地铁车站明挖施工技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,地铁车站明挖施工技术,-讲稿提纲-,Part1概述,一、地铁车站明挖施工概念,二、地铁车站常见的施工工法,三、基坑工程施工特点,四、应了解和准备的一些知识,Part2地铁车站明挖施工技术与控制要点,一、围护结构施工,二、深基坑开挖与支撑架设施工,三、防水施工,四、主体结构施工,五、施工中采用的监控量测手段,Part1概述,一、地铁车站明挖施工概念,1、地铁车站明挖施工的界定,地铁是城市轨道交通的一种，是解决城市居民出行的公用交通设施，包括建设和运营；地铁建设又分为土建、铺轨、机电安装、车辆等；土建工程又包括车站、区间、车辆段等内容。,地铁车站施工是土建工程，是地铁系统的组成部分之一，明挖施工是地铁车站施工的一种工法，由于地铁大部位于地面以下，又属于地下工程，地铁车站明挖施工为建造地下铁道车站结构而开辟地下空间同时施做结构工程，,属于基坑工程施工范畴,。,2、地铁车站的构成,由车站主体、出入口通道（与其它通道相连的通道）、风道风亭等组成；车站主体分站台层、站厅层（设备）、有些有商业层或与其它建筑合建等；,3、明挖法深基坑,明挖法：敞口开挖，有别于盖挖法和暗挖法等工法；深：一般地，开挖深度大于8m；基坑：为施做建筑物基础或结构等所挖的基槽（坑）,4、深基坑工程包含的内容,地铁基坑工程多在城市地区施工，包含了挡土、支护、防水、降水、挖土、支撑等许多紧密联系的环节，如某一环节失效将会导致整个工程失败，,是一项综合性很强的系统工程,；基坑工程事故率高支护结构产生较大位移、支护结构破坏、基坑大塌方、滑坡、道路开裂和塌陷、地下设施变开形和破坏、邻近建筑物开裂甚至倒塌等，也,是土木工程领域最为复杂的技术领域之一,，不仅要保证基坑施工过程中的土体稳定，而且还要严格控制地层位移确保环境安全。,支护结构的设计与施工工程与水文,地质,、围护结构、内支撑（钢管、锚索等）,基坑开挖降水、土石方开挖与外运等,基坑本体安全与周边环境保护施工预测、监测，周边房屋、地下管线保护，应急措施实施等,Part1概述,一、地铁车站明挖施工概念,5、地铁车站明挖的定义及适用范围,从地面直接开挖的基坑,根据场地情况可以放坡或做支护开挖。场地无建筑物或地下构筑物拆改后可直接开挖的基坑.,6、明挖基坑一般规定,（1）地铁明挖车站属一级基坑,一级基坑：重要工程或支护结构做为主体结构的一部分；开挖深度大于10m；与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑，重要管线等需严加保 护的基坑。,（2）基坑侧壁安全等级及重要性系数,安全等级 破坏后果 ,0,一级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重,二级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般,三级 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重,注：有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定,（3） 基坑变形的监控值,设计无明确规定时，一级基坑墙顶水平位移不大于3cm，墙体最大位移不大于5cm，地面最大沉陷不大于3cm。,（4）土方开挖的顺序与方法必须与设计工况相一致，并应遵守开挖与支护同步进行，严禁超挖；基坑边堆土、料不应超过20KPa/延米；基坑落底后应验槽，做接地极后回填土必须符合设计要求。,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,1、明挖顺作法,明挖法对深基坑开挖来说，是最常见的一种工法，也是最简单、造价最低的一种工法，敞口开挖，放坡开挖、支护体系下开挖等方法，地面条件及周边环境较好的情况下优先选用，但对城市交通、商业活动等影响大，扰民周期长，受季节性如雨季等影响较大。,顺作法是指结构至下而上的顺序施工。,2、盖挖顺作法与盖挖逆作法,盖挖法当车站施工范围对地面交通、商业活动等影响较大，为缩短影响时间而采用的一种工法，施作盖板留出土进料口施工，盖板施工完后恢复交通，基坑开挖与结构施工在盖板下进行，但费用较高、效率低，施工周期长，节点处理难度大等。,顺作法是指结构至下而上的顺序施工。,逆作法是指结构至上而下的顺序施工。,3、暗挖法,通过竖井进入地下，采用常规的暗挖法施工地铁车站。是在地面确实不具备大面积施工条件的情况下而采用一种工法。对地面交通、商业活动等影响最小。但由于车站一般浅埋、断面大、结构复杂，因而造价也高、地面沉降控制要求高风险大，施工工法复杂（CRD法、眼镜工法，产生于北京地铁的浅埋暗挖法等） 、技术难度一般都比较大。,4、一种不常见的施工工法盾构法,建造盾构机始发与接收井，利用盾构机施工地下车站，盾构机构造复杂，造价高，技术难度大，在工业和经济发达的国家采用，我国目前没有这样的实例。