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1、二零一一年四月二零一一年四月城市地下铁道施工技术城市地下铁道施工技术城市地下铁道施工介绍提纲城市地下铁道施工介绍提纲1.国内城市轨道交通概况及发展前景2.地铁的主要施工方法介绍3.长春轻轨伪皇宫站工程施工方法介绍 （一）工程概况简介 （二）施工程序及工艺介绍 一、国内城市轨道交通概况及发展前景 随着我国经济建设的迅猛发展与综合国力的增强，城市的规模也不断的增大，城市人口流量还在增加、再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势，交通状况不断恶化。为了改善交通环境，采取了各种措施，其中兴建地下铁道得到了普遍的认可。 目前，世界主要大城市大多有比较成熟与完善的轨道交通系统。有些城市轨道交通运量占城市公交运量的
2、50%以上，有的甚至达70%以上。我国城市轨道交通占城市公交运运量比例最高的是上海，2007年底的比例仅为23%。 从需求方面来说，我国的城市大多存在乘车难问题。个别特大城市每天的客运量已突破100万人次，而一般大城市，在客运主流通道上，高峰期需要运送乘客1-3万人次，如此巨大的客运任务，绝大多数城市还只能用汽车和无轨电车来承担，以至在客运高峰期间，车上乘客密度高达每平方米挤10-12人。从城市效率来说，目前由于道路数量有限，而机动车辆数增长迅猛，普通的地面交通存在着比较严重的拥堵现象，许多特大城市和大城市中心城区在高峰期间的行车速度甚至低于每小时10公里。2008年全国私人汽车保有量达350
3、1万辆，民用汽车保有量达5099万辆，其中大多数的车都在城市里行驶。按照国际大都市汽车保有量饱和标准300-400万辆来看，北京、上海等大城市的汽车保有量已经接近饱和状态。 从能源消耗与污染情况来说，轨道交通能耗低、污染少。随着工业化和城市化的快速推进，引发能源需求速增，城市能源供需矛盾日益突出。轨道交通运力大，运行快，相比汽车，一次性运送量要大得多。据统计，每百公里人均能耗，公交是小汽车的8.4%，轨道交通是小汽车的5%，轨道交通单位能耗比公交车节约30千焦，比小汽车节约2131千焦。人均CO2排放量来说，轨道交通是小汽车的21.7%。因此，轨道交通对能源是一种更有效的利用。目前我国轨道交通
4、建设，以地下线路为主的地铁工程，平均每公里造价在5亿元左右，高架线路工程平均每公里造价在1.5-2.5亿元左右。2010年地铁建设投资额最大的为环渤海地区，其次为长三角、珠三角。2011年-2015年投资额最高的地区为仍为环渤海地区，其次为珠三角，投资占比为21%，投资额为2120.17亿元，长三角的占比为19%。环渤海投资额高的主要原因单位造价较高。总体来说，环渤海、珠三角、长三角的地铁建设总体投资额最高，2010-2015的总投资约为7556亿元。从技术方面来看，地铁建设难度大，技术含量高，经验要求多。隧道挖掘过程中有很多的技术指标需要控制。而且地铁建设的过程中，可能会出现很多意想不到的情
5、况，丰富的经验对处理意外情况格外有益，也对工程的顺利开展和进展速度很有裨益。从资金方面来看，地铁建设的投入大，从事地铁建设的公司资本金不少于1亿元。地铁建设行业的固定资产投入大，从事隧道挖掘的企业，盾构机就价值不菲，一台盾构机的价格在2500万-6000万左右。所以，没有足够的资金实力根本没有进入这个行业的可能性，因此，目前主要的地铁建设企业还是国有企业，民营企业为极少数。国家发改委基础产业司2010年3月份曾透露，全国有33个城市正规划建设地铁。2020年全国规划地铁总里程将达6100公里，2010至2015年地铁建设投资规划额将达11568亿元，将是2010年的5.93倍。中金公司最近的报
6、告刷新了上述数目。该报告统计，中国已有36个城市上报了城市轨道交通建设规划，2009-2020年，城市轨道交通新增营业里程将达到6560公里。预计到2020年，全国城市轨道交通累计营业里程将达到7395公里。以每公里5亿元造价计算，2009-2020年城市轨道交通将投入3.3万亿，年均达2700亿元，中国城市轨道交通建设将迎来黄金十年。地铁市场未来几年将会快速发展，前景广阔，我们也应该在这一市场上争取一席之地。二、地铁的主要施工方法介绍由于在城市中修建地下铁道，其施工方法受到地面建筑物、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的影响较大，因此各自所采用的施工方法也不尽相同
7、。施工方法的选择应根据工程的性质、规模、地质和水文条件、以及地面和地下障碍物、施丁设备、环保和工期要求等因素，经全面的技术经济比较后确定。地铁的施工方法主要有以下几种：地铁施工主要施工方法1、明挖法2、盖挖法3、暗挖发4、沉管法5、混合法1、明挖法明挖法是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基
8、坑周围原状土的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。明挖法施工程序一般可以分为4大步：维护结构施工维护结构施工内部土方开挖内部土方开挖工程结构施工工程结构施工管线恢复及覆土管线恢复及覆土如图如图1. 1.2、盖挖法盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。主体结构可以顺作，也可以逆作。在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路、影响交通，当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。2
