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1、第五章地铁与轻轨施工p主要内容5.3 5.3 轻轨的施工轻轨的施工5.1 5.1 地铁车站的施地铁车站的施工工5.2 5.2 地铁区间隧道的施地铁区间隧道的施工工5.1 5.1 地铁车站的施工方法地铁车站的施工方法l明挖法明挖法矿山法矿山法( (钻爆法钻爆法) )l浅埋暗挖法浅埋暗挖法l盖挖法盖挖法异型盾构法异型盾构法TBMTBM法法l地铁车站施工方法比较地铁车站施工方法比较5.1地铁车站的施工方法地铁车站施工方法地铁车站施工方法序号序号施工施工方法方法环境场地要求环境场地要求优点优点缺点缺点发展方向发展方向1 1明挖明挖宽阔的施工场地，宽阔的施工场地，如京、津、沪、如京、津、沪、穗地铁车站穗
2、地铁车站进度快，造进度快，造价低，便于价低，便于大型机械化大型机械化施工施工破坏、污破坏、污染环境，染环境，影响市区影响市区居民生活，居民生活，风险大风险大1)1)深深层层地下连续墙，地下连续墙，桩排墙桩排墙2)2)预应力钢支预应力钢支撑撑3)3)地面变化监控技地面变化监控技术术4)4)土丁墙技术土丁墙技术2 2矿山矿山坚硬岩土介质、坚硬岩土介质、地下水位低地下水位低地面影响小，地面影响小，造价低造价低进度慢，进度慢，蔻强度高，蔻强度高，风险大风险大1)1)钻孔台车自动装药钻孔台车自动装药引爆引爆2)2)光面爆破锚喷光面爆破锚喷监控数据反馈监控数据反馈3)3)分断分断面开挖，眼镜工法面开挖，眼
3、镜工法4)4)大型土方机械大型土方机械3 3浅埋浅埋暗挖暗挖土体土体冻结、注浆、冻结、注浆、深层搅拌、管棚深层搅拌、管棚加固，浅埋车站，加固，浅埋车站，如北京站如北京站地面影响小，地面影响小，造价低造价低地下作用地下作用风险大，风险大，机械化程机械化程度低度低1)1)地基处理技术地基处理技术2)2)小小型地下开挖机械型地下开挖机械3)3)可可靠的临时劫掠措施和靠的临时劫掠措施和机具机具5.1.1 5.1.1 地铁车站施工方法比较地铁车站施工方法比较5.1.1地铁车站施工方法比较地铁车站施工方法地铁车站施工方法序序号号施工施工方法环境场地要方法环境场地要求求优优 点点缺缺 点点发展方向发展方向4
4、 4盖挖盖挖市区浅埋地铁车市区浅埋地铁车站，如上海地铁站，如上海地铁1 1、2 2号线淮海路号线淮海路和南京路上的站、和南京路上的站、北京一些车站北京一些车站占用场地时占用场地时间短，对地间短，对地面干扰较小，面干扰较小，安全安全施工工序复杂，施工工序复杂，交叉作业，施交叉作业，施工条件差工条件差1)1)交叉施工，流水作交叉施工，流水作用用2)2)小型施工机具小型施工机具3)3)永久衬砌支护的地下永久衬砌支护的地下连续墙，钻孔连续墙，钻孔 柱施工柱施工质量控制和托换技术质量控制和托换技术5 5逆作逆作车站上面有高层车站上面有高层建筑，埋深较深，建筑，埋深较深，如上海新闸路站如上海新闸路站占用场
5、地时占用场地时间短，对地间短，对地面干扰较小，面干扰较小，安全安全施工工序复杂，施工工序复杂，交叉作业，施交叉作业，施工条件差工条件差1)1)交叉施工，流水作交叉施工，流水作业业2)2)小型施工机具小型施工机具3)3)永久衬砌支护的地下永久衬砌支护的地下连续墙，钻孔桩柱施连续墙，钻孔桩柱施工质量控制和托换技工质量控制和托换技术术6 6异型异型盾构盾构市区深埋车站，市区深埋车站，线路换乘下层车线路换乘下层车站站不不影响地面影响地面地下运营，地下运营，安全，机械安全，机械化程度高化程度高机械复杂，造机械复杂，造价高，安装操价高，安装操作难度大作难度大1)1)开发研制国产大型开发研制国产大型三心圆、
