导图社区 一建市政-城市轨道交通工程
一级建造师市政专业,城市轨道交通工程考试思维导图。
编辑于2020-09-19 21:33:211K413000 城市轨道面交通工程
1K413010 工程结构与特点
1K413011 地铁车站形式与结构组成
分类
按结构横断面
矩形
矩形断面是车站中常选用的形式,一般用于浅埋、明挖车站
拱形
拱形断面多用于深埋或浅埋暗挖车站,有单拱和多跨连拱等形式
圆形
为盾构法施工时常见的形式
其他
如马蹄形、椭圆形等
按站台形式
岛式站台
面积利用率高、提升设施共用,能灵活调剂客流,常用于较大客流量的车站
侧式站台
常见于客流不大的地下站和高架的中间站
岛、侧混合
可同时在两侧的站台上、下车,常用于共线车站
构造组成
车站主体
站台、站厅、设备用房、生活用房
供乘客集散、候车、换乘、地铁运营
通道出入口
供乘客进、出车站
附属构筑物
通风道、风亭、冷却塔等
维持地下车站内空气质量
出入口设置
1)每个站厅公共区:计算确定,≥2直通地面
2)单层侧式每侧安全出口数量:计算确定,≥2直通地面
3)车站的设备与管理用房区域:≥2,有人值守的防火分区应有1个直通地面
4)安全出口应分散设置,当同方向设置时,两个安全出口通道口部之间净距≥10m
5)竖井、爬梯、电梯、消防专用通道、两侧式站台之间过轨地道不应作为安全出口
6)换乘车站的换乘通道不应作为安全出口
1K413012 施工方法(工艺)与选择
明挖法
顶板和楼板:单向(梁式)板、井字板、无梁板或密肋板
侧墙:单向板、密肋板(装配式)/地下连续墙(与构件连接)
立柱:方、矩、圆、椭,柱距6~8m
底板:梁式板,无地下水岩石地层可不设受力底板,道床铺设
盖挖法
流程
棚盖结构(预制、现浇)→在棚盖结构下进行开挖→施做主体结构、防水结构→回填土并恢复管线或埋设新的管线→恢复道路结构
优点
1)围护结构变形小,有效控制围土体变形和地表沉降,有利于保护邻近建、构筑物
2)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
3)盖挖逆作法用于城市街区施工时,可尽快恢复路面,对道路交通影响较小
缺点
1)盖挖法施工时,混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难
2)由于竖向出口少,需水平运输,后期开挖土方不方便
3)作业空间小,施工速度较明挖法慢、工期长、费用高
背
分类
盖挖顺作法
在棚盖结构施作后开挖到基坑底,再从下而上施作底板、边墙、顶板
利用临时性设施(钢结构)作辅助措施维持道路通行,夜间封锁道路,掀开盖板进行基坑土方开挖或结构施工
对饱和和软弱地层应以刚度大、变形小、止水性能好的地下连续墙为首选方案,维护结构作为边墙体的一部分或全部
无法使用大型机械,需采用特殊的小型、高效机具
盖挖逆作法
施工过程中不需设置临时支撑,有永久支撑结构
盖挖半逆作法
类似逆作,区别仅在于顶板完成及恢复路面过程,在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力
施工缝处理问题
1)直接法:传统,不易做到完全紧密接触
2)注入法:预埋注浆孔,水泥浆或环氧树脂
3)充填法:混凝土1.0m,砂浆0.3m,“V”形施工缝,倾角小于30°
喷锚暗挖(矿山)法
施工车站结构
1)单拱车站隧道
适用于岩石地层
开挖宽<10M,台阶开挖法。
开挖宽10-20M,CD或CRD法。
开挖宽12-22M,双侧壁导坑法。
2)双拱车站隧道
双拱塔柱式车站:横向联络通道,净距不小于1D
双拱立柱式:石质较好地层中,拱圈交节点处的防水处理较困难,多由单拱替代
3)三拱车站
塔柱式和立柱式(第四纪地层中一般不宜广泛采用,以单层车站为宜)
1K413013 轻轨交通高架桥梁结构
基本结构
基础
扩大基础(地质情况良好)/桩基础(软土地基)
桥墩
倒梯形
构造简单,施工方便,受力合理,较大强刚稳
T形
占地面积小,最常用,墩身高度一般不超过8~10m
双柱式
受力清晰,稳定性好,使用高度30m以内
Y形
质量轻,占地面积少,有利桥下交通
1K413014 城市轨道交通的轨道结构
轨道组成
3)轨道交通车辆一般采用电力牵引,以走行轨作为供电回路
(4)受原有街道和建筑物所限,城市轨道交通曲线区段占很大比重,曲线半径小
在正线半径小于400m的曲线地段,应采用全长淬火钢轨或耐磨钢轨
钢轨铺设前应进行预弯,运营时钢轨应进行涂油以减少磨耗
轨道形式与选择
扣件
道床与轨枕
减振结构
隔声屏障
按降噪功能
扩散反射型、吸收共振型、有源降噪
按结构
直立式、折壁式、表面倾斜式、半封闭或全封闭式等
按不同顶端
倒L形、T形、Y形、圆弧形、鹿角形等
1K413020 明挖基坑施工
1K413021 地下水控制
应根据工程地质和水文地质条件、基坑周边环境要求及支护结构形式选用排水、降水、隔水、回灌或其组合方法
背
基本要求