,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,明挖顺作法,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,盖挖顺作法,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,盖挖逆作法（一）,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,盖挖逆作法（二）,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,盖挖逆作法,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,盖挖逆作法,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,盖挖逆作法,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,盖挖逆作法,Part1概述,二、地铁车站常见的施工工法,暗挖法车站实例,Part1概述,三、基坑工程施工特点,1、基坑工程是系统工程，综合性强，具有很强的区域性和个性,系统工程支护体系、土方开挖，每一环节的设计与施工都关系工程成败。,综合性强涉及面广：,岩土和结构,两个方面的知识；涉及到土力学中的,稳定、变形、渗流,三个基本课题，需综合处理控制，抓住主要矛盾。,区域性,地质,、以及在地质条件下的施工经验，如广州（复合地层）和南京、上海（软土）、北京（透水砂层）、深圳（复合地层，岩层较硬）、西安（黄土）、成都（卵石土层）等地的地质差别。,个性地质、周围环境、设计意图等体现出各个基坑均不相同，个性很强，必须针对性地分析处理。,2、基坑工程的受力为土压力,承受水土压力；主动土压力和被动土压力；经验及监测数据分析,3、基坑工程支护体系的临时性,一般只在施工过程中起支挡作用，但做为永久结构一部分的支护除外；安全储备较小，风险较大。,4、基坑工程具有较强的时空效应,空间开挖平面、深度组成的三维空间，对稳定和变形影响大；时间土体的蠕变性，使土体强度和稳定性降低。,时空效应,综合由于时间和空间变化对基坑工程的影响，注意应力释放的问题。,深基坑工程的“时空效应理论”由上海刘建航院士提出并在上海成功运用。,5、基坑工程的环境效应,地面道路交通公路、铁路路基变形与稳定，交通能否正常运营,地下管线及构筑物煤气、电信、电力、供排水等管线，地下廊道、既有地下铁、地下埋设物等,地面建筑物楼房、古建筑、城墙、文物等,临近施工如临近的深基坑，江、河、湖、海等邻近基坑互相影响，互相干扰问题比较突出。,Part1概述,三、基坑工程施工特点,基坑坍塌事故实例,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,1、了解和掌握工程地质与水文地质,（1）工程地质,地质构造、气象、地形地貌、施工范围及影响范围的地质特性与地层主要参数（层厚、岩性、裂隙发育情况、孔隙比、抗压强度、抗剪强度、标贯值、RQD、含水量及透水性、承载力、土的可挖性及岩石分级等）、不良地质情况（如断层、地裂缝、软土、淤泥土、砂土、特殊土如黄土湿陷、地震烈度、地冻、地下有害气体情况、土体稳定程度等）,（2）水文地质,地下水位、地下水类型与赋存形式（潜水、基岩裂隙 水、承压水、地层内滞水）、地下水补给方式（降雨、地下径流、江河湖海、地面水、渗流水等）、地下水流向、流速、水质特性及有无腐蚀性、地下水的渗透情况（,渗透系数,）；地下水对工程的影响和危害；防治地下水的一般措施（降排水、防水）等,（3）学习地质详勘报告。,2、,理解设计意图和设计要求,（1）施工设计图纸及设计文件,认真学习、理解并掌握围护结构、地层加固、防水、结构、建筑、防杂散电流、接地等施工图，施工变更图，设计交底图纸会审记录，以及相关会议纪要。,（2）特别强调：认真阅读图纸中的,“设计总说明”以及“图纸中的说明”,获取设计信息充分理解设计意图和设计要求。并对设计进行核对。,举例：设计依据、边界条件、基坑安全等级及重要性、设计计算荷载、设计计算模型、设计建筑材料、施工方法和顺序步骤、施工中应注意的问题及主要技术措施、设计结构尺寸、钢筋、工程量等。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,3、学习规范,（1）相关规范与标准搜集齐全,地下铁道工程施工及验收规范 、地下铁道、轻轨交通工程测量规范、安全防范工程技术规范 、地下防水工程质量验收规范 、地下防水工程技术规范 、建筑工程施工质量验收统一标准 、建筑施工高处作业安全技术规范，以及钢筋砼结构设计与施工方面的规范等,（2）,规范的学习方法,规范中的内容是施工控制的法规，是必须遵守的，同时也是长期以来总结出来的经验和教训。须认真阅读，了解规范中都说了些什么，掌握施工中的控制要点这在规范中已有规定。,规范的条文、附录及条文说明应结合起来学习,规范中的要求、控制指标必须掌握，不必强行背诵，但重点内容必须理解，常规数据必须熟记，同时应注意规范也是可以用来查阅的。当自己不确认自己的记忆时应及时查阅，不可有随意性。,规范的掌握及使用在施工前、施工过程中不断深化。,注意规范的配套使用。设计规范也应了解一些。,注意规范的使用次序，以业主规定标准、地方规范标准、国家规范标准的顺序，互相补充，但出现矛盾时以上述次序为准。,4、内撑式围护结构深基坑变形简述,内撑式围护结构受力主要是围护结构内外侧的水土压力作用，设计上一般运用土压力计算理论和方法，常采用等值梁法、弹性地基梁法、有限元法，这些计算方法比较复杂。这里简单介绍带撑式深基坑变形的特点，以便于在实际施工时能有所指导。