6、割圆异型盾三心圆、割圆异型盾构构2)2)开发新型衬砌劫开发新型衬砌劫掠材料和施工技术掠材料和施工技术 各国地铁施工都把明挖法作为首选技术，各国地铁施工都把明挖法作为首选技术，因为明挖法技术简单、快速、经济。因为明挖法技术简单、快速、经济。 (2)(2)悬臂支护开挖悬臂支护开挖(3)(3)围护结构有支撑明挖围护结构有支撑明挖(1)(1)放坡开挖放坡开挖明挖按支护分为：明挖按支护分为：5.1.2 5.1.2 明挖法施工明挖法施工围护结构施工围护结构施工内部土方开挖内部土方开挖工程结构工程结构管线恢复及覆土管线恢复及覆土明挖法施工四大部分围护结构形式v无支护开挖无支护开挖放坡开挖放坡开挖v有支护开挖
7、有支护开挖悬臂支护开挖悬臂支护开挖地下连续墙地下连续墙钻孔桩钻孔桩( (挖孔桩挖孔桩) )加旋喷桩止水加旋喷桩止水SMWSMW水泥土加型钢水泥土加型钢图图5.1 5.1 放坡开挖放坡开挖图图5.2 5.2 悬臂支护开挖悬臂支护开挖图图5.35.3水平支撑开挖水平支撑开挖图图5.4 5.4 斜支撑开挖斜支撑开挖图图5.5 5.5 锚杆支护开挖锚杆支护开挖图图5.6 5.6 明挖顺筑法车站施工明挖顺筑法车站施工 地下墙围护结构施工地下墙围护结构施工内井点降水内井点降水( (或或基抗底土体加固基抗底土体加固)第一层开挖设置第一层开挖设置第一第一层钢支撑层钢支撑第第n n层开挖设置层开挖设置第第n n
8、层钢支撑层钢支撑最后开挖最后开挖底板混凝土浇筑底板混凝土浇筑最下层支撑拆最下层支撑拆除除混凝土内衬浇筑混凝土内衬浇筑拆钢支撑拆钢支撑顶板混凝顶板混凝土浇筑。土浇筑。明挖顺筑法明挖顺筑法上海地铁上海地铁1 1号线车站施工号线车站施工地下连续墙的施工地下连续墙的施工 地下连续墙施工技术自地下连续墙施工技术自19501950年首次应用于意大利年首次应用于意大利米兰的工程以来已有米兰的工程以来已有5050多年的历史。近年来不仅在欧多年的历史。近年来不仅在欧洲和日本等国家相当普及，而且在我国也日益得到广洲和日本等国家相当普及，而且在我国也日益得到广泛的应用，特别是在泛的应用，特别是在19971997年上
9、海试制成功了导板抓斗年上海试制成功了导板抓斗和多头钻成槽机等专用设备后，我国在该领域在技术和多头钻成槽机等专用设备后，我国在该领域在技术和理论研究上取得了长足的进步，在工程实践中取得和理论研究上取得了长足的进步，在工程实践中取得很好的经济效益。很好的经济效益。 地下连续墙地下连续墙( (又称为槽壁法又称为槽壁法) )是区别于传统方法的是区别于传统方法的一种较为先进的地下工程结构形式和施工工艺。一种较为先进的地下工程结构形式和施工工艺。地下连续墙的优点 地下墙之所以得到广泛应用，是因为它具有两大突出优点：一是对地下墙之所以得到广泛应用，是因为它具有两大突出优点：一是对邻近建筑物和一下管线的影响较
10、小；二是施工时无噪声、无振动，属于邻近建筑物和一下管线的影响较小；二是施工时无噪声、无振动，属于低公害施工方法。低公害施工方法。地下连续墙施工工艺与其它施工方法相比，有许多优点：地下连续墙施工工艺与其它施工方法相比，有许多优点：(1)(1)适用于各地多种土质情况。适用于各地多种土质情况。(2)(2)施工时振动小、噪声低，有利于城市建设中的环境保护。施工时振动小、噪声低，有利于城市建设中的环境保护。(3)(3)能在建筑物、构筑物密集地区施工。国外在距离建筑物基础几厘米处能在建筑物、构筑物密集地区施工。国外在距离建筑物基础几厘米处就可进行地下连续墙施工，我国在就可进行地下连续墙施工，我国在1m1m
11、左右可以顺利进行施工。左右可以顺利进行施工。(4)(4)能兼作临时设施和永久的地下主体结构。能兼作临时设施和永久的地下主体结构。(5)(5)可结合可结合“逆作法逆作法”施工，缩短施工总工期。施工，缩短施工总工期。地下连续墙的缺点(1)(1)对于岩溶地区含承压水头很高的砂砾层或很软的粘土对于岩溶地区含承压水头很高的砂砾层或很软的粘土( (尤其当地下水位尤其当地下水位很高时很高时) )，如不采用其它辅助措施，目前沿难于采用地下连续墙工法。，如不采用其它辅助措施，目前沿难于采用地下连续墙工法。(2)(2)如施工现场组织管理不善，可能会造成现场潮湿和泥泞，影响施工的条如施工现场组织管理不善，可能会造成