2)水泥土重力式围护和板式支护基坑,应对基坑开挖后地基上的抗渗流或抗管涌稳定性进行验算,合理布置截水帷幕的深度与平面形式
3)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 在软土地区基坑开挖深度超过3m,井点降水 开挖深度浅,集水明排
4)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
抗突涌安全系数
H坑底以下不透水土层厚度(m) γ不透水土层的重度(kN/m3) γw水的重度(kN/m3) h承压水水头高度(m)
一般要求K≥1.05,否则要布置降压井降压承压水水头
截水
截水帷幕厚度应满足基坑防渗要求,隔(截)水帷幕的渗透系数宜小于1.0×10-6cm/s
基坑隔水方法应根据工程地质条件、水文地质条件及施工条件等选用
落底式帷幕进入下卧隔水层的深度式要求 (且不宜小于1.5m)
l帷幕进入隔水层的深度(m) Δhw基坑内外的水头差值(m) b帷幕的厚度(m)
水泥搅拌桩帷幕,桩径450~800mm,施工规定
高压旋喷、摆喷帷幕,施工规定
有效直径(半径)宜通过试验确定
缺少试验时,可根据土的类别及其密实程度、高压喷射注浆工艺,按工程经验采用
摆喷帷幕的喷射方向与摆喷点连线的夹角宜取10°~25°,摆动角度宜取20°~30°
降水
降水作用
1)截住坡面及基底的渗水
2)增加边坡的稳定性,并防止边坡或基底的土粒流失
3)减少被开挖土体含水量,便于机械挖土、土方外运、坑内施工作业
4)有效提高土体的抗剪强度与基坑稳定性
放坡开挖,提高边坡稳定性
支护开挖,增加被动土抗力,减少主动土侧压力
5)减小承压水头对基坑底板的顶托力,防止坑底突涌
方法
集水明排
【开挖不深,涌水量不大,最广泛,简单、经济】
排水明沟
离开基础0.4m/离开坡脚0.3m/坡度不宜小于0.3%,沟底防渗
集水井
四角,间隔30~50m/低于沟底0.5m/净截面根据排水量确定/防渗措施
井点降水
【开挖较深,涌水量大,有围护结构】
依据
基坑(槽)宽度、降水深度、地质水文条件、工程性质
成孔方法(大于降水井设计深度0.5~1.0m)
清水或泥浆钻进、高压水套管冲击、长螺旋钻机
滤管
无砂混凝土、钢筋笼、钢管或铸铁管
滤料
填充密实、均匀,宜采用中粗砂(圆砾),上方宜使用黏土封堵,至地面厚度应大于1m
回灌
1)当基坑周围存在需要保护的建(构)筑物或地下管线且基坑外地下水位降幅较大时采用
浅层潜水回灌——回灌砂井和回灌砂沟
微承压水与承压水回灌——回灌井
2)坑内减压降水时,坑外回灌井深度不宜超过承压含水层中隔水帷幕的深度 坑外减压降水时,回灌井与减压井的间距不宜小于6m
4)回灌井施工结束至开始回灌,应至少有2~3周的时间间隔
基坑的隔(截)水帷幕与坑内外降水

1K413022 深基坑支护结构与边坡防护
围护结构
结构体系
根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等(特别考虑城市施工特点),经技术经济综合比较后确定
结构类型
预制混凝土板桩
①施工较为困难,对机械要求高,挤土现象很严重
②需辅以止水措施
③自重大,受起吊设备限制,不适合大深度基坑
钢板桩 (7~8m/U型/拉森型)
①成品制作,可反复使用
②施工简便,但施工有噪声
③刚度小,变形大,与多道支撑结合,在软弱土层中也可采用
④新的时候止水性尚好,如有漏水现象,需增加防水措施
钢管桩
①截面刚度大于钢板桩,在软弱土层中开挖深度较大
②需有防水措施相配合
灌注桩 (C25/间隔成桩)
①刚度大,可用在深大基坑,不防水
②施工对周边地层、环境影响小
③需降水或与能止水的搅拌桩、旋喷桩等配合使用
④桩径:悬臂式,≥600mm 拉锚或支撑式,≥400mm
SMW工法桩
①强度大,止水性好
②内插的型钢可拔出反复使用,经济性好
③用于软土地层时,一般变形较大
重力式水泥土挡墙
①无支撑,墙体止水性好,造价低
②墙体变位大
③开挖深度不宜大于7m 水泥土挡墙的28d无侧限抗压强度不宜小于0.8MPa 板厚不宜小于150mmC15
地下连续墙
主要有预制钢混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类
①刚度大,开挖深度大,可适用于所有地层(除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物地层)
②强度大,变位小,隔水性好,可兼作主体结构一部分
③振动小、噪声低,可临近建、构筑物使用,环境影响小
④槽段长度宜取4~6m,造价高
导墙作用
挡土/基准(挖槽标高、垂直度、精度)/承重/存蓄泥浆/其他
背
确定导墙形式时应考虑
开挖范围的地质条件,荷载情况,施工对邻近建(构)筑物可能产生的影响,地下水状况
地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用:
1)宜采用圆形锁口管、波纹管、楔形、工字形钢或混凝土预制等柔性接头
