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1、现代建筑施工新技术 目录 一、地基处理新技术 二、桩基础工程施工新技术 三、地下空间工程施工 四、深基坑支护技术 五、新型混凝土技术 六、预应力混凝土施工技术 七、新型模板及脚手架应用技术 八、钢结构施工新技术 九、建筑防水工程新技术 十、建筑装饰工程新技术 十一、建筑节能与环保新技术 十二、施工过程监测和控制 地下空间工程施工 逆作法施工 施工原理： 逆作法是建筑基坑支护的一种施工技术，它通过合理利 用建（构）筑物地下结构自身的抗力，达到支护基坑 的目的。逆作法是将地下结构的外墙作为基坑支护的 挡墙（地下连续墙）、将结构的梁板作为挡墙的水平 支撑、将结构的框架柱作为挡墙支撑立柱的自上而下 作
2、业的基坑支护施工方法。根据基坑支撑方式，逆作 法可分为全逆作法、半逆作法和部分逆作法三种。逆 作法设计施工的关键是节点问题，即墙与梁板的连接 ，柱与梁板的连接，它关系到结构体系能否协调工作 ，建筑功能能否实现。 逆作法施工 逆作法施工特点： （1）可使建筑物上部结构的施工和地下基础结 构施工平行立体作业，在建筑规模大、 上下层 次多时，大约可节省工时1/3。 （2）受力良好合理，围护结构变形量小，因 而对邻近建筑的影响亦小。 （3）施工可少受风雨影响，且土方开挖可较 少或基本不占总工期。 （4）最大限度利用地下空间，扩大地下室建 筑面积。 逆作法施工 逆作法施工特点： （1）可使建筑物上部结构
3、的施工和地下基础结 构施工平行立体作业，在建筑规模大、 上下层 次多时，大约可节省工时1/3。 （2）受力良好合理，围护结构变形量小，因 而对邻近建筑的影响亦小。 （3）施工可少受风雨影响，且土方开挖可较 少或基本不占总工期。 （4）最大限度利用地下空间，扩大地下室建 筑面积。 逆作法施工 （5）一层结构平面可作为工作平台， 不必另外架设开挖工作平台与内撑，这 样大幅度削减了支撑和工作平台等大型 临时设施，减少了施工费用。 （6）由于开挖和施工的交错进行，逆 作结构的自身荷载由立柱直接承担并传 递至地基，减少了大开挖时卸载对持力 层的影响，降低了基坑内地基回弹量。 逆作法施工 （7）逆作法存在
4、的不足，如逆作法支 撑位置受地下室层高的限制，无法调整 高度，如遇较大层高的地下室，有时需 另设临时水平支撑或加大围护墙的断面 及配筋。 由于挖土是在顶部封闭状态下 进行，基坑中还分布有一定数量的中间 支承柱和降水用井点管，目前尚缺乏小 型、灵活、高效的小型挖土机械,使挖土 的难度增大。但这些技术问题相信很快 会得到解决。 逆作法施工 逆作法分类： （1）全逆作法：利用地下各层钢筋混 凝土肋形楼板对四周围护结构形成水平 支撑。楼盖混凝土为整体浇筑，然后在 其下掏土，通过楼盖中的预留孔洞向外 运土并向下运入建筑材料。 （2）半逆作法：利用地下各层钢筋混 凝土肋形楼板中先期浇筑的交叉格形肋 梁，对
5、围护结构形成框格式水平支撑， 待土方开挖完成后再二次浇筑肋形楼板 。 逆作法施工 （3）部分逆作法：用基坑内四周暂时 保留的局部土方对四周围护结构形成水 平抵挡，抵消侧向压力所产生的一部分 位移。 （4）分层逆作法：此方法主要是针对 四周围护结构，是采用分层逆作，不是 先一次整体施工完成。分层逆作四周的 围护结构是采用土钉墙。 逆作法施工 地下室逆作法新技术 1、柱支式地下连续墙地下室逆作法 2、环形地下连续墙地下室逆作法 地下结构逆作法集成技术 逆作法施工 盾构法施工 盾构施工法是“使用盾构机在地下掘进，边 防止开挖面土砂坍塌，边在机内安全的进行开 挖作业和衬砌作业，从而构筑成隧道的施工方