12、现场潮湿和泥泞，影响施工的条件，而且要增加对废弃泥浆的处理工作。件，而且要增加对废弃泥浆的处理工作。(3)(3)如施工不当或土层条件特殊，容易出现不规则超挖和槽壁坍塌。如施工不当或土层条件特殊，容易出现不规则超挖和槽壁坍塌。(4)(4)现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，墙面的平整现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，墙面的平整处理增加了工期和造价。处理增加了工期和造价。(5)(5)地下连续墙如仅用作施工期间的临时挡土结构，在基坑工程完成后就失地下连续墙如仅用作施工期间的临时挡土结构，在基坑工程完成后就失去其使用价值，所以当基坑开挖不深，则不如采用其它方法经济。去
13、其使用价值，所以当基坑开挖不深，则不如采用其它方法经济。(6)(6)需有一这数量的施工机具和具有一定技术水平的专业施工队伍，使该项需有一这数量的施工机具和具有一定技术水平的专业施工队伍，使该项技术推广受到一定限制。技术推广受到一定限制。地下连续墙的适用条件 经过多年的实践，地下连续墙已在我国得到广泛应用。采用地下连续经过多年的实践，地下连续墙已在我国得到广泛应用。采用地下连续墙的基坑规模长宽已达几百米，基坑开挖深度已达墙的基坑规模长宽已达几百米，基坑开挖深度已达30m30m以上，连续墙深度以上，连续墙深度已超过已超过50m50m。一般在以下情况下宜采用地下连续墙：一般在以下情况下宜采用地下连续
14、墙：(1)(1)处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管线，处于软弱地基的深大基坑，周围又有密集的建筑群或重要的地下管线，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。(2)(2)既作为土方开挖时的临时基坑围护结构，又可用作主体结构的一部分既作为土方开挖时的临时基坑围护结构，又可用作主体结构的一部分的地下工程。的地下工程。(3)(3)采用逆作法施工，地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地下采用逆作法施工，地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地下高层房屋基础的工程。高层房屋基础的工程。现浇地下连续墙现浇地下连续墙
15、预制地下连续墙预制地下连续墙排桩地下连续墙排桩地下连续墙地下连续墙的形式现浇地下连续墙 在地下挖一段狭长的深槽，在槽内放在地下挖一段狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，现浇筑成一段钢筋混凝土墙体，入钢筋笼，现浇筑成一段钢筋混凝土墙体，把这些墙体逐一连接起来形成把这些墙体逐一连接起来形成 一连续的一连续的地下墙壁，这就是现浇地下连续墙。地下墙壁，这就是现浇地下连续墙。图图5.7 5.7 现浇地下连续墙施工图现浇地下连续墙施工图现浇地下连续墙施工流程准备工作准备工作导墙施工导墙施工钻导孔钻导孔挖槽挖槽清底清底吊装钢筋笼吊装钢筋笼下混下混凝土导管凝土导管浇注混凝土浇注混凝土拨出锁拨出锁口管口管预制地下连续
16、墙预制地下连续墙 预制地下连续墙是挖槽后用预制的墙板组拼并经水泥浆预制地下连续墙是挖槽后用预制的墙板组拼并经水泥浆固化后形成的地下连续墙。预制地下连续墙有板固化后形成的地下连续墙。预制地下连续墙有板梁和板梁和板板法。板法。 主要工序主要工序： (1)(1)导墙施工；导墙施工；(2)(2)制备护壁泥浆；制备护壁泥浆；(3)(3)挖槽；挖槽；(4)(4)清底和刷壁；清底和刷壁；(5)(5)用锚固水泥浆替换护壁泥浆；用锚固水泥浆替换护壁泥浆；(6)(6)吊装吊装预制墙板；预制墙板；(7)(7)接缝处理。接缝处理。 1 14 4道工序作法与现浇地下连续墙基本一样，导墙内净道工序作法与现浇地下连续墙基本