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,（1）土压力的几个概念,静止土压力：围护结构不动，位移为零，土体作用在墙上的土压力,主动土压力：基坑未开挖时，作用在墙体上的是静止土压力，基坑内侧开挖后，原作用于墙上的静止土压力消失，作用在墙后的静止土压力，将因墙体前移（失去平衡）而减少，随着位移的增大，土压力将逐渐降低，达到极限平衡状态时，土压力值最小，为主动土压力。,被动土压力：墙前坑底以下土，因围护墙在墙后主动土压推动下，产生向内侧的位移，推力越大，位移越大，墙前土体所能承受的推力有一个极限，当推力增大到极限平衡状态时，土体的反力为被动土压力。,水压力的影响：静止水压力、渗透及渗透压力动水压力，与土一起对墙体产生压力。同时还有一个水土流失造成的固结沉降，对环境产生影响。,基坑边荷载作用于围护墙上的压力：一般折算成土层高度计算，最终反映仍是土压力的问题。,（2）内撑式围护结构挠曲变形的“拱效应”,在墙顶设有支撑，围护结构墙基本上出现向坑内鼓出的挠曲变形。由于这种挠曲，将使墙中段土压力减小，而上下两端土压力增大“拱效应”。,（3） 围护墙的变形形态,弓形；上段呈下向弯曲，下段反向弯曲,从量测手段上是通过测斜仪量测、收敛量测（围护结构这种变形特点反映在基坑宽度方面是收敛的），设计与规范对变形有一定要求。,（4）由于围护墙的变形引起地层位移，导致地面变形沉降、水平位移,从量测手段上是通过水准量测沉降、测斜仪量测土体水平变形，设计与规范对变形有一定要求。沉降变形形态上也是一个向下弯曲的弓形。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,（5）影响围护墙变形与位移的因素,支撑条件,支撑层数多、刚度与强度（轴力、稳定性）大，变形小，（支撑轴力必须量化以判断围护结构变形程度，需要监测）,围护结构刚度,刚度大，变形小,围护墙的入土深度,深度大，变形小,土层强度,c,、,（抗剪强度指标）越大，主动土压力越小，被动土压力越大，围护结构位移越小。,地下水的影响,地下水位高，土压力大，位移增大。,在实际施工中，考虑控制基坑变形的主要措施就是从上述,4,中的几个方面来综合考虑。基坑变形的控制是根据基坑本体的安全、周边环境的安全等方面来判定，而根据设计计算和施工经验，人们已制定出了相应的标准，形成了共同遵守的规则，这就是规范中的要求。施工时必须满足设计与规范对于基坑变形的要求，因此在施工中基形变形控制是重中之重，所采取的设计与施工措施和控制要点（如围护结构设计、支撑体系的设计与精心施工、时空效应理论、地层加固措施、施工监控量测、防水措施、应急措施等），很多是与之有关，并围绕这个主题来的。,5,、钢支撑稳定问题,对于直撑长度超过,22m,时，由于支撑受力为轴力，钢支撑可看作一端固定、一端活动的压杆，这就存在一个细长杆件的压杆稳定问题。,公式一：,Pcr,=,2,EI/,（,L,）,2,欧拉公式。,细长杆件等截面中心受压直杆的临界力。与杆端约束、长度,L,有关。长度越长临界力越小，越容易失稳。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,公式二：=L/（I/A）,1/2,压杆的柔度。,与长度L、惯性矩半径（i=I/A）有关，判断压杆的柔度。其值大于临界值时，为大柔度压杆（或细长压杆），此时可用欧拉公式计算临界力。,通过以上两个公式计算的压杆稳定，如果压杆存在失稳时，就采取在钢支撑中间部位增加约束，以减小压杆长度，起到增大压杆临界力稳定压杆的作用。,6、成孔泥浆的作用,（1）防止孔壁坍塌护壁最重要的一条功能。,泥浆的静水压力可抵抗作用在孔壁上的水土压力，并防止地下水的渗入；,泥浆在孔壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有效的作用在孔壁上，同时防止孔壁的剥落；,泥浆从孔壁表面向地层内渗透到一定的范围就粘附在土颗粒上，通过这种粘附作用可使孔壁减少坍塌性和透水性。,（2）悬浮土碴和携带土碴的功能。,有良好的抗砼和地下水污染功能，可长时间保持流动状态，在浇注砼过程中能被砼顺利置换到孔外。,（3）冷却润滑和机具的功能。,因此,孔内泥浆面低于地下水位或泥浆质量不满足要求，槽内静水压力小而无法平衡会造成孔壁失稳；泥浆膨化时间短，在孔内无法形成泥皮，机械来回刷动也会造成槽壁失稳；暴雨洪水或其它因素造成孔内泥浆稀释，同样会造成槽壁失稳。合理的泥浆参数和孔内泥浆高度对防止槽壁坍塌具有至关重要的作用，在施工过程中严格控制泥浆质量，针对不同情况相应调整泥浆高度，消除因泥浆质量问题引起孔壁失稳的隐患。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,7,、西安地铁试验工程的地质特点,（1）黄土湿陷性,定义是指黄土类土在一定压力条件下，土体受水浸湿后，结构迅速遭到破坏而产生显著附加下沉的性质。有此性质的土层有：晚更新世黄土，全新世以来形成的黄土状土，全新世的素填土，中更新世黄土的顶部。其中晚更新世黄土是西安地区湿陷性土层中分布最广、厚度最大、湿陷性强、危害最大。,西安市黄土场地的湿陷类型分为两种:自重型湿陷场地和非自重型湿陷场地，共分为五个级别。,西安地区黄土的湿陷性与黄土场地处的地貌位置关系密切。试验段工程张家堡站：黄土状土黄土一般具有中等强烈自重湿陷性，自重湿陷性黄土分布深度，为中等湿陷性黄土；综合分析黄土地基湿陷性等级为II（中等）级非自重湿陷性黄土。,黄土的湿陷性对工程建筑造成的危害主要是由湿陷引起的附加下沉常使建筑物产生不均匀沉降;地基土受水浸泡后造成地基土软化，承载力降低，致使地基失效，从而造成建筑物变形或破坏。