二建市政轨道交通和隧道工程要点

城市轨道交通和隧道工程2K313010深基坑支护及盖挖法施工P501、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。围护结构类型可归纳为以下6种：r■钢板桩—板桩式一钢筋混凝土板桩-钢管桩一主桩横挡板围护结构一L柱列式[-钻孔灌注桩一挖孔灌注桩「地下连续墙L深层搅拌桩挡墙一自立式水泥土挡墙T匚高压旋喷桩挡堆—组合式—SMW工法一灌注桩与搅拌桩结合—沉井（箱）法支撑结构挡土的应力传递路径：土一围护墙一围標（冠梁）一支撑。常用的支撑系统按其材料可分为①现浇钢筋混凝土支撑体系和②钢支撑体系。①•现浇钢筋混凝土：优点：刚度大、变形小、强度的安全可靠性强、施工方便缺点：支撑浇制和养护时间长，围护结构处于无支撑的暴鉛状态的时间长②.钢结构优点：安装、拆除施工方便，可周转使用缺点：稳定性不好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。（1）墙体的变形①.墙体水平变形②•墙体竖向变位（2）基坑底部的降起（水、土压力）非正常：①.坑底存在承压水层②.围护结构插入深度不足（3）地表沉降：墙后地表沉降的最大值是位于距离墙一定距离的位置上。2、3、4、O（4）基坑变形监测★基坑工程的监测分为：坑周土体变位监测、围护结构变形量测及内力量测、支撑结构轴力量测、土压力量测、地下水位及孔隙水压力量测，相邻建筑物及地下管线、隧道等保护对象的变形量测。★深基坑基底稳定的处理方法：①加深围护结构入土深度②坑底土体注浆加固③坑内井点降水5、地铁及轨道工程常见围护结构的施工特点（1）工字钢桩围护结构（强噪音） 适用于黏性土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石底层。打桩时噪声很大，一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。例如地铁站的出入口，临时施工竖井可以考虑采用工字钢做围护结构。（2）钢板桩围护结构（挡土挡水）钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好，对多次倒用，挡土挡水。（3）钻孔灌注桩围护结构（大基坑）一般采用机械成孔。探地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。适于城区施工,在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中广泛应用。（4）深层搅拌桩挡土结构（5）SMW工法：利用搅拌设备就地切削土体，注入水泥系混合液搅拌形成均匀的挡墙，在墙中插入型钢，形成一种劲性复合围护结构。优点：止水性好，构造简单，施工速度快，型钢可部分回收6、地下连续墙适用多种土层，除夹有孤石、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成槽。7、地下连续墙按成槽方式：桩排式、壁式和组合式；按挖槽方式：抓斗式、冲击式和回转式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。8、泥浆配制的主要性能技术指标：比重、粘度、含砂率、PII值9、槽段划分考虑因素：地质条件、后续工序施工能力（混凝土的供给能力、钢筋笼整体重量、起吊刚度、贮浆池容量）、便于均衡施工、地面荷载、地下水位、内部主体结构布置、设计开挖深度10、泥浆的功能：护壁、携渣、冷却与润滑功能。地下连续墙混凝土应采用导管法灌注。11、盖挖逆作法施工，基本分为两个阶段，第一阶段为地面施工阶段，包括围护墙、中间支承桩、顶板土方及结构施工；第二阶段为洞内施工阶段，包括土方开挖、结构、装修施工和设备安装。12、盖挖法施工的优点：（1）围护结构变形小，有效控制周围土体变形和地表沉降，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）不设内部支撑或锚锭，增大施工空间和减低工程造价；（4）基坑暴蘇时间段，用于城市街区施工时，可尽快恢复路面。