9、.1盖挖顺作法2.2 盖挖逆作法2.3 盖挖半逆作法2.1盖挖顺作法盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后，以定型的预制标准覆盖结构（包括纵、横梁和路面板）置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依序由下而上，施工主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后，视需要拆除上部结构外露部分并恢复道路。施工顺序如图2.一般情况下在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时，可考虑采用盖挖顺作法。2.2 盖挖逆作法盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱，和盖挖顺作法一样，基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩，中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降
10、低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高，利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑，以防止维护结构向基坑内变形，待回填土后将道路复原，恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行，即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板，如图3.如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近，为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷，或需及早恢复路面交通，但又缺乏定型覆盖结构，常采用盖挖逆作法施工。2.3 盖挖半逆作法盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后，向下挖土至设计标高后先浇筑底板，再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中，一般都必须设置横撑并施
11、加预应力，如图4.3、暗挖法暗挖法主要包括：钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛。3.1浅埋暗挖法（浅埋矿山法）3.2盾构法3.1浅埋暗挖法（浅埋矿山法）浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工，新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控，指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工而提出来的。浅埋暗挖法的施工技术特点：围岩变形波及地表；要求刚性支护或地层改良；通过试验段来指导设计和施工。浅埋暗挖法施
12、工隧道时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等，选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是台阶法、CRD工法、眼镜工法等；城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用洞桩法、侧洞法或中洞法等工法施工。地下铁道是在城市区域内施工，对地表沉降的控制要求比较严格，所以更要强调地层的预支护和预加固，所采用的施工方法有超前小导管预注浆、开挖面深孔注浆、管棚超前支护。浅埋暗挖法的施工工艺可以概括为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18个字，其工艺流程见图5.3.2盾构法修建地铁隧道盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构（sh
13、ield ）是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法按盾构断面形状不同可将其分为：圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较为广泛；按开挖方式不同可将盾构分为：手
14、工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种；按盾构前部构造不同可将盾构分为：敞胸式和闭胸式2种；按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为：人工井点降水、泥水加压、土压平衡式，局部气压盾构，全气压盾构等。盾构法的主要优点：除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。施工工艺见下图6所示。4、沉管法沉管法是将隧道管段分段预制，分段两端设
15、临时止水头部，然后浮运至隧道轴线处，沉放在预先挖好的地槽内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。沉管隧道对地基要求较低，特别适用于软土地基、河床或海岸较浅，易于水上疏浚设施进行基槽开挖的工程特点。由于其埋深小，包括连接段在内的隧道线路总长较采用暗挖法和盾构法修建的隧道明显缩短。沉管断面形状可圆可方，选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业，彼此干扰相对较少，并且管段预制质量容易控制。基于上述的优点，在大江、大河等宽阔水域下构筑隧道，沉管法成为最经济的水下穿越方案。按照管身材料，沉管隧道可分为2类：钢壳
16、沉管隧道（有可分为单层钢壳隧道和双层钢壳隧道）和钢筋馄凝土沉管隧道。钢壳沉管隧道在北美采用的较多，而钢筋混凝土沉管隧道则在欧亚采用较多。沉管隧道施工主要工序：沉管隧道施工主要工序：管节预制管节预制基槽开挖基槽开挖管段浮运管段浮运和沉放和沉放对接作业对接作业内部装饰内部装饰5、混合法根据地铁隧道的实际情况，在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用，称其为混合法。以上介绍了地铁施工中常用的几种方法，下面结合长春轻轨伪皇宫站工程介绍一下地铁明挖车站施工中常用的一些施工工艺和主要控制点。三、长春轻轨伪皇宫站工程施工方法介绍（一）工程概况简介伪皇宫站是轻轨三期工程地下隧道段地下车站之一
