地鐵施工的主要施工方法

1、目前,國內(nèi)外地鐵施工方法掌握了盾構(gòu)機的選型和配套技術(shù),與外國合作設(shè)計生產(chǎn)盾構(gòu)機,配套施工設(shè)備包括管片模具完全能夠自行設(shè)計制造;掌握了盾構(gòu)隧道的設(shè)計和結(jié)構(gòu)計算技術(shù)以及防水技術(shù);掌握了盾構(gòu)掘進控制技術(shù),如盾構(gòu)掘進參數(shù)選擇控制,碴土和壓力管理,地表沉降控制,盾構(gòu)機姿態(tài)和隧道軸線控制,管片防裂,同步注漿等,實現(xiàn)了信息化施工,可以確保盾構(gòu)施工的安全,優(yōu)質(zhì),高效和環(huán)保;基槽開挖管段浮運和沉放對接作業(yè)地下連續(xù)墻.該結(jié)構(gòu)適合于飽水沙層,飽和淤泥土層等飽水軟弱地層,既可以控制土壓力,又可以有效地阻隔地下水,同時還可以作為車站結(jié)構(gòu)的一部分.人工挖孔樁和鉆孔灌注樁.這兩種施工方法均是采用排樁樁墻來擋土和防水,實現(xiàn)基

2、坑的維護.其中,人工挖孔樁適合于地下水位較深或無水的地層,要求地層強度較高,其斷面形式不受施工機具的限制,可以作成圓形和方形,而且其施工質(zhì)量和強度要高于普通的鉆孔灌注樁,但是,鉆孔灌注樁具有較廣的適用范圍,二者不能替代.SMW工法樁.該方法是在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼或其它種類的勁性材料,以增強水泥土攪拌樁抗彎,抗剪能力.用這種方法作成的基坑支護結(jié)構(gòu)同時具有較好的防水功能,在610m的基坑中具備較強的技術(shù)優(yōu)勢,與地下連續(xù)墻相比,具有施工速度快,占地少,無污染,防水效果好和造價低廉等優(yōu)點. 明挖法施工程序一般可以分為4大步:維護結(jié)構(gòu)施工內(nèi)部土方開挖工程結(jié)構(gòu)施工支撐樁采用以H型鋼為柱芯的鋼管或鉆孔

3、灌注樁,滿足了沉降的控制要求;采用地下連續(xù)墻低注漿的方法,增強基底持力層的剛性,使地下連續(xù)墻與臨時支撐柱共同承受上部荷載,以減小差異沉降;逆作法開挖支撐施工工藝中,利用混凝土板對地下連續(xù)墻的變形起約束作用,在暗挖過程中采用一撐兩用的合理方法,大大減少了工程量,加快了工程進度,控制了墻體位移.蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護結(jié)構(gòu)和中間樁柱,和蓋挖順作法一樣,基坑維護結(jié)構(gòu)多采用地下連續(xù)墻或帷幕樁,中間支撐多利用主體結(jié)構(gòu)本身的中間立柱以降低工程造價.隨后即可開挖表層土體至主體結(jié)構(gòu)頂板地面標高,利用未開挖的土體作為土模澆筑頂板.頂板可以作為一道強有力的橫撐,以防止維護結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)變形,待回填土后

4、將道路復原,恢復交通.以后的工作都是在頂板覆蓋下進行,即自上而下逐層開挖并建造主體結(jié)構(gòu)直至底板,如圖3.如果開挖面積較大,覆土較淺,周圍沿線建筑物過于靠近,為盡量防止因開挖基坑而引起臨近建筑物的沉陷,或需及早恢復路面交通,但又缺乏定型覆蓋結(jié)構(gòu),常采用蓋挖逆作法施工.工程實例:南京地鐵南北線一期工程的區(qū)間隧道在地質(zhì)條件和周圍環(huán)境允許的情況下,以造價,工期,安全為目標,經(jīng)過分析,比較,選擇了全線區(qū)間施工方法.其中,三山街站,位于秦淮河古河道部位,位于粉土,粉細砂,淤泥質(zhì)粘土土層中.因為是第1個車站,又位于十字路口,因此采用地下連續(xù)墻作圍護結(jié)構(gòu).除人口結(jié)構(gòu)采用順作法外,其余均為蓋挖逆作法.2.3蓋挖

5、半逆作法蓋挖半逆作法與逆作法的區(qū)別僅在于頂板完成及恢復路面后,向下挖土至設(shè)計標高后先澆筑底板,再依次向上逐層澆筑側(cè)墻,樓板.在半逆作法施工中,一般都必須設(shè)置橫撐并施加預(yù)應(yīng)力,如圖4.(三)暗挖施工法1.鉆爆法我國地域廣大,地質(zhì)類型多樣,像重慶,青島等城市的堅硬巖石地層,廣州地鐵也有部分區(qū)段處在堅硬巖石地層中,修建地鐵隧道通常采用鉆爆法開挖,噴錨支護(與通常的山嶺隧道相當).在建的重慶輕軌地下部分的區(qū)間和車站基本采用隧道形式,最大開挖斷面積超過420m2,采用微震控制爆破,分步開挖,噴混凝土和錨桿支護,現(xiàn)澆混凝土襯砌,已成功建成了臨江門車站隧道等.已建成的青島地鐵試驗段輕紡醫(yī)院站,開挖斷面積已超