2)作为主体地下结构外墙且需形成整体墙时,宜采用一字形或十字形穿孔钢板、钢筋承插式等刚性接头
支撑结构
结构体系
内支撑有钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑及钢混混合支撑等/外拉锚有拉锚和土锚两种
支撑结构挡土的应力传递:围护(桩)墙→围檁(冠梁)→支撑
现浇钢筋混凝土支撑体系由围檩(圈梁)、支撑及角撑、立柱和其他附属构件组成
钢结构支撑(钢管、型钢支撑)体系通常为装配式,由围檩、角撑、对撑、预应力设备(包括千斤顶自动调压或人工调压装置)、轴力传感器、支撑体系监测监控装置、立柱及其他附属装配式构件组成
支撑体系的布设和施工
受力明确、连接可靠、施工方便
平衡性整体性强的结构形式
施工顺序协调
利于基坑土方开挖运输
边坡防护
基坑边(放)坡
放坡应以控制分级坡高和坡度为主,必要时辅以局部支护和防护措施,放坡设计与施工时应考虑雨水的不利影响
分级过渡平台
岩石边坡—不宜小于0.5m
土质边坡—不宜小于1.0m
下级坡度宜缓于上级坡度
基坑边坡稳定控制措施
1)确定边坡坡度,做成折线形边坡或留置台阶
2)不得挖反坡
设计
3)做好防、排、截水
4)严格禁止在基坑边坡坡顶堆放材料、土方和其它重物以及停放或行驶较大的施工机具
5)排水和坡面防护措施
过程控制
6)严密监测坡顶位移,分析监测数据,有失稳迹象,采取有效措施
监测反馈
护坡措施
1)叠放沙包或土袋
2)水泥砂浆或细石混凝土抹面
3)挂网喷浆或混凝土
4)其他:锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等
背
长条形基坑开挖与过程放坡
1K413023 基坑(槽)土方开挖及基坑变形控制
基本要求
1)根据支护结构设计、降水或隔水要求,确定基坑开挖方案
2)坑外截水
3)坑内排水
4)先降后挖
5)软土基坑必须分层、分块、对称、均衡,开挖后及时支护
6)采取措施防止开挖机械碰撞支护结构或扰动原状土
7)资料不符、异常现象、不明物体,停止开挖,采取措施
8)五方验槽【建设、监理、勘察、设计、施工】
背
基坑(槽)的土方开挖方法
长条形基坑开挖原则
分段分层、由上而下、先支撑后开挖
地铁车站端头井开挖顺序
标准段对撑→挖斜撑范围内土方→挖除其余土方
基坑变形控制
变形特征
1)土体变形
围护结构水平位移和坑底土体隆起造成
2)围护结构水平变形
未设支撑
3)围护结构竖向变位
围护桩或地下连续墙清孔不干净、围护结构下方有顶管和盾构穿越
4)基坑底部的隆起
基底不透水层自重小于承压水头压力、围护结构插入基本坑底土层深度不足
5)地表沉降
围护结构水平变形墙顶沉降,坑底土体隆起
变形控制
背
1K413024 地基加固处理方法
加固处理作用与方法选择
目的
1)基坑外加固
主要是止水,并可减少围护结构承受的主动土压力
2)基坑内加固
提高土体的强度和侧向抗力,减少围护结构位移,保护基坑周边建筑物及地下管线
防止坑底土体隆起破坏
防止坑底土体渗流破坏
弥补围护墙体插入深度不足等
加固方式
1)按平面布置形式
2)换填材料加固处理法:较浅基坑加固
3)深基坑:注浆法、水泥土搅拌法和高压喷射注浆法等
常用方法与技术要点
注浆法
渗透注浆
中砂以上砂性土和有裂隙岩石
劈裂注浆
低渗透性的土层
压密注浆
中砂地基,黏土地基中若有适宜排水条件也可采用
电动化学注浆
渗透系数k<l0-4cm/s,只靠一般静压力难以压入
注浆设计包括
注浆量、布孔、注浆有效范围、注浆流量、注浆压力、浆液配方等
注浆加固土的强度具有较大的离散性,注浆检验应在加固后28d进行 可采用标准贯入、轻型静力触探法、面波等方法检测加固底层均匀性
水泥土搅拌法
1)根据固化剂掺入状态不同,分浆液搅拌和粉体喷射搅拌
2)不适用于含有大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结淤泥
3)当地下水含量<30%(黄土含水量<25%)时不宜采用粉体搅拌法
4)水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土、pH<4酸性土、塑性指数>25的黏土
高压喷射注浆
适用于
淤泥、淤泥质土、黏性土(流塑、软塑和可塑)、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基
不适宜地层
硬黏性土,含有较多的块石或大量植物根茎
含有过多有机质的土层
湿陷性黄土地基
需现场试验
宜采用42.5级及以上普通硅酸盐水泥
高压喷射
旋喷(固结体为圆柱状)
定喷(固结体为壁状)
摆喷(固结体为扇形)
单管法:水泥浆 双管法:水泥浆+压空 三管法:水泥浆+压空+高压水流
1K420111 地铁车站工程施工质量检查与验收
明挖法施工质量控制与验收
结构施工
4)混凝土强度按检验批检验评定,划入同一检验批其施工持续时间不宜超过3个月;试件应在浇筑地点随机抽取