17、, 是长春城市轨道3号线与4号线的换乘站， 3号线与4号线在车站内平行，均呈南北走向。伪皇宫站长163.6m。东侧为长图线既有线路，西侧为伪皇宫。车站主体及站台区间结构采用明挖顺做法施工。围护结构采用钻孔灌注桩结合钢支撑的形式，桩间土挂网喷混凝土保护。车站入口处基坑深度20.05米，出口处基坑深度17.55米，采用10001200钻孔灌注桩，出入口及通道基坑深度10.2米，采用6001000钻孔灌注桩。本工程所处场地地质情况从上至下依次为人工杂填土，粉质粘土，粗砂层，全风化泥岩，强风化泥岩，中风化泥岩。桩径1m，桩间距1.2m，旋喷桩设计桩径0.6m,间距0.4m，围护桩完成后施工冠梁，冠梁将
18、钻孔灌注桩连接成为一个整体，使其形成一个闭合框架。细部图细部图（2）抗拨桩和格构柱：地铁车站要考虑抗浮，当经过计算车站结构抗浮不能满足要求时要设抗拨桩，通常为钻孔灌注桩，抗拨桩在基坑开挖前要先施工完成。一般地铁车站都比较宽，支撑的长细比过大，支撑结构无法满足要求，因此要在中部设支撑结点，减小长细比，以保证支撑的钢度。格构柱的形式如图所示（3）基坑降水降水施工是深基坑施工的一项关键内容，井点降水的作用：一是保证开挖时无水作业，二是对土体有加固作用，保证开挖土体的稳定。降水深度需在设计基坑底面以下一定深度，以满足被动区土体抗力要求并防止降水引起围护桩外侧地面沉降。按此要求布置井点滤管深度及水位观测
19、孔。降水要在开挖前二十天开始，以使土体要开挖时已经受到相当程度的排水固结。深基坑降水大部分都采用井点降水，下面介绍一下井点降水的施工。伪皇宫车站的降水井设计间距7m、井深27m、管径0.8m,采用2寸潜水泵抽水。基坑内降水系统使用注意事项：A、伪皇宫车站基坑内抽水必须待车站主体的钻孔灌注桩及旋喷咬合桩形成封闭的止水结构后，基坑内土方开挖前23周前开始降水；B、降水系统安装完毕后要进行试抽；基坑施工时，要注意采取排、降水措施，施工中车站的地下水位要保持在基坑底面0.5m以下，做到干开挖、干施工； C、井点完全废除应在顶板覆土后。D、考虑到降水的施工成本，基坑内降水最好保持与土方开挖及主体结构施工
20、的同步性，井壁采用无砂水泥管，全孔下入400无砂水泥管，井口下部滤水管外包一层100目尼龙网，地面下3.0m范围井管外回填粘土，3.0m以下井深范围内回填37mm滤料。考虑到降水的施工成本，基坑内降水最好保持与土方开挖及主体结构施工的同步性，井壁采用无砂水泥管，全孔下入400无砂水泥管，井口下部滤水管外包一层100目尼龙网，地面下3.0m范围井管外回填粘土，3.0m以下井深范围内回填37mm滤料。详见无砂水泥管井结构图。沿基坑周边布置排水管线，局部过车地段埋于地下，以保证基坑施工和管线的安全，铺设时用硬质塑料管做支管、铁管做主管，然后再沿外排水管线排至市政地下排水系统中。无砂水泥管井构造图降水
21、成孔、成井施工成孔施工采用循环回旋钻机进行泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，回填滤料、粘性土等成井工艺。其工艺流程如下：A、测放井位及挖探井： 根据降水井点平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整。由于在市内施工，可能存在不明管线，因此每眼井钻前必须人工挖探井2.54m,见原状土，确认无地下管线后，埋下入护筒，护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土层，以防止施工塌孔。如遇地下管线，需适当调整井位，重挖探井。B、埋设护口管：护口管底口应插入原状土层中，管外应用粘性土和草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m0.30m。C、安装钻机：机台安
22、装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘与孔中心三点一线。D、钻进成孔：开孔孔径为800mm，一径到底。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，成孔施工采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1.101.15，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。E、清孔换浆：钻孔至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10，孔底沉淤30cm，返出的泥浆内不含泥块为止。F、吊放井管：井管采用无砂混凝土管，在预制混凝土井鞋上放置井管同时水位以下包缠1层尼龙网，缓缓下放，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，
23、接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用2-4条30mm宽、长23m的竹条固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面不小于200mm，并加盖临时保护。G、填滤料：井管下入后立即填入滤料。滤料沿井孔四周均匀填入，保持连续，将泥浆挤出井孔。填滤料时，随填随测滤料填入高度，当填入量与理论计算量不一致时，及时查找原因。不得用装载机直接填料，用铁锹下料，以防不均匀或冲击井壁。洗井后，如滤料下沉量过大，进行补填。滤料为2-5mm干净豆石,杂质含量不大于3%。H、洗井：采用下泵试抽洗井，用潜污泵反复进行抽洗，
