城市轨道交通和隧道工程

正循环回转钻，其泥浆作用是浮悬钻渣并护壁；反循环回转钻，其泥浆作用是护壁。设置内支撑的基坑维护结构，挡土的应力传递路径是围护墙一围檩一支撑密闭式盾构掘进时，由土压计(或水压计)检测的土压(泥水压)值波动大的情况下，一般可判定为开挖面不稳定；开挖面稳定时，土压或泥水压变动小。反之不稳定。超前小导管是受力杆件，两排小导管在纵向应有一定搭接长度，搭接长度一般不小于1m。城市轨道交通和隧道工程1．围护结构是在开挖面基底下有一定插进入深度的板墙结构，板墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑目的提供弹性支点。主要承受基坑开挖卸荷的土压力、水压力。2．深基坑支护结构：钢板桩、一予制钢砼桩、钻孔灌注桩、挖孔桩、深层搅拌桩、旋喷桩、地下连续墙、钢筋混凝土支撑、型钢支撑、土层锚杆、沉井、逆筑法。3．围护结构类型：①板桩式：钢板桩、钢管桩、钢混板桩、主桩横挡板②柱列式：钻孔、挖孔灌注桩③地下连续墙：可兼永久结构、适用逆筑、半逆筑法④自立式水泥土挡墙：深层搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙⑤组合式：SMW桩、灌注桩同搅拌桩结合⑥沉井（箱）法4．基坑支撑结构分：内支撑和外拉锚。内支撑由各种钢撑、钢管撑、钢混撑构成支撑系。外拉锚有拉锚和土锚两种。支撑结构体系含围檩、支撑、立柱、其它附属构件。力的传递：围护墙→围檩→支撑。5．基坑开挖引起周围地层移动主因：坑底土体隆起、围护墙的位移。基坑开挖浅：墙顶位移大，向基坑向水平位移，呈三角分布。基坑开挖深：刚性墙继续向基坑三角水平位移，柔性为墙顶位移不变或向基坑外移、腹部向基坑内突出。6．墙体的坚向变位给基坑的稳定、地表沉降、墙体自身稳定有极大危害。7．基坑开挖浅：坑底中部隆起最高；开挖深和宽：中部最大转变为两边大中间小，深和窄（长）：中大两边小。8．基坑工量测监控内容：坑周土体变位；围护结构变形；内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位、孔隙水压力；对一、二级基坑对须对建筑物、地下管线监测。9．深基坑坑底稳定处理法：加深围护结构进入深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水。10．工字钢桩围护结构适用：黏性土、砂性土、粒径＜100mm砂卵地层。11．地下连续墙有：预制、现浇钢混连续墙。优点：振动小、噪声底、地层扰动小、对黏性土、无黏性土、卵砾石层高效成槽。①按成槽方式分：桩排式、壁式、组合式②按槽方式分：抓斗式、冲击式和回转式。12．导墙是控制挖槽精度的构筑物。 1．泥浆根据地质、地面沉降控制要求试定；对比重、黏度、含砂率、PH值检验和控制。2．槽段划分因素：地质条件、后续工序能力、其他因素。3．盖挖法分：盖挖顺作法盖挖逆作法。①顺：自地表向下开挖一定深度后先浇顶板，在其保护下，自上而下开挖、支撑，达到设计高程后由下而上浇筑结构。②逆：自上而下开挖、支撑，浇筑结构内衬。4．盖挖法优点：围护结构变形小、有效控制周围土体变形和地表沉降，有利保护临建；基坑底土体稳定、隆起小施工安全；逆作法一般不设内部支撑或锚锭，施工空间大；并且基坑暴露时间短，城区施工可快速恢复路面，交通影响小。5．盖挖法缺点：水平施工缝处理困难；逆作法时暗挖施工难度大收费用高。6．盖挖法分部开挖、衬砌深度综合考虑：基坑稳定、环境保护、永久结构型式、混凝土浇筑作业因素确定。7．盾构（盾构机械）由切口环、支撑环、盾尾构成。按开挖面封闭分：密闭式、敞开式，按平衡开挖面土压、水压原理分（国内主要）：土压式和泥水式。8．盾构经始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进（离接收井50～100m）5全阶段。9．盾构掘进控制目的：确保开挖面稳定的同时构筑隧道结构、维持线形、及时填充盾尾空隙。“四要素”：开挖控制、一次衬砌、线形控制、注浆。施工前根据地质、隧道、环境条件、设计要求在试验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，才能实现施工安全、质量、工期、成本的预期目标。