8)混凝土终凝后及时养护,垫层混凝土养护期不得少于7d,结构棍凝土养护期不得少于14d
基坑回填
1)纯黏土、淤泥、粉砂、杂土、有机质含量大于8%的腐殖土、过湿土、冻土和大于150mm粒径的石块不可作为基坑回填材料
2)回填应对下列项目进行中间验收:
1)基坑回填前基底清理
2)回填料种类、取样、最大干密度和最佳含水量的测试
3)每层回填土密实度测试
主体结构防水施工
(2)防水卷材铺贴的基层:
2)基层面必须坚实、平整,其平整度允许偏差为3mm,且每米范围内不多于一处
3)基层面阴、阳角处应做成100mm圆弧或钝角
4)保护墙找平层采用水泥砂浆抹面(配合比1:315~20mm)
5)基层面应干燥,含水率不宜大于9%
(3)底板防水卷材先铺平面,后铺立面,交接处应交叉搭接
(5)防水卷材在以下部位必须铺设附加层
1)阴阳角:500mm
2)变形缝:600mm,上下各一层;
3)穿墙管周围300mm幅宽,150mm长
(6)底板底部—点粘法、条粘法或满粘法 立面和顶板—必须全粘贴 (点、条、空搭接100mm/满粘搭接80mm)
(8)涂膜防水层:分层,前层干燥后方可涂布后一层,分片搭接80~100mm
1K420151 防止基坑坍塌、淹埋的安全措施
明挖基坑安全控制特点
基坑工程安全风险
坍塌和淹没
基坑开挖安全控制技术措施
1.基坑边坡和支护结构的确定
2.基坑周围堆放物品的规定
1)支护结构达到设计强度要求前,严禁在设计预计滑裂面范围内堆载;稳定性验算
2)支撑结构上不应堆放材料和运行施工机械,当需要利用支撑结构兼做施工平台或栈桥时,应进行专门设计
3)应减少对周边环境、支护结构、工程桩等的不利影响
4)土方不应在邻近建筑及基坑周边影响范围内堆放,并应及时外运
5)基坑周边必须进行有效防护,并设置明显的警示标志;设置堆放物料的限重牌,严禁堆放大量的物料
6)建筑基坑周围 6m 以内不得堆放阻碍排水的物品或垃圾,保持排水畅通
7)开挖料运至指定地点堆放
3.制定好降水措施,确保基坑开挖期间的稳定
4.控制好边坡
5.严格按设计要求开挖和支护
6.及时分析监测数据,做到信息化施工
1K420152 开挖过程中地下管线的安全保护措施
施工准备阶段
工程地质条件及现况管线调查
各种管线、地面建筑物相关资料;
必要时在管理单位人员在场情况下进行坑探;
调查信息施工图标注,现场设置醒目标志
编制地下管线保护方案
管理单位同意
现况管线改移、保护措施
1)对于基坑开挖范围内的管线,与建设单位、 规划单位和管理单位协商确定管线拆迁、改移和悬吊加固措施
2)基坑开挖影响范围内的地下管线、地面建(构)筑物的安全受施工影响,或其危及施工安全时,均应进行临时加固,经检查、验收,确认符合要求并形成文件后,方可施工
3)开工前由建设单位召开调查配合会,由产权单位指认所属设施及其准确位置,设明显标志
4)在施工过程中,必须设专人随时检查地下管线、维护加固设施,以保持完好
5)观测管线沉降和变形并记录,遇到异常情况,必须立即采取安全技术措施
应急预案与抢险组织
1K413030 盾构法施工
1K413031 盾构机选型要点
盾构类型
按支护底层的形式分类
自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压支护式
开挖面是否封闭
密闭式
土压式(泥水加压式)、泥水式
敞开式
手掘式、半机械挖掘式、机械挖掘式
刀盘配置
功能
开挖、稳定、搅拌
形式
1)面板式
开口率相对较小,面板直接支撑面,有挡土功能,有利于切削面稳定,但在开挖黏土层时,易发生黏土粘附面板表面影响开挖效率的情况(注入改良材料)
2)辐条式
开口率大,土砂流动顺畅,不易堵塞,土仓压力能有效作用于开挖面,但一般不能安装滚刀,且中途换刀安全性较差
各种盾构对地质条件的适用性
土压平衡盾构(EPB)
地质适用范围:
主要应用在黏稠土壤中(黏土、粉质黏土或淤土)
渣土要求(软黏土)
良好的塑性变形、软稠度,内摩擦角及渗透率小
改良方法
加水、膨润土、黏土、CMC、聚合物或泡沫等,根据土质情况选用具有低渗透性
泥水加压盾构(SPB)
特有系统
1)泥水循环系统
2)综合管理系统
3)泥水分离处理系统
地质适应范围
在软弱淤泥质土层、松动的砂土层、砂砾层、卵石砂砾层、砂砾和坚硬土的互层等地层中均适用,几乎能适应所有的地层(除大漂石、岩石外)
盾构选型依据与原则
选型依据
1)工程地质和水文地质勘察报告
2)隧道线路及结构设计文件
3)施工安全、工程环境风险因素、场地条件、环保要求
4)施工环境及其保护要求
5)工期条件
6)辅助施工方法
7)类似工程施工经验
选型的基本原则
【适用性、技术先进性、经济合理性】
盾构选型的配置要求
2)刀盘应符合下列规定:
强度和刚度应满足使用功能要求
适应地质条件,刀盘体采取耐磨措施
刀具的选型和配置应根据地质条件、开挖直径、切削速度、单次连续掘进里程、最小曲线半径及地下障碍物情况等确定
刀盘添加剂喷口数量及位置应根据地质条件、刀盘结构、开挖直径确定