24、直至水清砂净。洗井在成井8小时内进行，以免时间过长，护壁泥皮逐渐老化,难以破坏，影响渗水效果。洗井过程中观测水位及出水量变化情况。I、井口填粘性土封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下回填3.00m厚粘性土封孔。J、安泵试抽：成井施工结束后，在井内及时下入潜水泵排设排水管道、电缆等，电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。K、排水管及电缆铺设：各抽水井排水采用硬塑料管就近与雨污水井或雨水箅相连，挖槽宽30cm，深80cm,排水管与电缆合槽铺设，排水管向水流方向的倾斜以1
25、为宜,排放水达到市政管理部门的要求，及时发现并关停、处理出水含砂量较大的抽水井。降水工程的辅助措施和补救措施降水工程是一项受多种因素影响较大的工程，即使一个较完善的降水工程设计往往在工程实施过程中还要做多次调整。进场后在站址处打孔，做抽水试验，确定针对本车站的准确降水参数，指导实际施工。A、建立地下水动态监测网由于降水期较长，降水使场区地下水均衡关系发生较大变化，必然对周边环境产生影响。为了较准确地掌握场区地下水动态变化，及时采取必要的处理措施，在降水工程实施的同时，应建立地下水动态监测网，监测点的布设应掌握以下原则：a、在抽水影响半径以内呈放射状布设观测孔；抽水影响半径以内的建筑物、危改类建
26、筑与抽水系统之间布设观测孔；c、不同含水层位布分层观测孔，取水样孔。d、地下水动态监测网提供的资料为：地下水位日监测数据、地下水质月监测数据、各站和区间的日排水量数据、排水含砂量数据。B、建立沉降监测网在降水工程实施之前，根据降水设计中计算的抽水影响范围和该范围内的典型建筑布设沉降监测点，在抽水期间要进行连续沉降监测，若累计沉降量接近预警值(根据不同类型建筑确定的不同预警值)时，及时采取必要措施。C、局部异常水处理措施为了有效预防局部异常水给工程带来损失，采取如下处理措施：a、当遇到地下不明构筑物时不要盲目破坏，先查明构筑物性质，然后探明是否含水；b、当确定地下构筑物含水时，先查明是否有补给水
27、源，断其补给源(引排或封堵)，然后将其中的水抽出排走；c、当以上工作需在基坑内进行时，事先准备好临时支护设施和紧急排水设施后方可进行。D、潜水残留水处理根据降水设计，降水都需将开挖范围内的潜水含水层疏干，但由于受潜水含水层底板凹凸不平的影响，在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处会出现渗水线,因此可能会在基槽内形成大量的滞留水。这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质，使基槽边坡土扰动出现坍塌，影响基槽开挖和基础施工。出现这种情况时，为了防止坑壁塌方，应放慢挖槽速度，及时在坑壁设置盲管导流，并在槽边挖盲沟集水，再将集水排走。导流管一般采用长0.5m的25mm塑料管，做成花管并缠80目尼龙纱网。
28、盲沟一般贴坑壁挖，宽300mm，深300mm。为了防止水流将基坑底细颗粒物质带走造成基底土扰动，应在盲沟中填46mm砾石。E、备用电源措施为确保工程降水作业正常进行，不能中断降水井的抽水用电，需考虑备用电源问题。采取如下措施：a、在原有供电系统上，还要采取做为第二路供电系统应急备用电源，并配有自动切换装置。b、如因现场无法实施第二路供电系统，则必须配备发电机作为应急备用电源，并配有自动切换装置。降水井后期处理土方开挖结束后，结构底板以上部位的无砂水泥管随着土方开挖逐节拆除，井口仅存于底板以下部位，井在完成其使用目的后，首先切断供抽水用电源，拆除井下水泵、电缆、泵管，按设计进行封堵，与结构底板结
29、合部位要按施工缝质量要求凿毛处理、焊接主体钢筋后浇筑与主体结构同标号的砼。降水工程与土方开挖施工的配合降水管采用的是400、1.5m长的无砂水泥管，两段管节之间采用企口进行连接，因此可随着基坑土方开挖，井壁可以逐步进行拆除。土方开挖和主体结构施工时，要对施工人员和施工机械加强教育，派专人现场监督保护降水井及排水管路，特别是挖土机械在降水井四周施工时，坚决避免破坏降水井井壁而造成降水井报废的事故发生。（4）基坑开挖及钢支撑架设基坑开挖与支撑施工A、基坑采取纵向分段、竖向分层进行开挖，纵向分段长度与结构节段长度相同，竖向通过钢支撑来分层B、车站基坑开挖严格按照“时空效应”的理论，分层分段施工，并要
30、随挖随撑。C、土方开挖必须在围护结构及顶圈梁达到设计强度、旋喷桩止水帷幕完成7天后方可进行。挖土前必须进行充足的降水，确保水位降到当前挖土层层底以下1.0米。D、支撑施工要按先撑后挖，开槽支撑的原则进行。E、土方开挖施工时，坑边10米范围内严禁堆放弃土和堆放重物。F、严格控制土坡坡度，确保边坡稳定。G、严禁挖土机械碰撞支撑、立柱、桩等结构。H、在坡底坡顶增设排水沟、集水井确保基坑干燥。I、开挖过程中严格控制分层、分段长度及时限要求，纵向每1522米为一个开挖段（沿纵向的分段坑底长度不宜超过25m），在每个开挖段每开挖层中，分成小段开挖。每一层开挖底面标高不低于该层支撑的底面。第一层开挖后要按设
31、计、按一小段（最长不超过12m）在16小时内开挖后，即于16小时内安装支撑，并按设计施加支撑向力的预应力。不许拖延第一道支撑的安装，以防止围护结构顶部在悬臂受力状态下产生较大桩顶水平位移和附近地面开裂。应注意上部两道支撑（尤其是第一道支撑）端部与围护结构接触面上的压力，在基坑开挖深度较大后，压力会消减，还会出现空隙，故应采取可靠措施，防止支撑端部移动脱落。所有支撑端部支托和连系构造都要能防止因碰撞而移动脱落。第二层及以下各层开挖中每小段长度6m。开挖某一层（约2.53.5m）的小段（长约6m）的土方，要在16小时内完成，即在8小时内安设2根支撑并施加预应力。基坑排水基坑开挖过程中应做好基坑排水
32、、减少基坑暴露时间，排水主要是针对基坑内水源及外部环境（如降雨等）导致坑内积水而采取的措施。为保护基坑开挖过程中的安全，应充分考虑基坑排水，基坑排水应贯穿基坑施工始终。在开挖基坑的四周，或在基坑中部设置排水明沟，在四角或每隔2030m设置一积水井，使地下水流汇集于积水井内，再用水泵将地下水排出基坑外，开挖过程中依据开挖深度及水流情况设置临时排水沟和积水井，现场沿基坑围护桩顶冠梁外侧设截水沟，做排洪、防水设施，防止雨水、施工用水等侵入基坑。钢支撑的架设钢支撑采用60916mm、Q235钢管，每根钢支撑由固定尺寸的中间节接管、固定端、活络端和非定量的调整节接管组成。钢支撑配置时应考虑每根总长度（活