13、盖挖法施工的缺点：混凝土内衬的水平施工缝处理困难；暗挖难度大、费用高2K313020盾构法施工P561、盾构机的组成：切口环（往前挖土）、支撑环及盾尾 2、盾构机的分类：密闭式（土压平衡式〈地铁区间〉和泥水平衡式＜越江隧道〉）和敞开式 和料斗第该输送机3、土压平衡盾构（1）挖井：深大井危险—专项施工方案f专家论证（2）吊车：盾构要拆开吊/解体安装一大型吊装工程（龙门吊车）（3）拼装：拼装盾构（4）洞口加固（5）掘进过程中的防护4、盾构掘进施工中，必须保证正面土体稳定，同时必须严格控制推进轴线。5、盾构施工时应控制：开挖面变形、盾构姿态、盾尾处的变形、衬砌质量。开挖泥水平衡式开挖面稳定泥水压、泥浆性能土压平衡式开挖面稳定土压、塑流化改良控制开挖面变形的主要措施是出土量。土压平衡盾构施工时还要控制土仓压力，泥水平衡盾构还要控制泥水压力。要对盾构的姿态和位置进行控制。盾构盾尾脱出后，应及时采用浆液填充，注浆时应控制注浆量和注浆压力。6、盾构进出洞控制进出洞口外侧的土体一般要进行改良，提高抗剪、抗压强度，降低透水性，自身具有保持短期稳定的能力。改良土体的方法：注浆、搅拌桩、旋喷桩、玻璃纤维桩、SMW桩、冻结法、降水法等。盾构始发前必须对洞口经改良后的土体进行质量检测，并对盾构始发前的位置作复核、检查。7、开挖控制根本冃的是确保开挖面稳定。想保持盾构正常推进，土体应具有一定的流塑性和抗渗性。8、开挖面的土压（泥水压）控制值：地下水压（间隙水压）+土压+预备压9、塑流化改良控制探（1）土压平衡理想地层的土特性：①.塑性变形好；②•流塑至软塑状；③.内摩擦小；④.渗透性低（2）土压平衡式盾构下的塑流化改良控制：细颗粒含量少，或砂卵石地层（粗颗粒含量多），必须加泥或泡沫等改良材料。如膨胀土泥浆、泡沫。（3）改良材料：矿物系（如膨润土泥浆）、界面活性剂系（如泡沫）、高吸水性树脂系和水溶性高分子系10、塑流化改良控制是土压平衡式盾构施工的最重要要素之一。 塑流性状态的确定依据：排土性状（塌落度）、土砂输送效率、盾构负荷 11、泥浆的作用：①.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目的；②•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。泥浆性能包括：物理稳定性、化学稳定性、相对密度、黏度、pH值、含砂率。12、土压平衡式盾构排土量控制方法分为重量控制与容积控制两种。容积控制一般采用比较单位掘进距离开挖土砂运土车台数的方法和根据螺旋输送机转数推算的方法。我国FI前多采用容积控制方法。13、泥水平衡式盾构排土量控制方法：容积控制和干砂量（干土量）控制容积控制：监测单位掘进循坏送泥流量Q与排泥流量Q2,计算排土体枳Qs（m3）Q3=Q?—Q.Q>Q：.泥浆流失（泥浆或泥浆中的水渗入土体，居多）；QV3泥浆流失；VW?超挖14、管片拼装方法：（1）盾构推进结束后，迅速拼装管片成坏。除特殊场合外，大都采取错缝拼装。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：下部的标准（八型）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）紧固连接螺栓：先紧固环向（管片之间）连接螺栓，后紧固轴向（坏与坏之间）连接螺栓。采用扭矩扳手紧固，紧固力取决于螺栓的直径与强度。15、管片拼装呈真圆，并保持真圆状态，对于确保隧道尺寸精度、捉高施工速度与止水性及减少地层沉降非常重要。16、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。17、注浆控制（1）注浆冃的：①•抑制隧道周边地层松弛，防止底层变形（主要目的）；②•使管片坏及早安定；③•形成有效的防水层（2）一次注浆分为：同步注浆（最快）、即时注浆（一环后）和后方注浆（数环后）一般盾构直径大，或在冲枳黏性土和砂质土中掘进多采用同步注浆；而在自稳性好的软岩中，多采取后方注浆方式。（3）二次注浆：是以弥补一次注浆缺陷为目的的进行的注浆。作用如下:与一次注浆相同的浆液①.补足一次注浆为充填的部分;②.填充由浆体收缩引起的空隙;③.以防止周围地层松弛范围扩大为FI的的补充化学浆液（4）注浆控制分为压力控制与注浆量控制两种。一般仅采取一种控制方法都不充分，应应业进行压力和注浆量控制。 ①•注浆量：除受浆液向地层渗透和泄漏影响外,还受曲线掘进、超挖和浆液种类等因素影响。②.