3)刀盘主驱动应符合下列规定:
刀盘驱动形式根据地质和环境要求确定
刀盘转速应根据地质条件和施工要求确定
刀盘驱动主轴承密封应根据覆土厚度、地下水位、添加剂注入压力、掘进里程确定
7)泥水循环系统应根据地质和施工条件等确定,并应具备掘进模式和旁通模式,流量应连续可调,可配置渣石处理装置
1K413032 盾构施工条件与现场布置
盾构法施工条件
盾构法施工适用条件与施工准备
1)适用地层范围:除硬岩外的相对均质的地质条件
2)隧道埋深:覆土深度不宜小于1D(洞径)
3)地下水防治:采用密闭式盾构时,始发、接收、开仓换刀时需要辅助施工法
4)截面形状:圆形,也可采用异形截面
5)截面大小:常用φ6~7m(软土地区已达15.43m)
6)急转弯施工:曲线半径/盾构外径之比为3~5(转弯半径)
7)环境影响
近接施工有时需要辅助措施
对道路交通影响较小(除工作井)
振动、噪声一般限制在工作井洞口附近(隔音墙)
施工准备
1)前期调查
2)技术准备
3)工作井位置和施工方法选择
4)工作井断面尺寸确定
始发工作井的长度应大于盾构主机长度3m,宽度应大于盾构直径3m以上
5)掘进前准备
复核高程、坐标;数据检查验收;管片辅材储备;止水装置检查
盾构施工现场布置
平面布置
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、拌浆站、料具间及机修间、同步注浆和土体改良泥浆搅拌站、两回路的变配电间等设施以及进出通道等
施工设施设置
1)工作井需要采取降水措施—降水系统(水泵房)
2)气压法盾构—空压机房
3)泥水平衡盾构—泥浆处理系统(中央控制室)、泥浆池
4)土压平衡盾构—电机车电瓶充电间等设施
1K413033 盾构施工阶段划分及始发与接收施工技术
施工阶段
始发(50~100m)→正常掘进→接收(100m)
洞口土体加固技术
加固范围
隧道衬砌轮廓线外
左右两侧各3.0m、顶板以上3.0m、底板以下3.0m,盾构直径增大而增大
加固长度
根据土质,富水地层必须大于盾构本体长度2m及以上
加固方法
化学注浆法、砂浆回填法、深层搅拌法、高压旋喷注浆法、冷冻法等
土体加固的风险防控和处理
3)出现开洞门失稳现象
小范围情况:边破除洞门混凝土,边喷素混凝土
坍塌失稳情况严重:封闭洞门重新加固
4)加固后地层应具有良好的均匀性和整体性,在凿除洞门后能够自稳,且具有低渗透性
检查孔 钻孔取芯试验,低强度水泥砂浆封孔
水平孔——上、下、左、右、中心;深8m,渗水量≤10L/min
垂直孔——加固区前端布置2个,钻孔误差较大部位布设1个;渗水量≤2L/min
盾构始发施工技术要点
对使用管片的技术要求
1)进洞时的10环管片,增设纵向拉紧装置,适当加强第一次螺栓紧固力
2)洞口预埋现浇钢筋混凝土环梁筋
3)保持匀速,严格控制出土量,必要时同步注浆
4)适当增加压力,提早做二次压浆
初始掘进长度的确定
初始掘进长度的决定因素
衬砌与周围地层的摩擦阻力;后续台车长度
L>F/2π×r×f
L——从始发井开始的衬砌长度(m);
F——盾构千斤顶推力(N);
r——衬砌外半径(m);
F——注浆后的衬砌与地层的摩擦阻力系数(N/m2)
若L>后续台车长度,L为初始掘进长度;若L<后续台车长度,L或后续台车长度为初始掘进长度
盾构接收施工技术要点
1)在盾构贯通之前100m、50m处分两次对盾构姿态进行人工复核测量
2)靠近洞门最后10~15环管片拉紧
3)当盾构到达接收工作井10m内,应控制掘进速度和土仓压力等
1K413034 盾构掘进技术
土压平衡盾构掘进
土仓压力管理
静止
不变形理想值;控制土压大;上限
主动
不坍塌临界值;控制土压最小;下限
松弛
地质条件良好;覆土深、能形成土拱
排土量管理
1)容积管理法
计算渣土搬运车台数的方法或从螺旋排土器转数等进行推算
【粗略式的估计,由于应用简便,在现场使用较多】
2)重量管理法
渣土改良【流塑状态】
1)渣土特性:
1)良好的塑流状态;
2)良好的黏稠度
3)低内摩擦力;
4)低透水性
2)改良材料:泡沫或膨润土泥浆
泥水加压盾构掘进
排土量管理
从设置在送泥管和排泥管上的流量计和密度计取得数据,通过计算求出偏差流量和开挖干砂量,以把握开挖面的状态
管片拼装
【串联】 管片类型及施工技术要点
最常用:钢筋混凝土管片【抗压强度达60MPa、抗渗等级大于P12】
箱型(手孔较大)
1)强度较大金属管片、直径和厚度较大混凝土管片;
2)加劲肋数量应大于千斤顶台数
平板型(手孔较小或无手孔)
1)具有较大承载力,对通风阻力较小;
2)多采用形式
常见厚度:1)厚度:300mm和350mm;2)环宽:1000mm、1200mm和1500mm
管片拼装【通缝、错缝】
通缝
1)工艺相对简单;2)变形大;3)对防水要求高
错缝
1)避免误差积累,减少管片破损;2)T形接缝,有效减少渗水;
3)小半径曲线径向变形控制好;4)配筋量稍大,整环空间刚度大
衬砌环类型
1)标准衬砌环+左右转弯衬砌环组合;