处理措施应从结构，地基处理和防水三方面入手，以地基处理为主，结构和防水措施加以配合，才能收到良好的效果。西安地区对湿陷性黄土常用的处理方法有:灰土挤密桩、强夯及灰土换土垫层法等，处理后的承载力可达150200kPa。,（2）饱和砂土液化及强透水性,饱和砂土液化层主要分布在渭河漫滩、一级阶地及潏河一级阶级，地震液化层厚17m，埋深35m，等级属轻微中等液化。砂土液化对工程的危害主要表现在地震时的喷砂、承载力降低、地基失效、结构破坏等，处理措施可采用换填、碎石挤密桩等。,区间属中等富水区，潜水含水层主要为冲积砂、砾石层及新黄土，厚约30m，地下水位。新黄土的渗透系数为510m/d；砂砾石渗透系数可达2050m/d，为强透水含水层。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,（3）,人工填土,西安是我国著名的古都。自公元六世纪的隋朝始，城市中心已大体和现在的市区相当。一千多年的漫长岁月里，西安市历经沧桑，多次战乱使这座历史古城几度兴废，留下了复杂的人工填土。所以近代由于人为活动增加，随着城市扩大和改造，人工填土在近郊及城区广为分布。目前所见的人工填土，大多是近四、五百年以来形成的。,西安市的人工填土不仅分布广、厚度大，土层的产状和厚度在平面上变化迅速，而且性质十分复杂。就其填土的物质组成及工程性质而言，分为杂填土和素填土两类。,杂填土的颜色多而杂，结构疏松，物质组成以各时期的建筑垃圾为主，土的均匀性极差，工程建设中不能直接选作天然地基的持力层。,素填土在城区一般是伏于杂填土之下，在城郊则多直接出露于地表。该填土主要由黏性土组成，一般含少量砖、瓦碎屑等，有大孔结构，具轻微湿陷性。,人工填土的工程地质条件差，对工程的影响主要表现在产生过大的沉降、不均匀沉降、建筑物的桩基产生负摩阻力等，破坏建筑物的结构。,对人工填土的对策主要有以下几点:,1) 杂填土不能作为天然地基使用。地基处理的常用方法有:整片或局部清除，作换层处理;浅层挤密加固处理;采用桩基础。旋喷桩注浆加固,2) 施工中要特别重视防止坑壁坍塌，以免造成事故和延误工期。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,8、基坑开挖方式,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,9、地铁车站明挖法的施工工序及顺序,（1）施工工序,施工准备（三通一平、管线迁改、建筑物拆除、交通疏解等）及临时工程施工围护结构、地层加固、基坑降水井、格构桩等柱施工）基坑预降水基坑第1、n段开挖与支撑架设施工至基底后进行结构施工,基坑第2、n-1段开挖与支撑架设施工至基底后进行结构施工,结构施工完，并施工内部结构车站顶板回填并恢复管线、路面等,端头工作井完成后封堵工作井预留口并回填恢复,降水施工是在基坑开挖与结构施工的过程都一直进行的，在结构等强后封井。,附属工程（风道风亭、出入口通道）安排在车站主体工程相应部位施工完并具备施工条件后施工。,基坑分段、分层开挖，支撑随时架设，结构从下至上顺序施工，在结构施工时拆除钢支撑。,（2）施工顺序,基坑一般为长条形，施工顺序一般有：从两端向中间、从中间向两端、从一端向另一端，根据场地条件能开的部位先开始（纵向设临时支挡措施）等，最常用的是从两端向中间（原因：两端往往是区间施工工作井，需提前提交，有利于平行作业和节约工期；从资源配置上由于第一次开挖土方量较从中间开始的小，钢支撑投入少，可尽早进入结构施工工序。）,10、关于施工场地的合理利用,（1）地铁车站施工场地一般都较紧张，周边影响也较大，城市环境保护和文明施工要求高。,（2）掌握施工场地布置的原则：首先满足施工生产需要，其次再考虑布置办公生活用房；施工道路应通畅；根据施工各期间施工特点，场地动态布置；全封闭管理；处理好与外部交通、借地占用周期关系。,（3）施工生产场地：施工道路，供水、供电、排水系统，钢筋加工场地，泥浆池，钢支撑堆放与加工、拼装，材料堆放，堆土场，生产工棚，起吊设备与起吊设施的布置等。,Part1概述,四、应了解和准备的一些知识,11、施工工序及顺序安排举例,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,一、围护结构施工,1、明挖基坑主要支护形式和支护体系,（1）无水或降水施工的支护型式：,土钉支护；桩支护；连续墙支护；搅拌桩支护；SMW桩支护等。,（2）封闭止水支护型式：,排桩支护（咬合桩、旋切桩、搅拌桩或SMW桩支护）；桩+旋喷桩支护；旋喷桩与定喷墙支护；连续墙支护等；,（3）支护体系：,桩+锚杆支护体系（桩锚支护体系）；桩+内支撑支护体系；土钉+桩复合支护体系；连续墙+内支撑支护体系等。,根据地铁工程基坑周边环境，可以分别采用上述两种或多种支护形式，共同组成基坑支护体系。,2、围护结构实例,围护结构照片,Part2地铁车站明挖施工技术,一、围护结构施工,3、围护桩施工,（1）施工工艺与成孔设备,工程与水文地质、工期要求是主要决定因素，尽量选择工效高的先进设备。,土、砂等地层,旋挖钻机、旋转钻机、冲击钻机,岩层等地层,冲击钻机,地层较好，地下水少时也有用人工挖孔桩，钢筋砼护壁。,钻孔咬合桩,套管咬合钻机,（,2,）施工工艺流程及工序控制,围护结构钻孔桩施工工序控制,.,xls,（,3,）关键技术,定位,测量，外放（原因：桩垂直度允许偏差和施工误差、桩位施工误差、外包防水等）,垂直度及深度,设备控制，勤测量,间隔跳孔,防止串孔,不均匀配筋,围护桩的受水平力抗弯特征决定，,泥浆,护壁，孔壁稳定的措施,桩检测,（,4,）遇到问题的处理措施,遇砂层等易坍塌地层也可采用钢护筒、降水等措施。