10．初始掘进长度决定因素：衬砌同周围地层摩擦力、后续台车长度。11．开挖控制内容：①土压式盾构以土压和塑流性改良控制为主，辅以排土量、盾构参数控制②泥水式以泥水压和泥浆性能控制为主，辅以排土量控制。12．预备压：用来补偿施工中的压力损失，土压式取10～20KN/m2,泥水压20～5013．开挖面稳定，土压（泥水压）变化小；开挖面移稳定，变化大。14．土压式盾构理想土层特性：塑性变形好、流塑至软塑状、内摩擦注、渗透性低。细粒（75um）＞30%满足要求，＜30%或砂卵石层必须加泥或泡沫提高塑、流动、止水性。15．改良材料必具流动性、易同开挖土砂混合、不离析、无污染。常用：矿物系（膨润土泥浆）、界面活性剂系（泡沫）、高吸水性树脂系、水溶性高分子系。16．改良材料选择依据：土质、透水系数、地下水压、水离子电性、是否泵送排土地、加泥设备空间、掘进长度、弃土处理条件、费用。17．泥水盾构泥浆作用：①泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区，提高开挖面强度，同时泥浆压力平衡开挖面土压和水压，达到其稳定目的②作为介质运出挖出砂土至工作井外。泥浆性能控制是泥水盾构施工最重要要素之一。包括：比重、黏度、过滤性、含砂率、PH值。18．土压盾构排土量控制分重量控制（检测运土车重、计量漏斗）、容积控制（车台数、转数推算）。泥水盾构排土量控制分容积控制（Q＞Q3 泥浆流失或其水渗入土体；Q＜Q3涌水；正常掘进泥浆流失居多）、干砂量控制（V＞V3泥浆流失；V＜V3超挖）。1．管片拼装多采用错缝拼装，纠偏或急曲线施工则通缝拼装。拼装顺序：下部标准（A）管片始左右两侧交替→邻接（B）→楔形（K）。2．管片拼装保持真圆状对确保隧道精度、提高施工速度、止水性、减少地层沉降非常重要。3．注浆需根据隧道变形、地层沉降的控制选择同步注浆或壁后注浆、一次、多次注浆。目的：①控制隧道周边地层松弛，防止其变形②及时安定管片环，千斤顶推力平滑传递③形成防水层。4．注浆材料性能：流动性好、注入不离析、具有均匀的高于地层土压的旱期强度、良好的充填性、注后体积收缩小、止水性高、黏性、不污染环境。5．一次注浆分：同步、即时、后方注浆。盾构直径大、冲积黏性土、砂质土、多采用同步注浆；自稳性好软岩多后方注浆。6．二次注浆目的；弥补一次注浆缺陷。作用：补足一次未填部分、由浆体收缩体积减小处、防止周围地层松弛范围扩大。7．注浆控制分压力（力一定量变）、注浆量（量一定力变）控制。8．管片注浆孔注浆压力取100～300KN/m2,间隙水压+2009．盾构线形控制主要任务通过控制盾构姿态，使衬砌结构几何中心线线形顺滑，位偏离设计中心线容许误差范围内。10．盾构掘进测量包括：盾构位置、倾角、偏转角、转角、千斤顶行程、盾尾间隙和衬砌位置。11．掘进中主要对盾构及其位置、拼装管片位置进行控制。12．盾构方向（偏转角倾角）修正：千斤顶数量；硬地层或曲线或大方向：仿形刀向调整方向超挖；盾构转角的修正可采取刀盘向盾构偏转同一向旋转，利用回转力修正。13．盾构现场平面布置：竖井、竖井防雨棚防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、防水处理场、搅拌站、料具间、机修间、变配电间、充电间、进出通道。14．盾构掘进停止情况：前方坍塌或遇障碍、自传角度、位置偏离过大、推力比预计大、发生危及管片防水运输注浆故障。15．盾构机种类分：①开挖面封闭否：密闭式（土压式泥水式），敞开式（手掘式半机械、机械挖掘式）②断面形状：圆形，异型（多圆形马蹄形矩形）。16．盾构机选择依据地质水文条件、断面形状、尺寸、埋深、地下障碍物、构筑物、地表隆沉要求等技术、经济比较确定。原则：适用性、技术先进性（可靠性为前提）、经济合理性原则。17．喷锚暗挖法有：新奥法、浅埋暗挖法（18字方针：管超前、严注浆、短开挖、强支护、旱封闭、勤量测。）→施工方法：全断面法、正台阶法常见、正台阶法环形开挖法、单、双侧壁导坑法、中隔壁、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法）18．