注浆压力：根据土压、水压、管片强度、盾构形式与浆液特性综合判断决定。O注浆量与注浆压力要经过一定的反复輕來确认注浆效果。（案例中凭经验都错）18、盾构隧道的线形控制★（1）掘进控制测量项目包括：盾构的横向偏差、竖向偏差、俯仰角、方位角、滚转角和切口行程；盾尾间隙和衬砌环中心坐标、底部高程、水平直径、垂直直径、前端面里程等。（2）方向纠偏：①调整盾构千斤顶使用数量②设定刀盘冋转力矩进行③用仿形刀向调整方向超挖★19、盾构现场的平面布置包括：盾构工作坚井、竖井防雨棚及防淹墙、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、两冋路的变配电间、电机车电瓶充电间、进出通道（1）当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时，应设相当规模的沉淀池。（2）当采用气压法施工时，应设置空压机房，以供给足够的压缩空气。（3）当采用泥水平衡盾构时隧道的施工平面布置中还必须设有泥浆处理系统及中央控制室。（4）当采用土压平衡盾构时还应设有地面出土和堆土设施。20、停止盾构掘进并及时处理的儿种情况：（1）盾构前方地层发生坍塌或遇有障碍;（5）管片严重开裂或严重错台；（2）盾构本体滚动角＞3°；（6）壁后注浆系统发生故障无法注浆；（3）盾构轴线偏离隧道轴线＞50俪（偏大了，出不了洞）（7）盾构掘进扭矩发生异常波动;（4）盾构推力与预计值相差较大；（推力推不动了）（8）动力、密封、控制系统等发生故障21、盾构机的选择主要根据工程地质与水文地质条件、隧道断面形式、隧道外形尺寸、隧道埋深、地下障碍物、地下构筑物、地表隆沉要求等，经过技术、经济比较后确定。盾构机的选择原则主耍有：适用性，技术先进性，经济合理性。2K313030喷锚暗挖法施工P70★1、浅埋暗挖法施工的十八字方针:“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”2、常见的浅埋喑挖典型施工方法（1）全断面法：采用一次开挖成形的施工方法。缺点：|围岩必须有足够的自稳能力|。（2）台阶法：将结构断面分成两个或几个部分，即分成上下两个工作面或几个工作面，分 布开挖。优点：①.|灵活多变、适用性强|。凡是I软弱围岩I、|第四纪沉积地层1,必须采用正台阶法。②•足够的作业空间和较快的施工速度。当地层无水、洞跨小于10m时，均可采用该法。（3）正台阶坏形开挖法，又称坏形开挖留核心土法，一般将断面分成坏形拱部（图中1,2,3）、上部核心土（4）、下部台阶（5）三部分。安全性好，适用于|一般土质或易坍塌的软弱羽（4）单侧壁导坑法：将断面分成三块：侧壁导坑、上台阶、下台阶。单侧壁导坑法每步开挖的宽度较小，而且封闭型的导坑初次支护承载能力大，适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散圉岩中。（5）双侧壁导坑法（眼镜工法）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（6）中隔壁法和交叉中隔壁法中隔壁法也称CD工法，适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。（7）中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法当地层条件差、断面特大时，一般设计成多跨结构，跨与跨之间有梁、柱连接，一般采用中洞法、侧洞法、柱晌法及洞桩法等施工，其核心思想是变大断面为中小断面，提高施工安全度。3、喷锚加固支护的施工要点注埋暗挖法施工一般采用复合式衬砌支护形式，即初期支护和二次衬砌。（1）初期支护应采用喷锚支护，喷锚支护是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢拱架喷射混凝土等结构组合起来的支护形式。（2）喷射混凝土封闭开挖面时，应釆用早强混凝土,喷射厚度宜为50〜lOOnini（混凝土壁的厚度）；宜与钢拱架配合使用；（3）喷射混凝土严禁选用具有碱活性的骨料，宜采用湿喷方式；喷射混凝土应分段、分片、分层、由下而上顺序进行。要求初凝时间不应大于5min,终凝时间不应大于lOmin（要掺速凝剂）。（4）锚杆钻孔不宜平行于岩层层面（要垂直），宜沿隧道周边径向钻孔。