33、络头缩进时）比围护结构净间距小1030cm。根据土方开挖段，提前配齐该开挖段所需的支撑及垫块等，并将钢管装配到设计长度，等待工作面挖出后进行安装。钢管支撑在基坑旁提前拼装，开挖到钢管支撑标高时，及时用起重设备吊装安设钢围檩与钢管横撑，通过特制的液压千斤顶对钢管支撑活动端端部施加设计，进行预加轴力力，再用特种钢特制的楔形隼子塞紧，取下千斤顶。在基坑开挖中将充分利用“时空效应”，钢支撑的安装和预应力的施加控制在16小时以内。A、直撑安装直撑安装前根据有关计算，将标准管节先在地面进行预拼接并以检查支撑的平整度，其两端中心连线的偏差度控制在20mm以内，经检查合格的支撑按部位进行编号以免错用。钢支撑吊
34、装到位，用液压千斤顶同步施加预加轴力，最后用隼子塞紧。 B、斜撑安装因斜撑与冠梁或钢围囹呈斜交关系，有一定交角，存在平行于钢围囹长度方向的分力，可能使钢围囹存在后移，为使受力合力为零，按设计角度在冠梁或钢围囹设置剪力块，确保钢管支撑与端承板成垂直关系，然后进行支撑安装作业，其安装方法与直撑相同。C、支撑体系安装的施工要点基坑竖向平面内需分层开挖，并遵循先支撑、后开挖的原则，支撑的安装应与土方施工紧密结合，在土方挖到设计标高的区段内，及时安装并发挥支撑作用。a、钢管横撑按每节6m的标准长度进行分节，同时配备部分长度不同的短节钢管，以适应基坑断面的变化。管节间用法兰、高强螺栓栓接，同时每根横撑两端
35、分别配活动端和固定端。b钢管对称确保两端同步，与钢围囹正交，斜撑要确保剪力块角度与斜置角度一致，钢管横撑安装后应及时施加预应力。c、千斤顶预加力必须对称同步，并分级加载，为确保对称加载，可通过同一个液压泵站外接T形阀门，分别接至组合千斤顶。d、为防止钢管支撑压变形，要求活动端、固定端端承板采用厚4cm的特种钢板。e、要求专人检查钢管支撑隼子，一有松动，及时进行重新加荷打隼子。专人检查钢管支撑时，由于高空作业，需系安全绳。f、钢管支撑、钢围囹为钢构件，一定要确保焊缝质量，使用前需进行无损伤焊缝检测。D、支撑保护措施基坑开挖过程中要防止挖土机械碰撞支撑体系，以防支撑失稳，造成事故。为防止基坑内起吊
36、作业时碰动钢管支撑，每根钢管支撑、钢围囹要求通过钢丝绳固定在围护桩上。施工过程中加强监测，若因侧压力造成钢管横撑轴力过大，造成横撑挠曲变形，并接近允许值时，必须及时采取增加临时竖向支撑等措施，防止横撑挠曲变形过大，保证钢支撑受力稳定，确保基坑安全。E、支撑拆除技术措施支撑体系拆除过程其实就是支撑的“倒换”过程，即把由钢管横撑所承受的侧土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。F、支撑体系的拆除施工应特别注意以下两点：a、拆除时应分级释放轴力，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂，同时对围护桩的桩顶位移、桩心侧压力进行监测。b、用主体结构换撑时，主体结构的砼强度应达到设计要求的强度值
37、。G、土方开挖与支撑的信息化施工a、降水阶段，因降水的过程中，引起土体的固结密实，土体具有一定的蠕变特性，因此要求降水的过程中加强围护的测斜等。以采取回灌法等措施，以控制桩墙外地下水位的下降，用以指导降水的施工作业。b、基坑开挖时，在一个基坑开挖段整个开挖施工中，要紧跟每层开挖支撑的架设，对桩墙变形和地层移动进行监测。监测两侧纵向及横向的地面沉降观测、基坑每个开挖段每层开挖中的桩墙变形观测等，及时根据各项监测项目在各工序的变形量及变形速率的警戒数值进行控制，用于指导挖土的施工作业。c、在钢支撑的安装和预应力的施加过程中，要求加强支撑轴力、桩墙变形量的观测，记录支撑轴力的损失情况，指导预应力的复
38、加等施工作业。（5）主体结构施工车站主体结构分别采用三柱四跨四柱五跨结构，底板下设1000mm抗拔桩，车站标准断面36.0m，车站全长163.60m。车站采用明挖顺作法施工。详见伪皇宫站主体结构三柱四跨标准段横剖面示意图伪皇宫站主体结构施工步序图1、施工排水沟，从地面施工钻孔灌注桩，插入临时格构立柱；待灌注桩达到设计强度后施工旋喷桩；旋喷桩施工完成后7天方可开挖基坑。2、基坑内抽水至基坑下1m后，分段开挖基坑至第一道钢支撑下0.5m处，施做桩顶冠梁，砌砖墙支护，施做纵向联系梁，并架设第一道钢支撑。3、开挖基坑至第二道钢支撑下0.5米处，架设第二道钢支撑。4、开挖基坑至相应钢支撑下0.5米处，架
39、设对应的钢支撑，开挖至基坑底；基坑底设集水井，抽取剩余的水。5、施工底板垫层及防水层后，浇注底板和部分侧墙，直至第四道钢支撑以下。6、分段拆除第四道钢支撑，并施工部分侧墙，直至到第三道钢支撑下；待侧墙达到强度要求后，在设计标高处架设第一道倒换钢支撑，并架设临时立柱的联系梁。7、待已施工的结构达到强度要求后，分段拆除第三道钢支撑，施工中板及地下一层部分侧墙。8、分段拆除第二道钢支撑，并施工施工其余的侧墙及顶板。9、待混凝土达到强度后，分段拆除第一道换撑。10、分段回填顶板上覆土至第一道钢支撑下0.5米处，分段拆除第一道钢支撑及纵向联系梁，施工压顶梁，割除临时格构立柱多余部分，回填覆土至地面标高处
40、，封闭降水井，恢复路面。（6）结构防水施工1防水施的原则遵循“以防为主、刚柔相济，多道防线，因地制宜，综合治理”的原则。只有在漏水量小于规范要求的前提下，才允许对进入主体结构内部的极少量渗水疏排。采用钢筋混凝土结构自防水，并辅以柔性全包防水层的防水体系。多道防线并重，施工缝、变形缝等接缝为防水重点。 “以防为主”主要指的是结构自防水。为此在施工组织设计中对自防水采取有效技术措施，保证防水混凝土达到规范规定的密实性、抗渗性、抗裂性、防腐性和耐久性。本合工程结构防水采取“结构自防水+柔性全包防水层”的防水方案。车站的结构底板及侧墙附加防水层均采用预铺式冷自粘防水卷材（SBS胎基），顶板防水采用2.