6、過300m2,也是采用鉆爆法施工,但沒有二次襯砌;廣州地鐵1,2,3號線的某些區(qū)段,某些區(qū)間或車站下部的堅硬巖石地層也采用了微震控制爆破來輔助開挖.南京地鐵一期TAl標段處于巖石地層中的3座隧道,均采用鉆爆法施工.2.盾構(gòu)法近年來,我國也在研究采用盾構(gòu)法修建地鐵車站的技術(shù),主要集中在兩種方法上,一是采用多圓斷面盾構(gòu)一次建成地鐵車站,另一種是采用區(qū)間盾構(gòu)修建地鐵車站.它的優(yōu)勢在于可以充分,有效地利用盾構(gòu)設(shè)備,提高地鐵工程的建設(shè)質(zhì)量,縮短建設(shè)周期,達到總體上降低工程造價的目的.3.淺埋(超淺埋)暗挖法淺埋暗挖法即松散地層的新奧法施工,新奧法是充分利用圍巖的自承能力和開挖面的空間約束作用,采用錨桿和

7、噴射混凝土為主要支護手段,對圍巖進行加固,約束圍巖的松弛和變形,并通過對圍巖和支護的量測,監(jiān)控,指導地下工程的設(shè)計施工.淺埋暗挖法是針對埋置深度較淺,松散不穩(wěn)定的上層和軟弱破碎巖層施工而提出來的,如深圳地鐵區(qū)間隧道大部分采用了淺埋暗挖法施工.淺埋暗挖法的施工技術(shù)特點:圍巖變形波及地表;要求剛性支護或地層改良;通過試驗段來指導設(shè)計和施工.淺埋暗挖法施工隧道時,應(yīng)根據(jù)工程特點,圍巖情況,環(huán)境要求以及施工單位的自身條件等,選擇適宜的開挖方法及掘進方式.施工中區(qū)間隧道常用的開挖方法是臺階法,CRD工法,眼鏡工法等;城市地鐵車站,地下停車場等多跨隧道多采用柱洞法測洞法或中洞法等工法施工.地下鐵道是在城市

8、區(qū)域內(nèi)施工,對地表沉降的控制要求比較嚴格,所以更要強調(diào)地層的預(yù)支護和預(yù)加固,所采用的施工方法有超前小導管預(yù)注漿,開挖面深孔注漿,管棚超前支護.淺埋暗挖法的施工工藝可以概括為"管超前,嚴注漿,短開挖,強支護,快封閉,勤量測"18個字,其工藝流程見圖5.工程實例:北京地鐵東單車站東南風道與車站主體結(jié)構(gòu)正交,北側(cè)在長安街下,中部及南側(cè)穿過居民區(qū),風道全長43.4 m.采用淺埋暗挖洞樁法施工,在基本維持環(huán)境原狀條件的情況下從地面居民生活區(qū)和人防設(shè)施下面順利通過.(四)混合施工法可以根據(jù)地鐵車站的實際情況,在地鐵車站的施工過程中采用以上2種或2種以上的方法同時使用,稱其為混合法.三,

9、地鐵施工中的輔助工法 城市地鐵施工中,輔助工法是一項必不可少的重要技術(shù),有時甚至涉及工程的成敗.采用輔助工法的主要目的是為工程主體順利施工創(chuàng)造條件,或出于工程安全考慮,或為保護建,構(gòu)筑物等. 目前采用的輔助工法主要有: 1)降水(和回灌) 有井管降水,真空降水,電滲降水等,北京及北方地區(qū)多采用基坑外地面深井降水和回灌,也有采用洞內(nèi)輕型井點降水;上海及南方地區(qū)則多采用基坑內(nèi)井管降水,也有采用真空或電滲降水. 2)注漿 主要用于止水或加固地層,以防坍陷沉或結(jié)構(gòu)治水.注漿方式主要有軟土分層注漿,小導管注漿,TSS管注漿,帷幕注漿等,注漿材料有普通水泥,超細水泥,水泥水玻璃,改性水玻璃,化學漿等. 3)高壓旋噴或攪拌加固 主要用于地層加固,如采用淺埋暗挖法或礦山法施工的隧道局部特別軟弱的地層或有重要建,構(gòu)筑物需要特殊保護時采用,盾構(gòu)法隧道的始發(fā)和到達端頭常用高壓旋噴或攪拌加固,聯(lián)絡(luò)通道也常用此法加固地層.近年來也開發(fā)了隧道內(nèi)施作的水平旋噴或攪拌加固技術(shù). 4)鋼管棚 用于暗挖隧道的超前加固,布置于隧道的拱部周邊,常用的規(guī)格主要有:42mm直徑,46m長,108/159mm,2040m,前者采用風鎬頂進,后者則用鉆機施作.近幾年來也有采用