6、法”。 盾构（shield）是一种钢制的活动防护装置或活 动支撑，是通过软弱含水层，特别是河底、海底 ，以及城市居民区修建隧道的一种机械。 头部可以安全地开挖地层 ,尾部可以装配预制 管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌。 盾构推进主要依靠盾构内部设置的千斤顶。 盾构法施工 优点： 安全性、高效率、危害小、经济性 缺点： 重复利用率低、施工复杂、适用性受限、工作条件 差、地表变形不易控制 适用条件： 在松软含水地层中修建隧道、水底隧道及地 下铁道时采用各种不同形式的盾构施工最有意 义，特别是该施工方法属地表以下暗挖施工， 不受地面交通、河道、航运、潮汐、季节等条 件的影响， 盾构法施工 盾构按
7、形状分类： 大致有圆形（又称半盾构）、矩形、马蹄形 等几种。 圆形因其抵抗水土压力较理想，衬砌拼装简 便，构件可以互换，较为通用，数量最多。 圆形盾构中，敞胸盾构和闭胸盾构两大类。 按开挖方式分为： 人工挖掘式、半机械挖掘式、机械挖掘式。 盾构法施工 盾构机构造： 盾构机是在钢壳体的保护下，进行地下隧道 工程掌子面开挖及衬砌连续作业，并依靠钢壳 体内千斤顶的推力向前推进。盾构机主要由切 削刀盘、前部盾体、连接桥架、后配套台车等 部分组成。切削刀盘根据工程地质情况选择不 同型式、配置相应刀具；前部盾体由主驱动系 统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统 、同步注浆等系统组成；后配套台车主要为前
8、部盾体内各系统配置动力源以及水、电、气、 液、测量与监测等辅助施工系统和人工操作系 统；连接桥架是前部盾体和后配套台车的连接 桥梁，各系统的动力通过桥架上的管线路从后 配套台车提供给前部盾体内的执行元件。 盾构法施工 切削刀盘 盘型滚刀 重型撕裂刀 刮刀 钢格栅 面板 辐条 辐条 泡沫口 中心刀 盾构法施工 辐条式刀盘 外周强化刀 先行撕裂刀 刮刀 辐条 辐条 泡沫口 中心刀 前部盾体 主驱动系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统主驱动系统、推进系统、渣土输送系统、管片拼装系统、同步注浆等系统 后配套台车 主要配置盾构机各系统所需的动力源以及水、电、气、 液、测量与监测等辅
9、助施工系统以及人工操作等系统 三、盾构机分类及型式三、盾构机分类及型式 开敞式 土压平衡式 泥水式 泥土加压式 复合式 岩石盾构 盾构机分类盾构机分类 不同型式的盾构机不同型式的盾构机 适应不同工程的需要适应不同工程的需要 圆形盾构 双圆盾构 矩形盾构 椭圆形盾构 球形盾构 异型盾构 多联盾构 子母盾构 转向盾构 浆液浆液 搅拌站搅拌站 盾构配套设施盾构配套设施与盾构机组成完备的施工系统与盾构机组成完备的施工系统 水平运输系统水平运输系统 电机车电机车 垂直运输系统垂直运输系统 龙门吊龙门吊 地面监控室地面监控室 管片生产厂管片生产厂 盾构配套设施盾构配套设施 碴土坑碴土坑 现场管片现场管片
10、堆放场堆放场 风、水、电、照明风、水、电、照明 施工工艺 目前在盾构工程中普遍采用的多为闭 胸式盾构机，其中以泥水平衡式与土压 平衡式盾构机最为普及。而且由于盾构 工程大部分位于人口密集的城区，从减 少施工污染、降低施工造价等多方面综 合考虑，又以土压平衡盾构法施工为主 。 盾构法施工 盾构施工工艺流程图（一个循环）盾构施工工艺流程图（一个循环） 施工准备 盾构推进 渣土排出 管片拼装 测量轴线控制 盾尾油脂压注 施工监测 壁后注浆输送浆液制备 土方运输开启皮带输送机、螺旋输送机及出土口 管片运输管片生产 盾渣 构土 掘排 进出 壁 后 同 步 注 浆 管 片 拼 装 始发台架图片 折叶式密封