41、5mm厚单组分聚氨酯涂膜防水层。车站标准横断面的防水构造图2预铺式冷自粘防水卷材（SBS胎基）施工技术要求及工艺基面处理要求底板和侧墙附加防水层施工要求：铺设防水层的基层不得有明水，否则应进行堵漏处理。底板垫层采用自找平处理，侧墙围护结构采用20厚1：2.5水泥砂浆进行找平。找平层表面应平整，其平整度用2m靠尺进行检查，直尺与基层的间隙不超过5mm，且只允许平缓变化。底板细石混凝土垫层表面必须洁净、平整、坚实, 不得有疏松、起砂、起皮现象。所有阴阳角部位均用1：2.5的水泥砂浆倒角，阴角可做成50mm50mm的倒角。阳角可采用水泥砂浆圆顺处理，R30mm。阴角部位施工示意图阴角部位施工示意图防
42、水层施工工艺首先在达到设计要求的阴、阳角部位铺设加强层卷材，加强层卷材宽度为50cm。防水层采用单面粘预铺式卷材，靠近底板垫层及围护墙面一侧为非粘结面（PE），与结构外表面密贴面为隔离膜面（粘贴面）。侧墙防水层采用机械固定法固定于围护墙表面，固定点距卷材边缘2cm处，钉距不大于50cm；钉长不得小于27mm，且配合垫片将防水层牢固地固定在基层表面，垫片直径不小于2cm，厚度不小于1.0mm；底板除阴阳角等特殊部位需要机械固定外，大面防水层可直接搭接；顶板采用专用底涂粘结。相邻两幅卷材搭接宽度10cm。将钉孔部位覆盖住。要求上幅压下幅进行搭接。底板防水层铺设完毕，在绑扎钢筋前，除掉卷材的隔离膜，
43、及时施作与底板同标号的50mm厚细石防水混凝土保护层。侧墙防水层采取临时保护措施确保防水层不受破坏。防水层破损部位采用双面粘同材质材料进行修补，补丁满粘在破损部位，补丁四周距破损边缘的最小距离不小于10cm。卷材末端及切口处搭接，使用专用胶带封口。注意事项基面有明水流时不得进行防水层的铺设工作。钢筋的两端应设置塑料套，避免钢筋就位时刺破防水卷材。绑扎和焊接钢筋时应注意对防水层进行有效的保护。特别是焊接钢筋时，应在防水层和钢筋之间设置石棉橡胶遮挡板，避免火花烧穿防水层。结构钢筋安装过程中，现场应由专人看守，发现破损部位应及时作好记号，待钢筋安装完毕后，再进行全面的修补及验收。底板防水层铺设完毕后
44、，应注意作好保护工作，避免人为破坏防水层。振捣时的振捣棒严禁触及防水层。预留防水卷材外侧设置厚度不小于0.8mm的铁板保护层，当破除预留防水层部位的支护时，应采用人工凿除，尽量避免采用风镐等机械破洞。预留防水层一旦被破坏，会直接影响防水层的后续搭接，无法保证防水卷材的连续性。3单组分聚氨酯（PU）涂膜防水层施工技术要求基层处理要求顶板结构混凝土浇筑完毕后，采用木抹子反复收水压实（采用钢抹子压光时，会造成基层表面过于光滑，降低涂膜与基层之间的粘结强度），使基层表面平整（其平整度用2m靠尺进行检查，直尺与基层的间隙不超过5mm，且只允许平缓变化）、坚实，无明水、起皮、掉砂、油污等部位存在。基层表面
45、的突出物从根部凿除，并在凿除部位用聚氨酯密封胶刮平压实；当基层表面出现凹坑时，先将凹坑内酥松表面凿除后用高压水冲洗，待槽内干燥后，用聚氨酯密封胶填充压实；当基层上出现大于0.3mm的裂缝时，应骑缝各10cm先涂刷1mm厚的聚氨酯涂膜防水加强层，然后设置聚酯布增强层，最后涂刷防水层。所有阴角部位均应采用55cm的1:2.5水泥砂浆进行倒角处理。防水层施工顺序及方法基层处理完毕并经过验收合格后，先在阴阳角和施工缝等特殊部位涂刷防水涂膜加强层，加强层厚1mm，涂刷完成后，立即在其表面粘贴取聚酯布增强层。严禁涂膜防水加强层表面干燥后再铺设聚酯布增强层。然后开始进行大面的涂膜防水层施工，防水层采用多道（
46、一般35道）涂刷，上下两道涂层涂刷方向应互相垂直。当涂膜表面完全干燥（不粘手）后，才可进行下道涂膜施工。聚氨酯涂膜防水层施工完毕并经过验收合格后，应及时施做防水层的保护层，平面保护层采用7cm厚的细石混凝土，在浇筑细石混凝土前，需在防水层上覆盖一层不小于350纸胎油毡隔离层。立面防水层（如反梁的立面）采用厚度不小于6mm的聚乙烯泡沫塑料板进行保护。注意事项雨雪天气以及五级风以上的天气不得施工。涂膜防水层不得有露底、开裂、孔洞等缺陷以及脱皮、鼓泡、露胎体和皱皮现象。涂膜防水层与基层之间应粘结牢固，不得有空鼓、砂眼、脱层等现象。成膜厚度不得小于设计要求。涂膜收口部位应连续、牢固。不得出现翘边、空鼓
