《地下工程基础技术》PPT课件.ppt

第四章地下工程的基础技术 地下工程的基础技术，包括；规划、调查、设计、施工以及运营等方面技术的现状和展望。第三节 施工技术10/30/20221 第三节 施工技术施工技术一般可分为基础技术和应用技术两大类。一、基础技术基础技术：一般不能单独地用于修建地下设施，而是作为应用技术的一部分来应用。、地层改良技术（1）适用条件：城市中修建地铁、地下街时（2）作用 防止崩塌和涌水、增加地层的强度和强化其止水性能 防止地下水位降低，防止地表下沉10/30/20222（3）地层改良技术的实施方法化学方法生石灰桩法、深层混合处理法（喷射搅拌法、压注浆液法）、压注法物理方法冻结法、降水法、压密法、射水振动法（高压水震动土层）10/30/20223 2、锚固技术 采用各种锚杆对地层加固。分为土锚和岩锚两大类。、支挡技术 （1）作用在开挖（尤其在明挖施工）中直接防止围岩崩塌和涌水。（2）类型（P154，表4-17）简易支挡：桩+板钢管背板地下连续墙柱列式连续壁 预制混凝土块10/30/202244、衬砌技术5、爆破技术（1）作用主要解决爆破过程中减少对岩体的破坏和环境污染，即噪音和振动。10/30/20225（2）类型深孔爆破、控制爆破、无公害爆破6、量测技术在施工过程中，对坑道（或支护）进行位移、应力等的测试，以判断围岩及支护结构的稳定状态，指导施工或修正设计。10/30/20226二、地下工程的应用技术地下工程的应用技术，即是地下工程的施工方法它是基础技术与地下工程施工的特点结合而形成的。1、地下工程施工特点（1）施工方法因地质条件不同而变化；（2）工作面少，一般情况下只有2个。如要增加工作面，必须开挖辅助坑道，造价提高；（3）工作空间狭窄，施工工序易发生相互干扰；（4）施工环境差，空气交流不便，光线暗、潮湿（5）修建后改造困难；10/30/202272、基础技术与应用技术的关系(P155 表4-19)3、地下工程施工方法的分类(P155 表4-18)10/30/20228地下工程施工方法明挖法暗挖法基坑法盖挖法沉埋法钻爆法逆筑法顺筑法非钻爆法矿山法一般矿山法浅埋矿山法盾构法掘进机法顶进法10/30/20229三、明挖法1、概念明挖法是从地表面向下开挖，在预定位置修筑结构物方法的总称。2、适用条件（1）地形平坦，以及埋深小于 的（2）地面交通和沿线的环境影响许可10/30/2022103、施工方法（1）明挖顺筑法施工顺序是在开挖到预定深度后，按底板、侧壁（中柱或中壁）、顶板的顺序修筑，此为明挖法的标准施工方法。10/30/20221110/30/20221210/30/20221310/30/202214（2）明挖逆筑法本方法多用在深层开挖、软弱地层开挖、靠近建筑物施工等情况下。在开挖过程中，结构物的顶板（或中层板）利用刚性的支挡结构先行修筑；而后进行开挖。下部开挖前，可对顶板上面的埋设物和地面进行恢复。因此，此法可在急于恢复地面的情况下采用。10/30/20221510/30/20221610/30/202217 四、沉管法 1、概述沉管法，在水底预先挖好沟糟，把在陆上预制的适当长度的管体，浮运到沉放现场，顺序地沉放于沟糟中，并回填覆盖而成的修建隧道方法。是修建水底隧道通常采用的方法10/30/20221810/30/20221910/30/20222010/30/2022212、特点：（1）隧道深度较浅（只要不妨碍通航的深度下就可设置），故隧道全长可以缩短；（2）管段是预制的，结构的质量好。水密性高，施工效率高。工期短；（3）由于浮力作用在隧道上，故要求的地层承载力不大，也适用于软弱地层（4）对断面形状无特殊要求，可按用途自由选择，特别适应较宽的断面形式；（5）沉管的沉放，时间较短，一般在一日内完成，对航运的限制较小；10/30/202222（6）不需要沉箱法和盾构法的压缩空气作业，在相当水深的条件下，能安全施工。10/30/2022233、施工方式（1）钢壳方式用浮在水上的钢壳箱体作为模板制造节段。优点：采用圆形断面，受力有利，适用于水深较深的情况。