站、料具间及机修间、两回路的变配电间及进出通道
施工设施设置
需要降水时，应设相当规模的降水系统（水泵房
采用气压法盾构施工时，设空压机房
泥水平衡盾构设泥浆处理系统、泥浆池
土压平衡盾构设电机车电瓶充电间
盾构施工阶段划分及实发与接收施工技术
盾构施工阶段划分
始发：盾构基座上开始掘进，到完成初始掘进50-100m，始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架
正常掘进
接收：掘进距接收工作井100m到盾构到达接收工作井内接收基座上止
洞口土体加固技术
洞口土体加固的作用
盾构进入地层前，首先应拆除始发工作井洞门处的围护结构
盾构掘进通过加固区域时，防止盾构周围的地下水及土沙流入工作井
防止地层变形影响地面建筑物及地下管线等构筑物
常用洞口土体加固方法
始发与到达端加固范围为隧道衬砌轮廓线外左右两侧各3m，顶板以上3m，底板以下3m
化学注浆法、砂浆回填法、深层搅拌法、高压旋喷法、冷冻法。国内常用深层搅拌法、高压旋喷法、冷冻法
盾构始发施工技术要点
盾构始发工作流程
盾构始发是指利用反力架、负环管片，将始发基座上的盾构由始发工作井推入地层，开始沿设计线路掘进的一系列工作
安装始发基座-盾构组织测试-安装反力架-安装洞门密封-洞门凿除-拼装负环管片-始发掘进，盾尾通过洞门，压板加固，壁后注浆-初始掘进
初始掘进长度的确定
衬砌与周围地层的摩擦阻力
后续台车长度
始发掘进施工要点
盾构前如需破除洞门，应在验收后进行
始发前，对洞口土体加固检查，合格后掘进，制订洞门维护结构破除方案，密封保证始发安全
始发前反力架安全进行验算
始发前，盾构姿态进行复核
负环管片定位时，管片环面应与隧道轴线相适应，拆除前，验算成型隧道管片与地层间的摩擦力
盾构接收施工技术要点
盾构接收施工流程
洞门凿除-接收基座定位-洞门密封安装-到达段掘进-盾构推上接收基座
盾构接收施工要点
常规接收、钢套筒接收和水（土）中接收
接收前对洞口段土体进行质量检查
盾构到达接收工作井100m时，对盾构姿态进行测量和调整
盾构到达接收井10m内，应控制掘进速度和土仓压力
盾构到达接收工作井时，应使管片环缝挤压密实，确保密封防水效果
盾构主机进入接收工作井后，及时密封管片环与洞口间歇
盾构掘进技术
掘进四要素
掘进出土
管片拼装
壁后注浆
线性控制
土压平衡盾构掘进
改良渣土的特征
良好的塑流状态
良好的粘稠度
低内摩擦力
低透水性
管片拼装
拼装方法
拼装顺序：A型（标准）管片-B型（邻接）管片-K型（楔形）管片
盾构千斤顶造作：拼装时，禁止盾构千斤顶同时全部回缩
紧固连接螺栓：先紧固环向（管片之间），后紧固轴向（环与环之间）
楔形管片安装方法：径向插入型、轴向插入型
复紧连接螺栓：在盾构千斤顶推力、脱出盾尾后土水压力及失去盾壳约束后管片自重和土压力作用下，衬砌会产生变形，需要复紧
真圆保持：管片拼装呈真圆，并保持真圆状态
管片拼装施工要点
管片拼装时，应对上一衬砌环面进行清理
控制盾构千斤顶的推力和行程，保持盾构姿态和开挖面稳定
根据管片位置和拼装顺序，逐块依次拼装成环
管片拼装完成，脱出盾尾后，应对管片螺栓及时复紧
拼装管片时，应防止管片及防水密封条损坏
对已拼装成环的衬砌应进行椭圆度抽查
管片拼装误差及其控制
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
壁后注浆
同步注浆：与盾构掘进同时进行，使周围土体获得及时的支撑，可有效防止岩体的坍塌，控制地表的沉降
二次注浆：管片背后二次补强注浆是在同步注浆结束以后
堵水注浆
为提高背衬注浆层的防水性及密实度，必要时在二次注浆结束后进行补水注浆
建立浆体的支撑体系，防止隧道周围土体塌陷与地下水流失造成地层损失，控制地面沉降值
尽快获得注浆体的固结强度，确保管片初衬结构的早期稳定性，防止管片发生移位变形
提高衬砌结构的耐久性
盾构姿态控制
线性控制的主要任务是通过控制盾构姿态，使衬砌结构几何中心线线性顺滑且在容许误差范围内
纠偏时应控制单次纠偏量，应逐环和小量纠偏，不得过量纠偏
盾构法隧道施工质量检查与验收
钢筋混凝土管片制作质量控制要点
开工前质量控制
人员、设备基本规定
厂家有资质
方案审查批准
人员培训、考核、合格持证上岗
模具材料符合质量要求，精度符合设计要求，满足管片尺寸形状要求
混凝土搅拌、运输、振捣、养护符合要去
原材料要求
三证
非碱活性骨料
预埋件规格性能符合设计要求
制作过程中质量控制
模具安装符合要求.后进行试生产，随机抽取3环进行水平拼装检验
合模前清理模具各部位，隔离剂涂刷，螺栓孔预埋件、中心吊装孔预埋件和模具接触良好，钢筋骨架和预埋件严禁接触隔离剂
模具周转100此必须进行检验
混凝土浇筑前，进行钢筋隐蔽工程验收
混凝土连续浇筑，浇筑时不得扰动预埋件，根据生产条件选择适当的振捣方式，浇筑成型后，初凝前再次进行压面
混凝土浇筑成型后至开模前，覆盖保湿，可采用蒸汽养护或自然养护
管片强度和抗渗等级符合设计要求
吊装预埋件首次使用前进行抗拉拔试验
日生产每15环应抽取1块进行检验，检测宽度、弧长、厚度
每生产100环后进行水平拼装检验一次，检验环向缝间隙、纵向缝间隙，成环后内径，外径
管片贮存场地坚实平整，内弧面向上或单片侧立码放，每层管片之间设置垫木，码放高度计算确定，运输要防护
管片拼装质量控制
拼装前质量控制
拼装机具验收符合要求
使用管片和连接螺栓检验合格
防水密封条应分批进行抽检，质量符合设计要求，严禁尺寸不符或有质量缺陷
管片拼装质量验收标准
钢筋混凝土管片不得有内外贯穿裂缝和宽度大于0.2mm的裂缝及混凝土剥落现象
防水垫圈不得遗漏
螺栓质量及拧紧度符合涉及要求
管片拼装过程中对隧道轴线和高程进行控制
隧道防水质量控制要点
管片自防水为基础，接缝防水是重点，对特殊部位进行防水
成环后检查接缝是否密贴和无渗水，并采取在此紧固螺栓，对于严重渗漏处采用二次补强注浆，注浆孔一般采用有密封垫圈的注浆孔塞防水