47、部位。刚性保护层完工前任何人员不得进入施工现场，以免破坏防水层；涂层的预留搭接部位应由专人看护。顶板宜采用灰土、粘土或亚粘土进行回填，厚度不小于50cm，回填土中不得含石块、碎石、灰渣及有机物。人工夯实每层不大于25cm，机械夯实每层不大于30cm。夯实时应防止损伤防水层。只有在回填厚度超过50cm时，才允许采用机械回填碾压。4特殊部位的防水特殊部位主要指施工缝和变形缝等，这些部位是防水的薄弱环节。施工缝防水做法本车站主体结构施工缝防水做法有三种：车站与出入口通道接口部位施工缝、车站与区间接口部位施工缝、车站与通风道接口部位施工缝、所有与既有接口部位的施工部位（新老结构接口部位），此类施工缝均
48、采用双道止水胶（专指遇水膨胀止水胶）并预埋注浆管的方法进行防水处理。车站迎水面结构施工缝均采用单条止水胶（专指遇水膨胀止水胶）并预埋注浆管的方法进行防水处理。车站楼板施工缝等非迎水面结构施工缝均采用缓膨胀型膨润土橡胶遇水膨胀止水条进行防水处理，止水条的断面尺寸为1020mm。施工注意事项：遇水膨胀止水胶具有一定的膨胀性能，属不定型产品，挤出后固化成型，成型后的宽度为20mm，高度为10mm，高宽误差均不大于-2mm，采用专用注胶器均匀挤出粘结在施工缝表面。粘贴止水胶的施工缝表面需要先凿毛，将疏松、起皮、浮灰等凿除并清理干净，使施工缝表面坚实、基本平整、干燥、无污物。止水胶与基面间需粘结紧密、牢
49、固，粘贴完毕后，尽量避免雨天和施工过程中遇水，否则提前膨胀后会导致止水能力下降。已膨胀的部分割除并重新粘贴止水胶。注浆管采用专用扣件固定在施工缝表面结构中线上，固定间距2025cm，沿施工缝通长设置。注浆管采用搭接法进行连接，有效搭接长度不小于2cm（即出浆段的有效搭接）。注浆管每隔45m间距引出一根注浆导管，利用注浆导管进行注浆，使浆液从注浆管孔隙内均匀渗出，填充两道嵌缝胶范围内的空隙，过到止水的目的。注浆导管的开孔部位要做好临时封堵，避免浇筑混凝土时杂物进入堵塞导管。浇筑施工缝部位的混凝土时，要进行充分的振捣，保证施工缝两侧的混凝土密实。振捣时振捣棒不得触及止水条。纵、环向施工缝防水构造图
50、纵、环向施工缝防水构造图变形缝防水侧墙和底板采用35cm宽钢边橡胶止水带、32cm宽的背贴式止水带进行防水处理。同时在侧墙结构内表面预留凹槽，设置不锈钢板接水盒。明挖车站的顶板无法设置背贴式止水带，可采用结构外侧变形缝内嵌缝密封的方法与侧墙背贴式止水带进行过渡连接形成封闭防水，同时在结构内表面变形缝两侧预留凹槽，设置不锈钢板接水盒。顶板存在下反梁的所有变形缝均需要穿过纵梁预留洞口设置不锈钢板接水盒。底板和侧墙变形缝两侧的结构厚度不同时，无法设置背贴式止水带。此时需要将变形缝两侧的结构做等厚度处理，在距变形缝不小于30cm以外的部位再进行变断面处理。车站主体结构变形缝防水构造图车站主体结构变形缝
51、防水构造图穿墙管等防水处理穿墙管、底板抗拔桩、降水井等防水薄弱环节采取多道设防的防水保护措施，采用止水法兰和遇水膨胀腻子条进行加强防水处理。穿墙管、降水井、抗拔桩节点防水处理图穿墙管、降水井、抗拔桩节点防水处理图（7）施工监测施工监测目的意义在深基坑施工过程中，围护结构发生过大的沉降或水平位移将带动周围地层、建筑物、地下管线的变形，对围护结构，主要监测围护结构在不同深度的水平位移。位移量的大小主要取决于围护结构的刚度、支撑系统的刚度、水土压力以及土方开挖强度、土方开挖顺序等因素。围护结构过大的水平位移将不利于基坑的主体结构施工和周边环境的安全，只有对基坑支护结构、基坑周围的土体和相邻的建筑物和