,坍孔的处理：泥浆、粘土填后重钻等,纠偏措施：片石填后重打等,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,Part2地铁车站明挖施工技术,一、围护结构施工,4、,地下连续墙（了解内容）,（1）简介,定义,利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇筑适当材料而形成一道具有防渗、挡土和承重功能的,连续,的地下,墙,体。在地铁基坑工程中采用钢筋砼地下连续墙做围护结构，是基坑支护体系的一部分。地下连续墙在深基坑工程当中的主要作用：定位的基础；支护能力的提供者；深基坑防水的第一道防线。,优缺点,地下连续墙优点：施工时振动小，噪间低，适于在城市施工；墙体刚度大；防渗性能好；可以贴近施工；适用于多种地质条件；工效高，工期短，质量可靠，经济效益高。缺点：特殊地质下（如砂层、淤泥土层等）难度大；相比较其它的围护结构（如钻孔桩）费用要高一些；泥浆处理比较麻烦。,应当解决的几个问题,如何在各种复杂地质中开挖出符合设计要求（如几何尺寸、偏斜度等）的槽孔？如何保证槽孔在开挖与灌砼中的稳定？如何将成墙材料（钢筋、砼）填到槽孔中，形成一道连续、不透水、承受荷载的墙体？如何解决墙段间的接缝连接问题？,重在施工过程控制,是一个环环相扣的系统性很强的隐蔽工程，最终的工程质量反映在每一道工序的质量控制之中，其中一个小小的失误都有可能对整体施工效果产生很大影响，而且往往是很难弥补的，因此地下连续墙施工重在过程控制，即重在各个工序的质量控制。 由于牵涉到槽壁稳定，故施工时效性的观念应时刻在心，槽子一旦开挖，到最终混凝土浇注整个施工过程要一气呵成。,（2）成槽工艺与设备,土层成槽机，冲击钻排孔等；,岩层冲击钻排孔，铣槽机，人工开挖等；,混合地层成槽机、冲击钻排孔混合使用，铣槽机，冲击钻排孔，人工开挖等。,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,Part2地铁车站明挖施工技术,一、围护结构施工,（3）施工工艺流程,导墙施工,清孔验收,吊放钢筋笼,安装浇注砼导管,钢筋笼制作,砼运输,商品砼生产,成槽机就位,修孔,制配泥浆,钢材进场检验,浇筑水下砼,质量检查,测量定位,砼配合比设计,成槽机挖槽,冲击钻冲孔入岩,泥浆循环处理,渣土堆放外运,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,Part2地铁车站明挖施工技术,一、围护结构施工,（4）关键技术,测量放样，导墙施工,定位作用；,槽段划分：一般不大于,6m,这是由于钢筋笼起吊重量、水下砼灌注的规范要求确定的。设计图纸上已划分出,照图施工就可以了。注意：拐角处需要考虑一次成槽宽度受抓斗宽度、冲击钻圆形面的影响，要适当向外延伸，不应向内伸长，以免增加凿除量，这一点应该在做导墙时提前予以考虑。在导墙制作时拐角处的内侧加长,20cm,，外边侧加长,3060cm,，以保证成槽空间及钢筋笼顺利吊放。,成槽顺序：,2,种,方法,1,将所有槽段分为,、,II,期施工，并采用跳槽施工的办法，此法可保证,II,期槽段施工时槽壁的稳定性，但由于,II,槽段端两侧均为已做墙体，当这两侧接头的壁面稍有不直时，,II,期槽段的钢筋笼就非常难下，有时甚至要对钢筋笼特殊处理才能顺利入槽。方法,2,，顺序成槽。每一槽段始终有一边是可活动的，在钢筋笼难以下降时，可采取将钢筋及一侧接头装置交叉上提下落的办法使钢筋顺利入槽。,成槽垂直度控制：设备控制、测量等。,槽壁稳定控制：泥浆管理,泥浆质量与液面控制。,钢筋笼加工与吊装：质量，安全，吊点布置与起吊方式。,清孔与换浆。,水下砼灌注：两幅导管同时浇筑，特殊作业的过程控制。,（,5,）施工照片,地下连续墙施工照片,5,、其它的围护结构,SMW,工法,钻孔咬合桩,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,Part2地铁车站明挖施工技术,二、深基坑开挖与支撑架设施工,1、基坑开挖与支撑架设施工工序、顺序及步序安排,（1）施工工序,车站标准二层段的施工工序为：三通一平围护结构施工第一道钢筋砼支撑施工基坑施工准备工作基坑内降水从上至下逐层开挖至各支撑下500mm架设各道钢支撑开挖到最终基坑面施作接地网以及垫层。,（2）施工顺序,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,基坑分段分层开挖示意图,基坑分区分段、施工顺序示意图,Part2地铁车站明挖施工技术,二、深基坑开挖与支撑架设施工,（3）施工步序,基坑开挖遵循“分段分层、由上而下、先支撑后开挖”的原则。,基坑开挖与支撑架设步序.doc,（4）施工组织的要点和应重视的几个问题,施工管理及施工计划，以及计划的执行,施工调查,周边环境的具体情况，工程地质和水文地质条件，气象，场地条件和场地移交情况等；环境保护的重点对象、措施及要点，信息化施工,围护结构施工质量,土方开挖机械；设备的安全，吊土斗的吊装安全,土方开挖顺序、方式、方法、以及开挖深度；出土及弃土方法，严禁野蛮施工和超挖，对钢支撑保护，及时架设；时空效应理论的指导,钢支撑架设的方法、时机，以及与土方开挖的关系,场地条件，出土及场内运输方式，与其它工序的协调处理,防、排水措施，坑内及地面的排水，围护结构墙体之间防水堵漏,施工监测,做好计划基坑本体安全与环境保护；协调工作，监测指导,了解薄弱环节，严格施工程序，做好应急措施,材料、设备的准备，方案及组织机构,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,Part2地铁车站明挖施工技术,二、深基坑开挖与支撑架设施工,2、基坑开挖,（1）开挖前降水井施工和预降水2030天。