17、一样，导墙内净宽要求比地下连续墙宽宽要求比地下连续墙宽15cm15cm左右。左右。 墙板间接缝处理：墙板间接缝处理：(1)(1)简单缝，可向两板间的缝隙灌入简单缝，可向两板间的缝隙灌入水泥浆；水泥浆；(2)(2)为了提高接缝抗剪强度，可在缝中旋转钢筋混为了提高接缝抗剪强度，可在缝中旋转钢筋混凝土楔；凝土楔；(3)(3)在水泥浆中放止水带。在水泥浆中放止水带。图图5.8 5.8 预制预制地下连续墙地下连续墙图图3.9 3.9 板间接缝处理板间接缝处理与与连续整体浇注地下连续墙相比其优缺点：连续整体浇注地下连续墙相比其优缺点：优点优点：(1) (1) 墙板生产效率高，施工速度快；墙板生产效率高，施
18、工速度快；(2)(2)墙墙的防水性能好，平面平整；的防水性能好，平面平整；(3)(3)墙的位置较准确，墙的位置较准确，工程精度高，后续表面处理也较简单。工程精度高，后续表面处理也较简单。缺点：缺点： (1)(1)为了和贮存，应有较大的场地；为了和贮存，应有较大的场地；(2)(2)每每块墙板较重，安装需要较大吨位的超重机，为了减块墙板较重，安装需要较大吨位的超重机，为了减轻板的重量，正研究采用空心板，轻骨料混凝土，轻板的重量，正研究采用空心板，轻骨料混凝土，预应力墙板等。预应力墙板等。预制地下连续墙优缺点排桩地下连续墙排桩地下连续墙排桩地下连续墙形式排桩地下连续墙形式钻冲孔排桩地下连续墙钻冲孔排
19、桩地下连续墙挖孔排桩地下连续墙挖孔排桩地下连续墙 排桩地下连续墙是把各个独立施工的桩边成一排桩地下连续墙是把各个独立施工的桩边成一体，组成的地下连续墙。体，组成的地下连续墙。图图5.10 5.10 钻冲孔排桩地下连续墙钻冲孔排桩地下连续墙钻冲孔排桩地下连续墙的特点v优优点点 与现浇地下连续墙相比，具有防水和承重功能，施与现浇地下连续墙相比，具有防水和承重功能，施工简便，成本较低；不需设置笨重的接着管，省去吊放工简便，成本较低；不需设置笨重的接着管，省去吊放和拨除接着管的大型设备；孔壁稳定性好，不需大型挖和拨除接着管的大型设备；孔壁稳定性好，不需大型挖槽机；钻孔与冲孔的时间差要求不高；便于流水作
20、业，槽机；钻孔与冲孔的时间差要求不高；便于流水作业，可多工作面作业。可多工作面作业。q缺缺点点 接合面多，整体性较差，抗接合面多，整体性较差，抗渗性较差，工艺要求较严，施工渗性较差，工艺要求较严，施工进度较慢。进度较慢。图图5.11 5.11 挖孔排桩地下连续墙挖孔排桩地下连续墙挖孔排桩地下连续墙的特点 在地下水影响不大、适合人工挖孔的地下工程在地下水影响不大、适合人工挖孔的地下工程可采用挖孔排桩地下连续墙作为围护结构或主体结可采用挖孔排桩地下连续墙作为围护结构或主体结构一部分。构一部分。v优优点：点： 可多工作面同时作业加快速度；不需大可多工作面同时作业加快速度；不需大型提拨、吊装、挖槽设备
21、；地下连续墙的尺型提拨、吊装、挖槽设备；地下连续墙的尺寸精度、防水、混凝土的质量都能得到很好寸精度、防水、混凝土的质量都能得到很好保证；施工简便、材料消耗少、造价低。挖保证；施工简便、材料消耗少、造价低。挖孔桩多采用带护壁的方桩。孔桩多采用带护壁的方桩。5.1.3 盖挖法施工 盖挖法就是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持盖挖法就是先盖后挖，即先以临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工。地面畅通再向下施工。v盖盖挖类型挖类型盖挖顺作法盖挖顺作法盖挖逆作法盖挖逆作法盖挖半逆作法盖挖半逆作法盖挖顺作与逆作组合盖挖顺作与逆作组合盖挖与暗挖法组合盖挖与暗挖法组合盖挖与盾构组合盖挖与盾构组合图图5.