2)楔形衬砌环之间相互组合;
3)通用性管片
拼装方法
拼装顺序
A→B→K
盾构千斤顶操作
拼装时禁止盾构千斤顶同时全部缩回
紧固连接螺栓
先环向,后轴向
楔形管片安装方法
先径向重叠顶起,再纵向插入
复紧连接螺栓
一环管片拼装后,利用全部盾构千斤顶均匀施加压力,充分紧固轴向连接螺栓
待推进到千斤顶推力影响不到的位置后,用扭矩扳手等再一次紧固连接螺栓
真圆保持
脱出盾尾,注浆填充,真圆保持装置
管片拼装施工要点
管片拼装误差及其控制
管片修补
壁后注浆
根据工程地质条件、地表沉降状态、环境要求及设备性能等选择注浆方式
目的
1)尽早建立注浆体的支撑体系,控制地面沉降;
2)尽快获得注浆体的固结强度,防止管片发生移位变形;
3)作为隧道衬砌结构加强层,提高衬砌结构耐久性和强度
按目的不同分类
同步注浆
浆液及时充填盾尾空隙,支撑周围土体,防止坍塌控制沉降
二次注浆
同步注浆结束后,通过管片吊装孔;提高同步注浆效果
堵水注浆
二次注浆结束后,富水地区适用
同步注浆方法与工艺
注浆材料与参数
1)通过试验确定注浆材料和配合比
3)应根据注浆量和注浆压力控制同步注浆过程,注浆速度应根据注浆量和掘进速度确定
4)注浆压力根据地质条件、注浆方式、管片强度、设备性能、浆液特性和隧道埋深等确定
5)同步注浆充填系数应根据地层条件、施工状态和环境要求确定(宜为1.30~2.50)
6)二次注浆应根据环境条件和沉降监测结果等确定
壁后注浆施工要点
1)注浆前,应根据注浆施工要求准备拌浆、储浆、运浆和注浆设备,并应进行试运转
4)合理制定壁后注浆工艺,应根据注浆效果调整注浆参数
6)注浆作业应连续进行,作业后应及时清洗注浆设备和管路
7)采用管片注浆口注浆后,应封堵注浆口
盾构姿态控制
推进管理测量
偏差测定
测锤、倾斜仪、回转罗盘、经纬仪
控制要点
3)应对盾构姿态及管片状态进行测量和复核,并记录
4)应控制单次纠偏量,应逐环和小量纠偏,不得过量纠偏
1K413035 盾构法施工地层变形控制措施
变形控制措施
施工监测
背
联络通道
1)作用:安全疏散乘客、隧道排水及防火、消防等;
2)间距:相邻两个联络通道之间不应大于600m,并列反向开启甲级防火门;
3)长度:5~9m之间;
4)方法:暗挖法、超前预支护方法(深孔注浆或冻结法);
5)风险最大:有承压水的砂土地层
1K413040 喷锚暗挖(矿山)法施工
1K413042 工作井施工技术
工作井施工技术
施工准备
1)地下管线、建(构)筑物调查,保护方案,施工保护监测
2)竖井施工范围内应人工开挖十字探沟,确定无管线后再开挖
3)竖井井口防护应符合下列规定:
应设置防雨棚、挡水墙(比周围地面高300mm以上)
应设置安全护栏,护栏髙度不应小于1.2m(底部500mm封闭)
周边应架设安全警示装置(必须设置围挡,出入管理制度)
2)机具、运输车辆最外着力点与井边距离≥1.5m
6)井口2m范围内不得堆放材料
7)工作井内必须设安全梯或梯道,梯道应设扶手栏杆,梯道的宽度不应小于1.0m
锁口圈梁
1)埋深较大时,上部应设置砖砌挡土墙、土钉墙或“格栅钢架+喷射混凝土”等临时围护结构
2)土方不得超挖,并应做好边坡支护
3)开挖竖井:混凝土强度应达到设计强度的70%及以上
4)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
有资质的单位安装、拆除;安装完成后进行安全检验
工作井垂直运输
1)空载、满载或超载试运行使用过程中每天应有专职人员检查一次,定期检测保养
3)电动葫芦:应设缓冲器,轨道两端设挡板
4)卷扬机:钢丝绳在卷筒上安全圈数不应少于3圈
6)提升钢丝:产品合格证;新绳悬挂前必须逐根试验;库存超过1年,使用前应进行检验
竖井开挖与支护
1)地下水控制及地层预加固
2)井口地面荷载;井口挡水墙;四周地面硬化;排水措施
3)对称、分层、分块开挖;随挖随支护;先周边、后中部
4)初期支护应尽快封闭成环
5)喷射混凝土应密实、平整
6)平面尺寸和深度较大的竖井,及时安装临时支撑
7)严格控制开挖断面和高程,不得欠挖,到底后及时封底
8)竖井开挖过程中应加强观察和监测
马头门施工技术
1)竖井初期支护施工至马头门处应预埋暗梁及暗桩,并应沿马头门拱部外轮廓线打入超前小导管,注浆加固地层
2)破除马头门前,应做好马头门区域的竖井或隧道的支撑体系的受力转换
4)分段破除竖井井壁:先拱部、再侧墙、最后底板
环形开挖预留核心土法施工步序
开挖上台阶保留核心土→安装格栅挂钢筋网→喷混凝土→上台阶掌子面进尺3~5m时开挖下台阶→安装下部格栅挂钢筋网
5)马头门处隧道应密排三榀格栅钢架;隧道格栅主筋应与格栅主筋、连接筋焊接牢固; 隧道纵向连接筋应与竖井主筋焊接牢固
6)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 马头门标高不一致时,宜遵循“先低后高”的原则