缺点：在浮动状态下，灌筑混凝土会产生复杂的应力，钢壳的现场焊接费事；钢壳要防腐蚀处理；且不适用于断面较大的情况10/30/202224（2）干船坞方式需修建特殊的船坞，在干船坞内制造箱体，而后浮运、沉放的。优点：节段在于船坞内制造，故不需钢壳，钢材使用量小；对断面大小无限制。缺点：要修建干船坞，占地面积较大。保证隧道的防水性有难度，要设防水层，对防水层也要加以保护：混凝土质量要求较高10/30/2022254、断面形状和结构形式圆形多为钢壳方式，长方形多为干船坞方式。（）钢壳圆形断面对水和土压等外压来说，构件断面力主要是轴力，受力条件有利。在水深条件下采用这种断面是经济的。（）钢壳长方形断面，要注意保证在浮运状态下一灌筑混凝土时的刚性。宽度越大，越要注意加强。其钢材用量较大。（）钢筋混凝土长方形断面由于在干船坞内制造节段，对节段大小无很大限制。与圆形断面比，无效空间大为减小。从力学角度看，主要承受弯矩，因此，断面要比圆形厚些。10/30/202226（）预应力混凝土预应力而减少开裂，提高了水密性。与钢筋混凝土相比，构件厚度小些，节段重量也轻些。因而节段高度变小，故土方量减少。5、施工 （1）施工顺序 节段制作沉管段施工坚井及引道施工节段制作有干船坞方式和钢壳方式。10/30/202227（2）管段制作 a、钢壳方式 钢壳制作通常是在造船厂的码头、船台或岸壁等处制作钢壳，而后将其牵引、停泊在浮上状态下，灌筑内部混凝土而完成的。灌筑作业钢壳方式的混凝土灌筑作业包括配筋架、模板、运入材料、灌筑混凝土等，直到完成节段。钢筋配置钢壳内部有加强构件，钢筋直径也较大，配筋作业是很繁琐的，而且作业效率低。10/30/202228混凝土灌筑装配码头装配码头要靠近隧道建设地点、需要有一定的水深，因此，多采用离护岸一些距离的栈桥方式。B、干船坞方式节段是在节段制作码头制作，完成后牵引；在装配码头处搭载各种沉放设备并沉放的。几个节段同时进行制作。因此要求干船坞的规模很大。10/30/202229干船坞首先要修建干船坞。船坞的位置，要确保一定的水深，对航道的影响要小并接近现场。船坞的修建多采取明挖法。节段制作完成后，因要出渠，所以渠口部要设置支挡结构。节段制作现场灌筑混凝土防水处理10/30/202230（3）沟槽施工 沉放前要先在预计沉放地点开挖沟槽。与航道疏通相比，其开挖深度较大，而且要求底面的平整度很高。一般使用各种疏浚船进行。10/30/202231基础沉管隧道的基础施工是在水下进行的，施工难度较大。（）整平方式在整平的基础上，直接沉放节段的方法。可采用安设在沉放作业船的整平器械整平，也可利用海上固定脚手架用导轨整平，或是用驳船和水底重物整平的。（）喷砂方式在设于节段上的门式起重机上的根一组的钢管，用中央的根钢管把水和砂一起喷射，用另外根钢管同时吸引节段和基础间的同量的水来充填砂的方法。10/30/202232（）压注砂浆方式事先于节段底连续铺设尼龙袋，临时支持节段；而后，在沉放作业船上，把准备好的砂浆向尼龙袋中压注的方法。（）临时承台临时承台一般用混凝土块直接放在基础上，在软弱地层时采用摩擦桩。（）桩基桩基的问题是要选择在海上易于施工的打桩方法和确保桩的高度以及平面位置的精度。多采用打钢管桩，桩径1左右。桩要打到沟道底部。10/30/202233沉放接合 （）准备作业 沉放的准备作业主要指安设沉放所需设备等。在钢壳方式中，这项作业是与节段制作过程同时进行的；在于船坞方式中，是在节段牵引后进行的。（）沉放作业 （）接合作业接合作业有水中混凝土方式和采用橡胶密封垫的水压压接方式。10/30/202234 回填及覆盖 回填对管体侧面的水流、管体、锚固体和沉船冲击等防护是重要的。回填材料要采用易于采集、费用较低、在地震时不易流动。投入后不会对水质有污染的材料。10/30/20223510/30/20223610/30/20223710/30/20223810/30/20223910/30/20224010/30/20224110/30/20224210/30/202243