地铁工程施工技术及典型案例分析--146页课件.pptx
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1、2022-5-31 地铁工程施工技术及典型案例分析Contents Page目录页2022-5-32一、地下工程基本知识一、地下工程基本知识二、地铁车站施工要点二、地铁车站施工要点三、地铁暗挖区间施工要点三、地铁暗挖区间施工要点四、质量通病及处理措施四、质量通病及处理措施五、典型案例分析五、典型案例分析2022-5-3地下工程地下工程基础知识基础知识132022-5-32022-5-34第一章 地下工程基础知识岩石坚硬程度分类表1岩土分类岩土分类1.1 岩石分类岩石分类2022-5-32022-5-35第一章 地下工程基础知识岩体完整程度分类表1岩土分类岩土分类1.1 岩石分类岩石分类2022
2、-5-32022-5-36第一章 地下工程基础知识岩体基本等级分类表1岩土分类岩土分类1.1 岩石分类岩石分类2022-5-32022-5-37第一章 地下工程基础知识土按粒径分类表1岩土分类岩土分类1.1 土的分类土的分类2022-5-32022-5-38第一章 地下工程基础知识土按塑性指数分类表Ip10Ip17Ip17土名粉质黏土黏土1岩土分类岩土分类1.1 土的分类土的分类2022-5-32022-5-39第一章 地下工程基础知识碎石土分类土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量50%块石棱角形为主卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒质量超
3、过总质量50%碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%角砾棱角形为主1岩土分类岩土分类1.1 土的分类土的分类2022-5-32022-5-310第一章 地下工程基础知识被动、静止、主动土压力被动、静止、主动土压力2土压力土压力2.1土压力种类2022-5-32022-5-311第一章 地下工程基础知识影响土压力的因素(1)土的性质,包括土的重度、含水量、内摩擦角和内聚力的大小及填土表面的形状(水平、向上倾斜、向下倾斜)等;(2)挡土结构的形状、墙背的光滑程度和结构形式;(3) 挡土结构的位移方向和位移量。2土压力土压力2.2土压力影响因素2022-5-320
4、22-5-312第一章 地下工程基础知识工程上常采用的土压力计算方法有:朗肯土压力;库仑土压力;各种经验土压力确定方法。2土压力土压力2.3 土压力计算方法2022-5-32022-5-313第一章 地下工程基础知识3、地下水3.1 地下水的赋存及其对工程的影响地下水按其埋藏条件,可分为:上层滞水;潜水;承压水。地下水的赋存、变化对工程影响主要体现在以下几个方面: 对建筑材料的腐蚀性;促使岩土体产生变形、崩塌,滑移等降低了地基土的力学强度;使基础上浮,使建筑物失稳;使膨胀岩土产生不均匀胀缩变形;水的冻胀性易导致建筑物开裂失稳;土质不均或地下水位突然下降,也可能使建筑物发生变形、破坏;支护结构的
5、侧向压力与地下水密切相关。2022-5-32022-5-314第一章 地下工程基础知识3、地下水3.2 地下水参数测试测试方法主要有:u测钟法;u水位计法;u自动水位记录仪法。2022-5-32022-5-315第一章 地下工程基础知识3.3 地下水控制3、地下水控制地下水水位已成为目前市政工程开挖施工的一项重要的配套措施。地下水控制方法使用条件地下水控制方法使用条件方法名称土类渗透系数(m/d)降水深度(m)水位地质特征集水明排填土、粉土、黏性土、砂土7205上层滞水或水量不大的潜水降水真空降水0.120单级6,多级20喷射井点0.12020管井粉土、砂土、碎石土、可溶岩、破碎带12005含
6、水丰富的潜水、承压水、裂隙水截水黏性土、粉土、砂土、碎石土、岩溶岩不限不限回灌填土、粉土、砂土、碎石土0.1200不限2022-5-32022-5-316第一章 地下工程基础知识3、地下水3.4 地下水的作用地下水的浮托作用;地下水的潜蚀作用;流砂现象;基坑突涌。2022-5-32022-5-317第一章 地下工程基础知识4 基坑支护基础基坑支护基础4.1 支护结构选型支护结构选型结构型式适用条件排桩或地下连续墙1.适于基坑侧壁安全等级一、二、三级2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3.当地下水位高于基坑底面时,宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙水泥土墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级2