22、12 5.12 盖挖逆作法施工盖挖逆作法施工图图5.13 5.13 盖挖顺作与逆作组合施工盖挖顺作与逆作组合施工图图5.14 5.14 盖挖与暗挖组合施工盖挖与暗挖组合施工盖挖的优缺点优点优点水平位移小；结构板作水平位移小；结构板作为基坑开挖的支撑，节为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑；缩短占省了临时支撑；缩短占道时间，减少对地面干道时间，减少对地面干扰；受外界气候影响小。扰；受外界气候影响小。缺点缺点出土不方便；墙柱施工出土不方便；墙柱施工接头多，需进行防水处接头多，需进行防水处理；工效低，速度慢；理；工效低，速度慢；结构框架形成之前，中结构框架形成之前，中间立柱能够承受的上部间立柱能够承受的
23、上部荷载有限。荷载有限。部分或全部占用地面部分或全部占用地面分条施工维持部分交通分条施工维持部分交通夜间施工白天恢复交通夜间施工白天恢复交通施工期间的地面处理围护结构v按支护体受力分按支护体受力分柱柱( (桩桩) )墙结构墙结构地下连续墙地下连续墙( (软弱土层多采用连续墙软弱土层多采用连续墙) )v按围护结构与内衬墙受力分按围护结构与内衬墙受力分分离式结构分离式结构( (防水好防水好) )复合结构复合结构( (防水差防水差) )中间临时柱 中间临时柱在结构框构形成前是承受竖中间临时柱在结构框构形成前是承受竖向载的主要受力构件，能减少板的应力。盖向载的主要受力构件，能减少板的应力。盖挖顺作法大
24、多采用在永久柱两侧单独设置临挖顺作法大多采用在永久柱两侧单独设置临时柱，而盖挖逆作法多使临时柱与永久柱合时柱，而盖挖逆作法多使临时柱与永久柱合二为一。临时柱通常采用钢管柱或二为一。临时柱通常采用钢管柱或H H形钢柱。形钢柱。柱下基础可采用桩基和条基。桩基多采用灌柱下基础可采用桩基和条基。桩基多采用灌注桩。条基用于地质条件较好的地段，可通注桩。条基用于地质条件较好的地段，可通过暗挖小隧道来完成。过暗挖小隧道来完成。土方挖运 土方挖运是控制逆作法施工进度的关键工序，土方挖运是控制逆作法施工进度的关键工序，开挖方案还直接影响板模板型式及侧墙水平位移的开挖方案还直接影响板模板型式及侧墙水平位移的大小。
25、根据基坑的空间和地质条件，可选择人工或大小。根据基坑的空间和地质条件，可选择人工或小型挖掘机挖运。小型挖掘机挖运。 盖挖法施工的土方，由明、挖两部分组成。条盖挖法施工的土方，由明、挖两部分组成。条件许可时，应尽可能增加明挖土方量。利用土模浇件许可时，应尽可能增加明挖土方量。利用土模浇筑顶板，而在软弱土层，按要求架设支撑，立模浇筑顶板，而在软弱土层，按要求架设支撑，立模浇筑顶板。筑顶板。图图5.16 5.16 施工施工缝处理方法缝处理方法图图5.15 5.15 施工施工缝接头型式缝接头型式图5.16施工缝处理方法5.1.4 5.1.4 浅埋浅埋暗挖法暗挖法施工施工 因周围环境要求须采用暗挖法施工
26、，称为浅埋暗挖因周围环境要求须采用暗挖法施工，称为浅埋暗挖法。法。 浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理，开挖中采用浅埋暗挖法是参考新奥法的基本原理，开挖中采用多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，多种辅助施工措施加固围岩，充分调动围岩的自承能力，开挖后及时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成开挖后及时支护，封闭成环，使其与围岩共同作用形成联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合施联合支护体系，有效地抑制围岩过大变形的一种综合施工技术。工技术。 采用浅埋暗挖法应与明挖法、盖挖法、盾构法等施采用浅埋暗挖法应与明挖法、盖挖法、盾构法等施工方法，进行经济、技术及环境因素等方面的分析比
27、较。工方法，进行经济、技术及环境因素等方面的分析比较。暗挖法种类矿山法矿山法( (钻爆法钻爆法) )盾构法盾构法顶管法顶管法TBMTBM法法浅埋暗挖法施工技术特点围岩变形波及地表围岩变形波及地表要求刚性支护或地层改良要求刚性支护或地层改良通过试验段来指导设计及施工通过试验段来指导设计及施工开挖方法及支护方式v开挖方法开挖方法柱洞法柱洞法(CD(CD法法) )侧洞法侧洞法( (眼镜法眼镜法) )中洞法中洞法(CRD(CRD法法) )v支护方式支护方式复合式衬砌复合式衬砌图图5.17 5.17 柱洞法柱洞法(CD(CD法法) )图图5.18 5.18 侧洞法侧洞法( (眼睛法眼睛法) )图图5.19 5.19 中洞法中洞法(CRD(CRD法法) )