,（2）主体基坑开挖分区分段开挖，从两端向中间开挖，每段比结构段纵向多开挖23m，作为底板结构施工空间。随开挖随施工桩间砼挡土板喷射和架设钢支撑。,（3）基坑开挖在钻孔灌注桩及冠梁达到设计强度后进行。开挖沿纵向分段，每个施工段内的土方开挖必须遵循“竖向分层、水平分段”的原则，按支撑道数和间距进行分层开挖。,（4）每层支撑处严禁超挖，按设计要求开挖到该层支撑设计标高时，先架设支撑，然后进行下层开挖。,（5）基坑纵向放坡开挖，随挖随刷坡，严格控制纵坡的稳定性，分层开挖刷坡坡度在基坑允许开挖边坡坡率土层在1：2以内，放坡的总高度与长度之比不大于13。为确保开挖边坡的稳定及安全性，在每一层之间根据设备设置宽度为4m5m的台阶。,（6）在开挖至基底300mm时，由人工清底开挖至设计标高，严防超挖。,（7）基底挖出后立即施做垫层，挖出一块做一块，防止基底风化，为确保基坑稳定，开挖至基底后，迅速施工接地网工程，并在垫层施作完后7天之内将钢筋砼底板浇筑完毕。,（8）出土：,方式挖掘机接力传送至地面； 具体依据情况而定,放坡道汽车运输至地面；,垂直提升。,机械,挖掘机，长臂、短臂、小型；,吊机，,抓斗，卷扬机，提升架，龙门吊等垂直提升设备,自卸汽车,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,Part2地铁车站明挖施工技术,二、深基坑开挖与支撑架设施工,3、支撑架设,（1）钢支撑、围檩构造,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,Part2地铁车站明挖施工技术,二、深基坑开挖与支撑架设施工,（2）架设工艺与架设方法,架设钢支架：,预先标出支撑位置，在标出的支撑位置处，按设计位置打设螺栓设置钢支架，支架要牢固，严防支撑因围护结构变形或施工撞击而脱落。,钢围檩安装：,钢围檩随支撑架设顺序逐段吊装，人工配合吊机将钢围檩安放于钢支架上。钢围檩安装后应检查钢支架是否因撞击而松动，并用钢楔将支架与钢围檩间缝隙焊实。钢围檩与钻孔灌注桩之间预留不少于60mm（并考虑消除围护灌注桩施工外放150mm的施工误差预留量）的水平通长空隙，中间用强度等级不低于C30的细石混凝土填嵌。,钢支撑安装：,每根钢支撑的配置按总长度（应根据实际丈量的基坑宽度确定）的不同配用一端固定端一端活动端，中间段采用标准管节进行配置，在地面按长度进行预拼装。采用两点吊装，吊点一般在离端部左右为宜。支撑安装前先在地面进行预拼装以检查支撑的平直度，拼装支撑两头中心线的偏心度控制在2cm之内，经检查合格后的支撑按部位进行编号，支撑吊装采用龙门吊，人工配合安装。 安装支撑后及时按设计值施加预应力。,4、基坑开挖与支撑架设的一些施工实例,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,基坑开挖与支撑架设照片,Part2地铁车站明挖施工技术,三、防水施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,1、概述,地铁工程的车站大都处于地面标高以下，一方面受到地面洪涝灾害积水回灌的危害，另一方面受到岩土介质中地下水渗漏浸泡危害。地下水或地表水进入地铁车站内，可以使装修材料霉变，电气线路、通讯、信号元件受潮浸水损坏失灵，造成工程事故。地下水积存，使地铁内部潮湿度增加，使进入车站的乘客胸闷，不舒适。因此，地铁工程中的防水工程施工成为至关重要的环节，必须予以高度重视。,防水施工是一个复杂的系统工程，牵涉面广，防水质量是通过围护结构砼质量，防水层施工质量，接头防水，到主体砼自防水，主体结构外防水及施工缝、变形缝，结构接口部位防水等各个环节的防水质量综合体现，任何一个环节做得不好，都有可能对整体防水效果产生很大的影响，在整个施工过程中必须加强全过程控制，确保每一道工序防水质量。由于本站接口多，地下水压力较大，防水难度大，因此防水施工是本站施工的难点及施工成败的关键之一。,防水标准车站、出入口通道防水等级为一级，全包防水，结构不允许出现渗水，结构表面不得有湿渍。车站的风道、风亭均按照二级防水标准进行施工，结构不允许有漏水，结构表面可有少量、偶见的湿渍，总湿渍面积不大于总防水面积的6/1000，任意100防水面积上的湿渍不超过4处，单个湿渍的最大面积不大于,2,。,防水原则以防为主、刚柔结合、多道防线、因地制宜、综合治理。,Part2地铁车站明挖施工技术,三、防水施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,2、车站防水形式,主体结构,采用防水混凝土，防水混凝土采用复合高效减水剂和粉煤灰“双掺”技术，并采取有效的措施提高混凝土的抗裂性，减少混凝土的收缩，主体结构分段进行浇筑，同一段内顶板、底板、侧墙在端头的施工缝设在同一截面，结构混凝土迎水面不得出现大于,的裂缝。,车站结构顶板,采用,100mm,厚,C15,细石混凝土保护层,厚非焦油双组份聚氨酯防水涂料,+,防水混凝土顶板层进行防水处理。