7、.水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa3.基坑深度不宜大于6m土钉墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2.基坑深度不宜大于12m3.当地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施逆作拱墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用3.拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84.基坑深度不宜大于12m5.地下水位高于基坑底面时,应采取降水或截水措施放坡1.基坑侧壁安全等级宜为三级2.施工现场地应满足放坡条件3.可独立或与上述其他结合使用;4.当地下水位高于坡脚时,应采取降水措施。2022-5-32022-5-318第一章 地下工程基础知识4 基坑支护基础基坑支护基
8、础4.2 设计原则设计原则(1)基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。(2)基坑支护结构极限状态可分为下列两类:承载能力极限状态:对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致结构或基坑周边环境破坏;正常使用极限状态:对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正确使用功能。2022-5-32022-5-319第一章 地下工程基础知识4 基坑支护基础基坑支护基础4.3 基坑支护主要验算内容基坑支护主要验算内容(1)支护结构构件的承载能力破坏;(2)支护结构的整体失稳破坏和土的隆起破坏;(3)支护结构位移和地面沉降过大;(4)地下水作用下土的渗透破坏
9、。2022-5-32022-5-320第一章 地下工程基础知识4 基坑支护基础基坑支护基础4.4 排桩和地下连续墙支护结构的设计计算方法排桩和地下连续墙支护结构的设计计算方法嵌固深度计算:(1)悬臂支护结构的极限平衡法;(2)等值梁法;(3)圆弧滑动简单条分法。结构内力计算:(1)弹性支点法;(2)极限平衡法。2022-5-32022-5-321第一章 地下工程基础知识5 监控量测监控量测5.3.6施工监测值控制标准施工监测值控制标准1.地铁车站明(盖)挖法及竖井施工监测值控制标准;2.地铁矿山法施工监测值控制标准;3.地下管线及地面沉降控制标准; 4.地铁穿越工程沉降值监测控制标准。2022
10、-5-32022-5-322第一章 地下工程基础知识5 监控量测监控量测5.4监测项目及技术要求监测项目及技术要求车站明(盖)挖法及竖井施工监测项目和要求;矿山法施工监测项目及要求;地铁穿越工程监测基本要求。2022-5-32022-5-323第一章 地下工程基础知识5 监控量测监控量测5.6.1数据分析处理数据分析处理1.数据采集;2.数据整理;3.数据分析;4.安全预报和反馈。2022-5-32022-5-324第一章 地下工程基础知识5 监控量测监控量测5.7信息反馈、预警报告及其程序信息反馈、预警报告及其程序信息反馈与管理;信息预警及响应。2022-5-32022-5-325第一章 地
11、下工程基础知识5 监控量测监控量测5.8监测管理与质量保证措施监测管理与质量保证措施监测管理基准;监测管理体系;监测质量保证措施。地铁车站地铁车站施工施工22022-5-3262022-5-327明挖顺作法明挖顺作法最常用的施工方法。优点:施工简单、快捷、经济、安全缺点:对周围环境或交通影响较大。适用条件: 有条件的地方; 位于现状道路,但允许交通暂时封闭或占道。 “十”字路口,允许倒边施工明挖法施工步骤明挖法施工步骤第一道支撑第二道支撑第三道支撑结构围护桩结构围护桩土建风道土建风道2022-5-329明挖顺作法现场图明挖顺作法现场图2022-5-330盖挖顺作法盖挖顺作法除临时路面系统外,其