11、环 盾构机现场组装图片 盾构机主体组装过程 操作平台组装 螺旋输送机、整圆器组装 反力架的结构型式 初始掘进 （1）洞口土体加固 （2）地面配套设施安装施工 （3）洞门范围内的钻孔灌注桩凿除 （4）始法台架安装 （5）盾构始发轨道铺设 （6）反力架安装 （7）洞门橡胶密封圈安装 （8）盾尾密封刷涂满密封油脂 （9）盾构机的联动调试满足要求 （10）临时管片准备就绪 （11）碴土运输准备工作就绪 （12）盾构机已准确定位 （13）自动导向系统安装、测试完毕 （14）初始掘进范围内的地面监测点已布设完毕并获得初始的数据 （15）供电系统（含备用电源）、给排水系统、通信系统等正常 （16）始发反力架
12、和基准环已在始发井地面试拼装，在井下安装时要经过精确定位测量 ，确保第一环临时管片的准确位置 -掘进前的准备工作 岩石地下工程施工 掘进机法： 掘进机法 TBM和盾构机的具体区别: 1.适用的工程不一样，TBM用于硬岩，盾构机用于土层 的挖掘。 2.两者的掘进，平衡，支护系统都不一样。 3.TBM比盾构技术更先进，更复杂。 4.工作的环境也不一样，TBM是硬岩掘进机，一般用在 山岭隧道或大型引水工程，盾构是软土类掘进机，主 要是城市地铁，及小型管道。 其实 TBM和盾构除了这些本质的差别外，笼 统的来说，都是一样，都是隧道全断面掘进。 只是不同的工作环境应用不同的机械罢了。 掘进机法 TBM的
13、优缺点: 优点 快速约为钻爆法的46倍； 优质-洞壁光滑，超挖量少 ； 高效-节约衬砌，节约人工劳动； 安全-安全性加大，作业环境安全； 环保-非爆破开挖，尘土、气体、噪音 污染少， 减少辅助洞室，减少地表破坏； 自动化、信息化程度高。 掘进机法 缺点： 1、设备购置及使用成本大； 2、施工途中不能改变开挖半径； 3、地质适应性较差; 4、断面适应性较差; 5、运输困难。 掘进机法 TBM破岩方式与原理: TBM破岩方式主要有：挤压式与切削式 1.挤压式 主要是通过水平推进油缸使刀盘上的滚刀强行压入 岩体，并在刀盘旋转推进过程中联合挤压与剪切作 用破碎岩体。 滚刀类型：圆盘型、楔齿形、球齿型
14、2.切削式 主要利用岩石抗弯、抗剪强度低(仅为抗压强度的 510%)的特点，靠铣削(即剪切)与弯断破碎岩体。 在两种破岩方式总的破岩体积中，大部分并不是由 刀具直接切割下来的，而是由后进刀具剪切破碎的 ，先形成破碎沟或切削槽是先决条件 掘进机法 Single Shield TBM 护盾；液压推进油缸；管片；刀盘；装渣斗；皮带输送机 掘进机法 Double Shield TBM 可伸缩护盾；刀盘；活动支撑鞋；辅助推进油缸；管片 Gripper TBM 支撑鞋；钢支架举升器；锚杆安装机构；钢筋网举升器 二、自由断面TBM TBM施工主要流程 施工准备全断面开挖与出渣外层 管片式衬砌或初期支护TBM
15、前推 管片外灌浆或二次衬砌 掘进机法 钻爆法 ： 钻爆法开挖作业程序包括钻孔、装药、爆破 、通风、支护、装碴、运输等工序。 钻孔：要先设计炮孔方案，然后按设计的 炮孔位置、方向和深度严格钻孔。单线隧道全 断面开挖，采用钻孔台车配备中型凿岩机，钻 孔深度约为2.54.0米。双线隧道全断面开挖 采用大型凿岩台车配备重型凿岩机，钻孔深度 可达5.0米。炮孔直径约为 45厘米。炮孔分 为掏槽孔（开辟临空面）、掘进孔（保证进度 ）和周边孔（控制轮廓）。 钻爆法 装药：在掘进孔、掏槽孔和周边孔 内装填炸药。一般装填硝胺炸药，有时 也用胶质炸药。装填炸药率约为炮眼长 度的6080，周边孔的装药量要少 些。为缩短装药时间,可把硝胺炸药制成 长的管状药卷,以便填入炮眼；也可利用 特制的装药机械把细粒状药粉射入炮孔 中。 钻爆法 爆破：19世纪上半期以前用明火起爆。 1867年美国胡萨克铁路隧道开始采用电 力起爆。此后，电力起爆逐渐推广。在 全断面掘进中，为了减低爆破对围岩的 震动和破坏，并保证爆破的效果，多采 用分时间阶段爆破的