全断面开挖法：一次开挖成型。优点：减少对围岩扰动次数，有利拱的形成，工序简单，可大型机械化施工，施工速度快防水处理易。缺点：地质要求严格，必有足够自稳能力。 1．台阶法优点：灵活多变，适用性强；具有足够作业空间和较快施工速度。2．台阶法注意事项：台阶数不宜过多，台阶长度适当（一个D为宜，D跨度）；岩石地层配合挂网喷锚支护施工，防落石、崩塌。3．初期支护采用喷锚支护，有喷射砼、锚杆、钢筋网喷射、钢拱架喷射砼等形式。4．在浅埋软岩、自稳性差软弱破碎围岩、断层破碎带、砂土层不良地质条件下，围岩自稳时间短，不能安全完成初次支护时，采用以下辅助技术加固：①喷砼封闭开挖工作面②超前锚杆或小导管支护③管棚超前支护④设置临时仰拱⑤地表锚杆或地表注浆加固⑥小导管周边注浆或围岩深孔注浆⑦冻结法固结地层⑧降低地下水位法。5．早强砼喷射厚度5～10㎝，超前锚杆长3～3.5m,＜循环进尺2倍。6．喷射砼严禁碱活性集料，喷射方式根据工程地质、水文地质、喷射条件确定。湿喷。喷前检查开挖断面、清除开挖面、拱脚处杂物，设喷厚标志。滴水、淌水、集中出水点埋管法疏干。初凝≯5min;终凝≯10min。7．冻结法特点：强度高、封水好、适应性强、整体性好、无污染。含水量＞2.5﹪、含盐量≯3﹪、水流速40m/d适用。含水量＞10﹪、水流速≯7～9m/d效果最佳。8．地下工程防水原则：防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理。9．地下铁路隧道防水根据工程地质、水文地质、地震烈度、结构特点、施工方法、使用要求等，遵循“以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合冶理”原则。10．衬砌背后排水、止水系统的施工要求：①在衬砌背后设排水盲管时根据渗水情况配合衬砌一次施工，施工中防衬砌砼或压浆液侵入盲沟堵塞水路，盲管等要有足够数量、过水能力的断面，组成完整有效的排水系统并符合设计要求②衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。施工前根据工程地质水文地质条件，通过试验作出设计，并在施工过程中修正各项参数③复合式衬砌防水层施工优先选用无钉铺设，防水层施工喷射砼表面平顺，不得有锚杆头、钢筋头，表面漏水及时引排，防水层接头擦净。防水层可在拱部或边墙按环状铺设，开挖和衬砌作业不得损坏防水层，铺设地段距开挖面不小爆破安全距离，纵横向铺设长度根据开挖方法和设计断面确定。④衬砌施工缝沉降缝停止水带不得有割伤、破损，固定牢固，防止偏移，提高止水带部砼浇筑质量。11．管棚超前支护适用以下场合：穿越铁路修建地下工程、穿越地下或地面结构物修建地下工程、修建大断面地下工程、隧道口段施工、通过断层破碎带特殊地层、特殊地段（如大跨度地铁车站、重要文动物保护区、河底海底的地下工程施工）。施工流程：设管棚基地→水平钻孔→压入钢管→（必严格向钢管内或管周围土体注浆）→管棚支护条件下开挖12．城市轨道交通车站有岛式（常用）、侧式、岛侧混乱合式。13．车站由站厅、站台厅、行车道、出入口、通道、天桥、通风道、设备管理用房构成。 1．车站形式必满足客流需求、乖侯安全、疏导迅速、环境舒适、布置紧凑、便于管理的基本要求。2．6min撤离站台、乖客下车到进出口不超50m3．车站设备用房包括供电、通风、通信、信号、给排水、防灾、电视监控等。4．管理用房：车控窒、站长室、交接班室、票务室、站务室、警务室、更衣室、WC等。5．车站出入口根据客运需要、疏散要求浅埋不少4个，初期不少2个。6．车站结构形式分矩形、圆形、马蹄形三类。7．隧道按断面形状分矩形（单跨、双跨、多跨）；拱形（单拱、双拱、多拱、）；圆形（单圆、多圆）；椭圆形8．城轨线路为右侧行车的双线线路，1435㎜标距，钢轨50㎏/m，接头对接。9．城轨隧道埋深较浅要采取降低噪声和减少振动措施。10．限界指列车沿固定轨道安全运行时所需要的孔洞尺寸。包括车辆限界、设备限界、建筑限界。11．隧道结构防水要求不得有线流和漏泥砂，漏水点昼夜漏水量不大0.5L/㎡，耐蚀系数不小0.8；抗渗等级不少0.8MPa