,结构底板,采用,50mm,厚,C15,细石混凝土保护层,厚,EVA,防水板,+,土工布缓冲层。,侧墙,采用防水混凝土,厚,EVA,防水板,+,土工布缓冲层。,变形缝部位,采用中置式橡胶止水带加强防水处理，同时在结构内侧变形缝内采用双组分聚硫橡胶进行嵌缝密封处理。在顶板和侧墙的变形缝两侧的结构内侧预留,20030mm,的凹槽，在凹槽内设置不锈钢接水盒。,侧墙纵向施工缝,采用镀锌钢板止水带和外贴式止水带。,侧墙和底板施工缝,采用设置,3mm,厚钢板止水带。,Part2地铁车站明挖施工技术,三、防水施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,3、,车站结构防水施工要点,第一道防线围护结构桩间施工质量严格控制,1) 钻孔桩桩间处理按照设计要求进行。,2）深基坑开挖阶段控制围护结构变形及堵漏。,第二道防线外包防水质量,1）基面处理按规范要求施工。,2）按设计要求选择质量合格的防水材料。,3）把好土工布及EVA防水板的铺设质量，焊接质量控制及检验质量。,4）防水涂料施工质量满足设计与规范要求。,5）施工中采取措施做好防水层的保护,第三道防线结构砼自防水,结构混凝土自防水在于确保混凝土的密实度及抗裂性能。在施工中，控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土中砂浆质量和数量以抑制孔隙，同时要防止由于砼收缩等原因引起砼开裂。,1）配合比设计：优化配合比设计，控制水灰比，控制砼水化热。,2）砼拌和：,确保水泥、砂子、石子、水和外加剂的质量要求；,施工中严格按配合比准确计量；,混凝土搅拌不仅仅使材料均匀的混合，还起到一定的塑化和提高和易性作用，对防水混凝土的性能影响较大，混凝土搅拌达到色泽一致后方可出料，拌和时间不小于,90s,。,Part2地铁车站明挖施工技术,三、防水施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,施工中采用商品混凝土，混凝土运输采用混凝土拌合车运送，在运输过程中要避免出现离析、漏浆，并要求浇注时有良好的和易性，坍落度损失减至最小或者损失不至于影响混凝土的浇注与捣实，在冷天、热天、大风等气候条件下运送混凝土时应力求缩短运输时间；严格控制混凝土的坍落度。,3,）严格控制混凝土施工工艺：,混凝土浇注时除使拌合物充满整个模型外，还注意拌合物入模的均匀性，不得离析。,严格按规范要求控制砼入模温度。控制一次浇筑长度不宜过大，按设计、规范要求合理划分结构分段长度。,模板要架立牢固、严密，尤其是挡头板，不能出现跑模现象。混凝土挡头板做到表面规则平整，避免出现水泥浆漏失现象。按规范要求控制拆模时间，拆模时间不能太早。,砼振捣严格过程控制，设专人振捣。,务必做好混凝土养生工作。板采用蓄水养护，墙柱采用喷淋养护，养护时间不少于,14d,。,在炎热季节施工时，适当采用加冰搅拌混凝土的措施。在冬季施工采用保暖措施。,第四道防线,施工缝等接缝及接口施工质量,1,）接缝两侧砼振捣密实。,2,）接缝防水材料严格控制其质量，并按设计要求的位置安装。,3,）施工缝表面清理干净。,4,）接口部位防水严格按设计与规范要求精心施工。,4,、防水层施工的实例,防水层施工照片,Part2地铁车站明挖施工技术,四、主体结构施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,1、概述,（1）主体结构分两个工作面“纵向分段，竖向分序”平行、流水作业, 每段从下到上顺作施工。,（2）关于施工分段的说明,分段长度考虑结构受力、一次砼灌注能力、砼水化热、结构防水、抗裂、砼收缩与徐变等的影响，并结合本车站的具体特点综合考虑。施工分段划分的原则如下：,施工缝设置于纵梁弯矩、剪力最小的地方，即跨距的1/41/3位置。主要是考虑结构受力要求，施工接缝选在受力（弯矩）较小部位。,分段位置和各层板上楼梯口、电梯井口及侧墙上的通道位置尽量错开。,根据设计与技术规范要求，施工分段长度一般考虑在1525m左右。基坑施工分段长度=结构分段+23m（考虑经验，便于结构施工时的钢筋接茬及支模空间、操作空间等）,2、施工顺序与步序,（1）施工顺序,与基坑开挖顺序一致，开挖出一段即进行一段结构施工；组织平行流水作业。,总施工顺序为：基坑围护降水、土方开挖及支撑基底处理、垫层施工结构砼施工防水处理回填。每一段结构施工程序：垫层施工结构底防水处理底板施工、养护侧墙防水处理，侧墙剩余侧墙中板施工中板养护侧墙、顶板施工养护顶板防水处理具备条件后覆土回填。,（2）施工步序,车站主体结构施工步序图.doc,Part2地铁车站明挖施工技术,四、主体结构施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,3、施工工艺流程,底板下防水层、下部边墙防水层施工,基坑清理、整平、夯实，主体结构准备,接地网、垫层施工,拆除第2道基坑支撑,拆除第1道基坑支撑,施工边墙防水层,中板、中纵梁梁,施工,顶板、顶纵梁施工,回填土（含恢复管线）、恢复地面,施工边墙防水层,顶板防水层、保护层施工,搭设支架,站台层中柱、侧墙施工,站厅层侧墙、立柱施工,搭设支架,底板施工,Part2地铁车站明挖施工技术,四、主体结构施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,4、关键施工技术,（1）结构侧墙采用钢模板，顶板、中板采用竹胶板立模，模板支架在砼强度达到75%后拆除。