（5）锚杆需出岩面长不大于喷射混凝土的厚度（混凝土要把锚杆末端包裹住）（6）冻结法的特点：冻结加固的地层强度高；封水效果好；适应性强；整体性好；无污染（坏保）（7）降低地下水位法：有洞内和地面降水两种。4、衬砌及防水技术要点：（1）《地下工程防水技术规范》原则：防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理《地铁设计规范》原则：以防为主，刚柔结合，多道防线，因地制宜，综合治理（2）施工期间的防水措施主要是腓丽|两类。排：在衬砌背后设置排水盲管（沟）或暗沟和在隧底设置中心排水盲沟堵：衬砌背后采用注浆或喷涂防水层等方法止水（3）衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤、破裂，固定应牢固，提高止水带部位混凝 土浇筑质量。05.小导管注浆是浅埋暗挖隧道超前支护的一种措施。在软弱、破碎地层中凿孔后易塌孔,且施作超前锚杆比较休I难或结构断面较大时应采取超前小导管（磁）支护。必须配合钢拱架使用。★6、小导管注浆支护的一般设计如下：钢管直径40〜50mm,钢管长3〜4m,钢管钻设注浆孔间距为100〜150mm,钢管沿拱的坏向布置间距为300〜500mm,钢管沿拱的坏向外插角为5°〜15°o7、采用小导管加固时，为保证工作面稳定和掘进安全，应①.确保小导管安装位置正确②.足够的有效长度③.严格控制好小导管的钻设角度（5°〜15。）o8、小导管注浆宜采用|水泥浆或水泥翊。注浆量和注浆压力应由壓确定。★9、注浆方法的选择：在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。10、注浆施工期应检测地下水是否受污染，防止注浆浆液溢岀地面造成污染。O11、管棚超前支护加固的施工要求：地层主耍适用于软弱、沙砾地层或软岩、岩堆、破碎带地段。（1）采用管棚超前支护的场合：1）穿越铁路修建地下工程；4）隧道洞口段施工2）穿越地下和地面结构修建地下工程；5）通过段层破碎带等特殊地层3）修建大断面地下工程；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。（2）采用管棚超前支护施工时，管棚一般选用直径50〜150mm的焊接钢管或无缝钢管，入土端制作成尖靴状或楔形，钢管长度8〜30m不等；管棚钢管环向布设间距对防止上方土体塌落及松弛有很大影响，施工中须根据结构埋深、地层情况、周围结构物状况等选择合理间距。一般采用的间距为2.0〜2.5倍的钢管直径。在铁路、公路正下方施工时，要采用刚度大中直径钢管连续布设。★（3）管棚超前支护的施工工艺流程：设置管棚基地（包括空间及定位架）一水平钻孔一压入钢管一（必须严格向钢管内或管周围土体注浆）一管棚支护条件下进行开挖。2K313040城市轨道交通工程P781、站台形式可采用岛式、侧式和岛侧混合式，通常地铁车站多采用岛式车站。2、车站的楼梯、检票口、出入口通道能力应满足超高峰小时设计客流的需要，并满足在发生事故灾害时，能在6min内将一列车乘客、站台上候车人员及车站工作人员全部撤离站台的要求。应确保下车乘客到就近通道或楼梯口的最大距离不超过壘。3、浅埋车站不宜少于回出入口。当分期修建时，丽不得少于叵不。4、车站内部建筑装修应实用、安全。采用防火、防潮、防腐、无污染、易清洁的材料, 站内地面应选用耐磨、防滑的材料。5、城市轨道交通车站结构形式分为：|矩形、圆形及鸟丽三大类。6、按区间隧道断面形状可以分为：|矩形、拱形、圆形和椭圆形等断面形式7、城市轨道交通线路均为右侧行车的双线线路，采用1435mm标准轨距，正线及辅助线均采用50kg/m及以上的钢轨，接头采用对接形式。8、城市轨道交通隧道混凝土性能要求：强度、抗冻、抗渗、抗侵蚀9、限界是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、设备限界和建筑限界I三类。建筑限界是在设备限界基础上，考虑了设备和管线安装尺寸、厚度的最小有效断面。建筑限界中不包括测量误差、施工误差、结构沉降、位移变形等因素。10、区间隧道结构防水要求不得有线流和漏泥砂。|变形缝、施工缝、穿墙管|等特殊部位应采取加强措施。11•明挖隧道结构的防水优先采用防水混凝土，其抗渗等级不少于0・8MPa。