12、作业程序、结构方案与明挖法完全一致。优点:封闭道路时间短,一旦路面先期恢复,后续施工对地面交通几乎无影响。缺点:造价较高、工期较明挖法长。适用条件: 城市繁华地段; 关键交通区段 。2022-5-331盖挖顺作法施工步骤盖挖顺作法施工步骤降水井降水井临时墩临时墩军用梁路面军用梁路面围护桩围护桩换换 撑撑换换 撑撑2022-5-332盖挖顺作法现场图片盖挖顺作法现场图片2022-5-333盖挖逆作法盖挖逆作法分类分类明挖顺作法明挖顺作法盖挖顺作法盖挖顺作法盖挖逆作法盖挖逆作法优点优点施工简单、快捷、经济、安全封闭道路时间短,后续无影响对防止地面沉降、周围建筑物和地下管线的保护具有良好的效果;安全
13、缺点缺点对周围环境或交通影响较大造价较高、工期较明挖法长。出土和进料通道缺乏,主体混凝土结构接缝多,容易漏水;工程成本较高。适用适用条件条件普遍采用交通繁忙地段采用建筑物密集,地面交通繁忙,场地狭窄的深、大基坑;平面形状复杂的基坑1. 围护结构施工围护结构施工2. 破路面挖土破路面挖土3. 中间柱施工中间柱施工5. 路面恢复通车路面恢复通车6. 挖地下一层土挖地下一层土7. 地下一层底板施工地下一层底板施工8. 地下一层侧墙施工地下一层侧墙施工9. 挖地下二层土挖地下二层土10. 地下二层底板施工地下二层底板施工11. 地下二层侧墙施工地下二层侧墙施工工程施工完成工程施工完成4.顶板施工顶板施
14、工盖挖逆作法施工步骤盖挖逆作法施工步骤2022-5-335案例案例深圳地铁11号线松岗站盖挖段为地下三层结构,南北长96.2米,东西宽76.6米,其中地下一层为八边形,地下二、三层为“十”字形,最大面积为5300平米,最大开挖深度25.8m。2022-5-336盖挖逆作法现场图盖挖逆作法现场图2022-5-337盖挖逆作法现场图盖挖逆作法现场图2022-5-338盖挖逆作法施工关键点盖挖逆作法施工关键点 钢管立柱施工及安装质量精度要求高(达到1左右)回顾:盖挖逆作法有那些施工关键点?回顾:盖挖逆作法有那些施工关键点? 顶板下土方开挖及外运施工工效 高标准的地模施作技术 边墙混凝土及施工缝浇筑技
15、术 围护结构与地膜法施工主体结构差异沉降控制2022-5-339 定义: PBA工法又称洞柱法。是施工暗挖地铁车站的常用工法,由于其结构受力简单,能大跨度暗挖(管理要求高)。P-pile(柱子) B-beam(梁) A-arc(拱)适用条件: 该工法施工工序较多,且地下工作环境较差,但施工引起的地面沉降较易控制;多在无水、地层相对较好、周边环境复杂的时候应用。暗挖法暗挖法PBA法法 小导洞开挖与支护 边桩、钢管柱施工 顶、底纵梁施工 拱部土体开挖与支护 拱部二次衬砌施工 车站剩余土方开挖 车站剩余结构施工暗挖法暗挖法PBA法施工步骤法施工步骤暗挖法暗挖法PBA法施工步骤法施工步骤 该施工方法按
16、照“小分块、短台阶、早成环”的原则,将整个断面开挖横向分为:侧洞、有柱的柱洞和中洞共5个洞,每洞分上、中、下三层。 先自上而下对称施工柱洞初支,再由下而上施作柱洞二衬,建立起梁、柱支撑体系。柱洞完成后,施工两个柱洞中间的中洞初支和二衬,形成整个大中洞稳定体系。再对称自上而下施工两侧洞初支,最后纵向分段自下而上对称施作二衬,完成结构闭合。暗挖法暗挖法侧洞法侧洞法 两侧洞开挖与支护 两侧洞二次结构施工 中洞拱部开挖与支护 中洞拱部二次结构施工 分层开挖中洞土方并支护 中洞二次衬砌施作暗挖法暗挖法侧洞法侧洞法 中洞法施工就是按照“小分块、短台阶、早成环、环套环”的施工原则, 中洞采用“CD或CRD法
17、”施工,分四层八部开挖或三层六部开挖,每部之间用临时中隔壁及临时仰拱分割。初支施工完毕,自下而上施作底梁、顶梁和拱部二衬,建立起中洞二衬支撑体系。中洞完成后,施工侧洞初支和二衬,完成结构闭合。 中洞法施工工序复杂,但两侧洞对称施工,比较容易解决侧压力从中洞初期支护转移到梁柱上时产生的不平衡侧压力问题,施工引起的地面沉降较易控制。暗挖法暗挖法中洞法中洞法 中洞的开挖与支护 中洞二次衬砌施工 两侧洞的开挖与支护 侧洞二次衬砌施工暗挖法暗挖法中洞法中洞法2022-5-347建设工期参考建设工期参考序号序号施工方法施工方法参考工期参考工期1明挖法施工地下车站1218个月/站2盖挖法施工地下车站2025
18、个月/站3暗挖法施工地下车站2430个月/站2.1车站围护结构施工SMW工法桩 钢板桩土钉墙 钢筋混凝土围护桩 地下连续墙 车站围护结构的基本形式 2.1车站围护结构施工开 挖 修坡 定孔位 成孔 绑扎、固定钢筋网 二次注浆 堵孔注浆 插筋 压筋 钉端焊接 喷射混凝土面层 混凝土面层养护 2.1.2土钉墙施工工序 2.1车站围护结构施工2.1.3钢板桩施工工序 钢板桩准备围檩支架安装板桩打设偏差纠正拔桩2.1车站围护结构施工2.1.4 SMW工法桩施工工序 2.1.5 围护桩施工工序 2.1车站围护结构施工2.1.6 地下连续墙施工工艺2.1车站围护结构施工2.2基坑开挖施工放坡开挖施工2.2