7)施工中严格贯彻“管超前、严注浆、短开挖、强支护、勤量测、早封闭”的十八字方针
背
8)开挖过程中必须加强监测,一旦土体出现坍塌征兆或支护结构出现较大变形时,应立即停止作业,经处理后方可继续施工
9)停止开挖时,应及时喷射混凝土封闭掌子面;因特殊原因停止作业时间较长时,应对掌子面采取加强封闭措施
1K413043 超前预支护及预加固施工技术
小导管和管棚对比
超前小导管注浆加固
适用条件
在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔,且施作超前锚杆比较困难或者结构断面较大时
技术要点
6)
注浆浆液
根据地质条件、经现场试验确定
根据浆液类型,确定合理的注浆压力和注浆设备
注浆材料
普通水泥单液浆、改性水玻璃浆、水泥-水玻璃浆、超细水泥等
7)材料要求
水泥——42.5级及以上
水玻璃——浓度40~50°
外加剂——视不同地层和注浆工艺进行选择
8)注浆施工应符合下列要求
注浆工艺
砂卵石地层——渗入注浆法
砂层中——挤压、渗透注浆法
黏土层——劈裂或电动硅化注浆法
背
注浆顺序
应由下而上、间隔对称进行;
相邻孔位应错开、交叉进行
注浆压力
渗透法——0.1~0.4MPa,终压:地层条件、周边环境控制要求(≤0.5MPa)
每孔稳压时间不小2min
劈裂法——应大于0.8MPa
注浆速度
不大于30L/min
施工期应进行监测
地(路)面隆起、地下水污染等
管棚支护
适用条件
软弱地层和特殊困难地段
如极破碎岩体、塌方体、砂土质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育岩体、断层破碎带、浅埋大偏压等围岩,并对地层变形有严格要求工程
下列施工场合应考虑采用
①穿越铁路修建地下工程
②穿越地下和地面结构物修建地下工程
③修建大断面地下工程
④隧道洞口段施工
⑤通过断层破碎带等特殊地层
⑥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等
技术要点
1)施工工艺流程
测放孔位→钻机就位→水平钻孔→压入钢管→注浆(向钢管内或管周围土体)→封口→开挖
4)钻孔顺序
由高孔位向低孔位进行,直径比管棚直径大30~40mm
5)顶管倾角
用测斜仪控制上仰角度
7)分段注浆
设定压力,稳压5min以上
注浆量达设计80%以上时停止
深孔注浆加固
1)注浆范围确定
设计文件、地下水状态、地层条件和浆液类型等
3)注浆段长度
地层条件、地下水状态和钻孔设备的工作能力(10~15m,预留止浆墙厚度)
4)浆液材料和类型 (浆液扩散半径)
土质条件、注浆要求、地下水状况、周围环境条件及效果要求等,经现场试验确定
6)注浆方法
前进式分段注浆、后退式分段注浆等方法
7)钻孔顺序
先外圈、后内圈、跳孔施工
8)注浆压力
0.5~1.5MPa,地层条件和隧道埋深选择终压
管线附近施工时应根据相关单位要求适当降低注浆压力,调整钻孔角度和间距
单孔结束标准
①设计终压,继续注浆10min以上
②进浆量小于20L/min
③检查孔钻取岩芯,浆液充填饱满
全段结束标准
①注浆孔均符合单孔结束条件,无漏浆现象
②浆液有效注入范围大于设计值
1K413041 喷锚暗挖法的掘进方式选择
全断面法
土质稳定、断面较小,围岩必须有足够的自稳能力
正台阶法
土质较好,软弱围岩、第四纪沉积地层台阶数不宜过多,台阶长度1D内
环形开挖预留核心土
一般土质或易坍塌软弱围岩、断面较大
开挖进尺0.5-1m,台阶长度1D内
预支护或预加固
施工中一般不设或少设锚杆
上下结构
单侧壁导坑法
断面跨度大,地表沉降难于控制的软弱松散围岩
侧壁导坑宽度不宜超过1/2D
双侧壁导坑法
当隧道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形
导坑宽度不宜超过1/3D
中隔壁法(CD法)
地层差,岩体不稳定且沉降要求严格
大跨度隧道中应用普遍
交叉中隔壁法(CRD法)
当CD工法不能满足要求时,加设临时仰拱
开挖快速,及时成环
背
1K420172 暗挖法施工安全措施 (P444)
隧道施工
开挖
1)在城市进行爆破施工,必须事先编制爆破方案,并由专业人员操作,报城市主管部门批准,并经公安部门同意后方可施工
3)同一隧道内相对开挖,距离为2倍洞跨且不小于10m时,一端停止掘进,保持开挖面稳定
4)两条平行隧道相距小于1倍洞跨,开挖面前后错开不得小于15m
喷射混凝土初期支护
稳定岩体中: 先开挖后支护,支护结构距开挖面不宜大于 5m
不稳定岩土体中:支护必须紧跟土方开挖工序
初期支护应预埋注浆管,结构完成后,及时注浆加固
填充注浆滞后开挖面距离不得大于 5m
现浇混凝土二次衬砌
1)初期支护变形稳定后,防水层铺设后进行
2)钢筋绑扎中,钢筋拱架呈不稳定状态时,必须设临时支撑架,钢筋拱架未形成整体且稳定前,严禁拆除临时支撑架
1K413044 喷锚支护施工技术
喷锚暗挖法与支护加固
钢筋网喷射混凝土
锚杆-钢筋网喷射混凝土