模板与支架的配置在满足现场施工的前提下经济合理的配置。钢筋现场按设计及规范要求加工安装。砼采用商品砼，泵送入模，插入式振动器振捣。每一工序的质量控制是关键，强调过程控制。,（2）钢筋工程,按设计与规范施工，常规施工。注意：钢筋接头形式的选择；钢筋下料尺寸；钢筋安装顺序；钢筋连接工工艺（机械连接、焊接等）。另外认真核对施工图纸也很关键。,（3）模板与支架工程,高支模方案需进行专门设计验算，确保强度、刚度、稳定性满足受力及变形要求，编制的方案必须经过专家审查。,侧墙支模是单面支模，不能设对拉螺栓，砼浇筑时的侧压力最大，因此支模难度最大。通常模板采用大块钢模拼装，横带、竖带采用木枋或型钢，支架采用斜撑或对口撑。,楼板及顶板模板采用胶合板或竹胶板，支架采用满堂支架。,支架有：扣件式钢管支架、腕扣式钢管支架、门型脚手架，斜撑有：型钢加工制作、,150,钢管等。,（,4,）砼工程,商品砼,泵送入模,连续浇筑,振捣密实,综合控温,Part2地铁车站明挖施工技术,四、主体结构施工,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,5、几种支模方案的了解,Part2地铁车站明挖施工技术,五、施工中采用的监控量测手段,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,1、概述,地铁施工中的监控量测是保障工程建设的安全、质量、地面车辆以及沿线建筑和管线正常运行的重要手段。，监控量测的工作内容总体上有：地层沉降监测、水平位移监测、支护结构变形监测（包括支护体系的沉降、水平位移和挠曲变形）、支护结构的内力监测（包括支撑杆件的轴力监测和围护结构的弯距监测）、地下水土压力和变形的监测（包括土压力监测和孔隙水压力监测、地下水位监测、深层土体位移监测、基坑回弹监测）、建筑物或桥梁的变形监测（沉降监测、水平位移监测、倾斜监测和裂缝监测）、地下管线变形等监测。,2、,基坑工程监测的目的和意义,由于基坑开挖，基坑内外的压力平衡被改变。致使围护结构及土体发生变形。围护结构的内力和变形中任何一量值超过容许的范围，将造成基坑的失稳破坏或对周围环境造成不利影响。地铁车站往往建设在市区人口稠密处，建筑物林立，地下管线密集，基坑开挖所引起的周围土体变形将在一定程度上改变这些建筑物和管线的正常状态，当土体变形过大时，会造成临近结构和设施的失效或破坏。由于土体变形过大而导致临近管线破裂漏水又反过来加剧土体的变形，直至导致围护结构失稳。通过监测对基坑工程的安全性和对周围环境的影响程度全面了解，确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈，并采取必要的应急措施，调整施工工艺或修改设计参数。基坑开挖施工监测的目的：,（1）将现场监测数据与设计值（或预测值）进行比较，如超过某个限值就采取工程措施，防止支护结构破坏和环境事故发生；,（2）为施工及时提供反馈信息，用监测数据指导现场施工，进行信息化管理，使施工组织得以优化；,（3）把监测数据用于优化设计，使围护结构的设计既安全可靠又经济合理。,（4）将现场监测的结果与理论预测值相比较，用反分析法寻出更接近实际的理论参数，以积累经验，提高设计和施工水平，指导后来类似工程设计施工。,Part2地铁车站明挖施工技术,五、施工中采用的监控量测手段,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,3、监测流程,反馈设计施工,现场施工,监控量测,监测设计,量测结果的微机信息处理系统,量测结果的综合处理及反分析,监测结果的综合评价,量测结果的形象化、具体化,报送设计、监理单位,地层支护结构安全稳定性判断,经验类比,理论分析,甲方、规范要求等,地层、支护结构动态及现状分析说明、提交修正设计、施工建议,是否改变设计、施工方法,新设计施工方法,调整设计参数、改变施工方法,或辅助施工措施,资料调研,施工组织设计,否,是,Part2地铁车站明挖施工技术,五、施工中采用的监控量测手段,Part2地铁车站明挖施工技术,与控制要点,4、监测项目与测点的布置（以长沙地铁试验段项目监测方案为例）,序号,监测项目,监测仪器和工具,测点布置,监测目的和要求,1,桩顶水平位移,全站仪,钻孔桩上端部,监测基坑开挖引起的围护结构变化情况,2,土体侧向变形,测斜管、测斜仪,靠近围护结构的周边土体,监测基坑开挖引起的地表变形情况，确保施工安全,3,桩体变形,测斜管、测斜仪,钻孔桩内,监测基坑开挖引起的围护结构变化情况,4,支撑轴力,轴力计,支撑端部或中部,监测钢支撑的受力情况,5,地下水位,水位管、水位计,基坑周边,监测水位变化情况确保临近构筑物的安全。,6,建筑物的沉降、倾斜,水准仪、全站仪,基坑周边须保护的建筑物,监测基坑开挖引起的地面建筑及构筑物变化情况,7,地面沉降,水准仪,基坑周围地面,监测基坑开挖引起的地表变形情况，确保施工安全,8,地下管线沉降和位移,水准仪、全站仪,管线接头,监测基坑开挖引起的地下管线变化情况,9,桩体内力,钢筋应力计,钻孔桩内,监测钢筋应力情况,10,孔隙水压力,孔隙水压力计,周围土体,监测水位水压变化情况确保临近构筑物的安全。,11,围护结构侧向土压力,土压力盒,钻孔桩后和嵌固段钻孔桩前,了解侧向压力对支护结构的影响,12,临时立柱双向水平位移监测,全站仪,立柱端部,监测基坑开挖引起的中间桩柱变化情况,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,