52、管线进行综合、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解。根据观测数据，及时调整开挖速度和支护措施，确保工程的顺利进行。通过施工监测，用以验证支护结构设计，指导基坑开挖和支护结构的施工，保证基坑支护结构和相邻建筑物的安全，总结工程经验，为完善设计分析提供依据。主要监测项目、监测方法及监测频率由于本工程车站采用明挖法施工，主要监测项目有：基坑周边地表沉降、地下水位监测、基坑周边重要建筑物的变形监测、桩顶沉降、桩的水平变形、围护桩承受的土压力，钢支撑轴力，基坑回弹。其中重点监测的项目是：围护桩变形、地下水位变化以及钢支撑的轴力。说明：工程的具体监测项目以施工图为准；围护结构施工前作好场地及周围环境的仔
53、细调查和记录、拍照、录像等；设置变形观测点并测得初始数据。除表内容以外，应补充对地面建筑物的监控量测。测点布置车站监测系统布置断面图监测点的埋设方法各监测点布设位置及密度应与基坑施工顺序、被保护对象的位置及特性相配套。施工进度是测点埋设与保护的主要控制依据。A、桩体测斜桩体测斜和桩顶位移点的设置是对基坑开挖阶段围护体纵深方向的水平变位进行监控的需要，保证每一开挖段有一组或以上桩体测斜点，对于端头井，由于基坑宽度较大、开挖较深、在受力集中区域应予以加密。桩体测斜孔，孔深与围护深度一致。埋设方法如下，管深与灌注桩深度一致,管外径为70mm。在桩内布设测斜管，测斜管与灌注桩钢筋笼钢筋绑扎牢；测协管上
54、、下端用盖子封好，接头部位用胶带密封；钢筋笼吊装完后，立即注入清水，防止泥浆浸入，并做好测点保护。B、桩体位移与沉降测点由于测斜所反映的桩体位移是相对于桩顶不动点的相对位移，故尚须测出桩顶的绝对位移，两者相比较才能得出桩体纵深方向各点的绝对位移，才能比较真实地反映施工期间桩体的变形情况；另外，通过多点测试桩顶的水平位移，基本上能勾画出整个基坑施工中引起的位移场分布形态。在每一桩体测斜孔对应位置设一桩顶位移和沉降测点。桩顶位移和沉降测点，一般沿顶圈梁对应测斜管位置设置，局部加密，在冠梁内埋设沉降标志的方式布设测点。位移点埋设时必须采用经纬仪照准，测点埋设在同一条直线上。C、支撑轴力轴力计在支撑吊
55、装前安装。轴力计设置在钢支撑端部的活络头侧，居于支撑活络头中部，保护外套与活络头贴角围焊，轴力计最后固定在保护外套中。D、地下水位监测孔水位管采用钻孔方式埋设，钻孔直径100mm。设置直径53mm的PVC水位管，管深均为20m米。水位管管口2m以下部分用滤网布裹住，以利于水渗透。钻孔完成后，将水位管吊入孔内 （管顶应高出地面），在孔四周的空隙内回填中砂，上部2m的深度内回填粘土，以隔离地表水的流入。并将管顶用盖子封好。E、地表沉降测点地表沉降是基坑监测施工最基本监测项目，它最直接地反映基坑周边土体变化情况。测点的布置宜采用地表桩的形式，直接布置在软土层内，需根据现场施工布局确定测点位置。F、建
56、筑物沉降测点建筑物沉降监测点均匀分布在周围的建筑物上，主要在边角、沉重柱上监测点，同时布设倾斜监测点。必要时在已有的裂缝处贴石膏饼，观察裂缝的变化情况。按2H范围内重要建筑物布点原则，沉降点采用埋入圆头沉降标志方法布设。G、地下管线位移测点应根据基坑周围地下管线的功能、管材、接头形式、埋深等条件，在开挖前布设好管线沉降监测点。监测点分直接监测点和间接监测点，原则是对位于基坑施工影响范围内的管线作为重点监测保护对象，一般情况下对直径小于300mm的刚性管线（煤气、上水）及直埋的柔性管线（电力、市话），采用包裹法布设直接监测点，即把被监测管线开挖暴露，把一根测针包裹在管线上，测针垂直管顶并露出地面，同时利用已有的管线设备点进行直接监测。测点具体的布设需根据管线单位交底要求进行布设。地下管线位移测点安装示意图地下管线位移测点安装示意图对监测数据进行分析，出现下列情况之一时，施工暂停，并采取措施进行处理：A、量测数据有不断增大的趋势；B、围护结构变形过大或出现明显的受力裂缝且不断发展；C、时态曲线长时间没有变缓趋势。