19、基坑开挖施工钢支撑基坑开挖2.2基坑开挖施工 测量放线 铁簸箕焊接 地面钢支撑预拼检查合格 钢支撑吊装 钢支撑就位装支撑轴力施加装 钢支撑固定装钢支撑安装工艺流程2.2基坑开挖施工钢支撑施工工艺要点 (1)钢支撑加工:钢支撑一般采用材质为Q235螺旋管,两端打坡口,采用超声波检验。将两根需对接的钢管吊上水平作业平台,与法兰盘满焊。(2)钢支撑架设:钢支撑的架设是保证基坑开挖和主体结构施工安全、控制基坑收敛和位移的有效措施。钢支撑进场前全面检查验收,特别加强钢管长度、壁厚和钢管接头焊缝质量检查。2.2基坑开挖施工钢支撑施工工艺要点 (3)直撑安装:钢管直撑分节吊装;现场拼接支撑两头中心线的偏心度
20、控制在2cm之内;主体结构直撑安装之前,先把牛腿焊接在预埋钢板上,再将钢支撑整体吊装就位。(4)斜撑安装:斜撑与围护结构有夹角,不易直接安装支撑并施加预应力。应在安装之前,布置好端头钢围檩,把斜撑支座、钢围檩及活络头连接牢固后,再进行安装和施加预应力桩锚支撑开挖 2.2基坑开挖施工钢腰梁施工测量放线安放钻机钻 孔下 锚第一次注砂浆水电供应检验/标定机械设备进场钢腰梁段注浆锁 定张 拉封 锚砂浆、水泥浆拌制砂浆、水泥浆配合比设计审批合格材料进场二次注浆钢腰梁零件购买加工锚索施工流程图 2.2基坑开挖施工2.2基坑开挖施工施工要点:1、钻孔 :钻机就位,钻进施工(套筒)2、锚索施工:锚索材料、下料
21、长度、锚索安装3、注浆施工:浆液配合比、注浆压力控制、自由段留置4、张拉施工:张拉顺序、张拉应力、伸长值5、封锚:钢绞线切割2.3基坑降水排水施工降水方法适用地层渗透系数降水深度(m)集水明排含薄层粉砂的粉质黏土,黏质粉土,砂质粉土,粉细砂110-7210-45轻型井点含薄层粉砂的粉质黏土,黏质粉土,砂质粉土,粉细砂110-7210-45610喷射井点含薄层粉砂的粉质黏土,黏质粉土,砂质粉土,粉细砂110-7210-4820电渗井点黏土,淤泥质黏土,粉质黏土110-7根据选定的井点确定管井(深井)含薄层粉砂的粉质黏土,砂质黏土,各类砂土,砾砂,卵石110-610砂(砾)渗井含薄层粉砂的粉质黏土
22、510-7根据下卧导水层的性质确定2.3.1 常用的降水方法和适用条件 2.3基坑降水排水施工2.3.2降水方法集水明排 轻型井点降水 2.3基坑降水排水施工管井降水管井降水降水管井2.3基坑降水排水施工2.3基坑降水排水施工降水井布置钻井洗井试降水效果分析分段大面积降水通过对基坑涌水量的理论计算设计降水井的位置和大小;通过试降水效果分析重新确定降水井的布置及合理选用抽水水泵;根据施工顺序,先降竖井横通道范围的地下水,在结构二衬没有达到设计强度前,不得停抽地下水。降水井停抽根据结构二衬施工同步进行。管井降水施工顺序目的:是疏干基坑开挖范围内的上层潜水,且将承压水降至开挖面下1m安排:在工程施工
23、前10天开始进行,贯穿工程施工的全过程。降水量计算: k145m/d;a:300m,降水长度;b:26m,降水宽度;r=94.54m;(r0.29(a+b));潜水含水层厚度:H=15.5m;最大水位降深:S=15.5m;降水影响半径:2.3基坑降水排水施工u降水井前1.44米必须采用人工开挖探明地下管线,护筒外侧必须用粘土封堵密实,防止钻井施工用水渗漏造成塌孔。u受交通车流影响,排水井口及主要排水管宜采用暗排布置,以防管线碰撞破损,造成漏水直接影响基坑安全。u降水前进行试抽水记录出水量及水位变化情况,检算降水能力,及时调整降水方案。保证水位在开挖面1.0米以下。u降水工作与开挖施工密切配合,
24、根据开挖的顺序、开挖的进度等情况及时调整降水井的运行数量。u由于含水层底板凹凸不平,或存在局部粘性土夹层,会产生残留水。出现这种情况应放慢开挖速度,及时采取措施防止水流将基坑底细粒物质带走造成基底土扰动。管井降水注意事项管井降水注意事项2.3基坑降水排水施工(1)接地施工分区进行,每区均需测接地电阻值,单区0.5;测试按三级法进行。(2)添加阻锈剂。综合接地施工要点综合接地施工要点(1)下翻梁可以采用砖模或立模浇筑砼。(2)垫层混凝土摊铺时,根据预先埋设的高程控制桩控制面层高度。垫层及保护层施工要点垫层及保护层施工要点(1)钢筋绑扎时按从下到上、由主到次的顺序进行,按:主梁次梁穿底面钢筋焊接架
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