钢拱架-钢筋网喷射混凝土等支护结构形式
主要材料
喷射混凝土
早强混凝土
严禁选用碱活性集料
速凝剂
根据水泥种类、水胶比,通过试验选择掺量
初凝时间不应大于5min,终凝时间不应大于10min
背
钢筋网
直径6~12mm
钢拱架
主筋直径不宜小于18mm
格栅加工及安装
1)应在模具内焊接成型
2)加工制作要求
钢拱架8字筋布置:方向相互错开,间距不得大于50mm
组装焊接应从两端均匀对称地进行,以减少应力变形
主筋相互平行,偏差5mm
连接板与主筋垂直,偏差3mm
钢筋网片应严格按设计图纸尺寸加工,每点均为四点焊接
3)首榀格栅拱架应进行试拼装,并应经建设单位、监理单位、设计单位共同验收合格后方可批量加工
5)格栅拱架安装要求
格栅拱架安装定位后,应紧固外、内侧螺栓
格栅拱架节点应采用螺栓紧固
钢筋帮焊应与主筋同材质
8)连接筋长度应为格栅拱架间距+搭接长度; 搭接长度:双面搭接焊为 5d、单面搭接焊为 10d
9)格栅拱架安装时,其拱脚处不得座在虚土上,连接板下宜加垫板以减小拱架下沉量,相邻格栅纵向连接应牢固
10)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
13)格栅架立及安装应符合下列要求
格栅架立纵向允许偏差应为±50mm, 横向允许偏差应为±30mm, 高程允许偏差应为±30mm
格栅安装时,节点板栓接就位后应帮焊与主筋同直径的钢筋,单面焊长度不小于 10d
喷射混凝土
2)喷头与受喷面应垂直,距离宜为 0.6~1.0m
3)喷射
分段、分片、分层,由下而上
分层喷射,在前一层终凝后进行
一次喷射厚度宜为边墙 50~80mm,拱部 30~50mm 【侧壁 70~100mm,拱部 50~60mm】
8) 保护层
钢拱架不应小于 40mm,钢筋网 20mm
9) 养护
终凝 2h 后进行养护,不小于 14d,冬期不得洒水,强度低于 6MPa 时不得受冻
锁脚锚杆注浆加固
隧道拱脚应采用斜向下 20°~ 30° 打入的锁脚描杆(管)锁定
锁脚锚杆(管)应与格栅焊接牢固,打入后应及时注浆
初期支护背后注浆
注浆作业点与掘进工作面宜保持在 5~10m 的距离
浆管应与格栅拱架主筋焊接或绑扎牢固,管端外露不应小于 100mm
背后回填注浆应合理控制注浆量和注浆压力
1K413045 衬砌及防水施工要求
防水结构施工原则
相关规范规定
1)地下工程防水技术规范: “防、排、截、堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理”
2)地铁设计规范: “以防为主,刚柔结合,多道防线,因地制宜,综合治理”
复合式衬砌与防水体系
1)初期(一次)支护、防水层和二次衬砌所组成。
2)以结构自防水为根本, 辅加防水层组成防水体系,以变形缝、施工缝、后浇带、穿墙洞、预埋件、桩头等接缝部位混凝土及防水层施工为重点
复合式衬砌防水层施工
优先选用射钉铺设
防水、二次衬砌施工质量控制
1)防水层施工
1、防水层铺设基面:凹凸高差不应大于5()mm,阴阳角圆弧半径不宜小于100mm。
2、专用热合机焊接,焊接均匀连续,双焊缝搭接宽度不应小于
2)现浇混凝土二次衬砌
1、初期支护变形稳定后,防水层铺设后进行。
2、钢筋绑扎中,钢筋拱架呈不稳定状态时,必须设临时支撑架,钢筋拱架未形成整体且稳定前,严禁拆除临时支撑架。
3、二衬施工混凝土施工
1.混凝土:补偿收缩,具有良好抗裂性能
2.坍落度:墙体 100-150mm,拱部 160-210mm
2.模板:组合钢模板、模板台车
3.浇筑:泵送模筑,连续进行、两侧拱脚开始对称、水平浇筑;不得出现水平和倾斜接缝;严禁在浇筑过程中,向混凝土加水
4.振捣:两侧边墙采用插入式振动器,底部采用附着式振动器
5.拆模:矩形断面顶板 100%
1K413046 喷锚暗挖辅助工法施工技术要点
一、降低地下水位法
1)富水地层、渗透性较好—降低地下水位; 含水的松散破碎地层——降低地下水位,不宜集中宣泄
3)降低地下水位方法:地面降水或隧道内辅助降水
4)当采用降水方案不能满足要求,应在开挖前进行帷幕预注浆,加固地层等堵水处理
预计有大量涌水或涌水量虽不大,开挖后可引起大规模塌方时,应在开挖前进行注浆堵水,加固围岩
二、地表锚杆(管)
1) 适用: 浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段
2) 布置形式: 矩形或梅花形布置
流程:先钻孔→吹净钻孔→用灌浆管灌浆→垂直插入锚杆杆体→孔口将杆体固定
3) 锚杆类型: 中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆
三、冻结法固结地层
1) 适用范围: 土体含水量> 2.5%、地下水含盐量≤ 3%、地下水流速≤ 40m/d
4) 主要优点: 强度高、地下水封闭效果好、地层整体固结性好、工程环境污染小
主要缺点: 成本较高、有一定的技术难度