地鐵車站施工講訴

1、一、常見地鐵車站結構形式、施工流程二、明挖基坑施工常見地鐵車站結構形式、施工流程 1、盾構施工簡述 盾構施工簡述在建造隧道的設計階段，首先要將隧道分段，再啟動豎井吊裝隧道鉆挖機、在目的地挖掘回收井，隧道鉆挖機抵達回收井，經(jīng)分拆后運走。常見地鐵車站結構形式、施工流程1、常見豎井形式常見地鐵車站結構形式、施工流程2、常見盾構洞門形式2、地鐵車站形式與結構組成（一）地鐵車站形式分類 地鐵車站根據(jù)其所處位置、埋深、運營性質、結構橫斷面、站臺形式等進行不同分類，具體詳見右表。常見地鐵車站結構形式、施工流程常見地鐵車站結構形式、施工流程常見地鐵車站結構形式、施工流程圖2 側式站臺 1地鐵車站通常由車站主體

2、（站臺、站廳、設備用房、生活用房），出人口及通 道，通風道及地面通風亭等三大部分組成。 2車站主體是列車在線路上的停車點，其作用既是供乘客集散、候車、換車及上、下車；又是地鐵運營設備設置的中心和辦理運營業(yè)務的地方。 3出入口及通道（包括人行天橋）是供乘客進、出車站的建筑設施。 4通風道及地面通風亭的作用是保證地下車站有一個舒適的地下環(huán)境。常見地鐵車站結構形式、施工流程 地鐵工程通常是在城鎮(zhèn)中修建的，其施工方法選擇會受到地面建筑物、道路、城市交通、環(huán)境保護、施工機具以及資金條件等因素影響。因此，施工方法的決定，不僅要從技術、經(jīng)濟、修建地區(qū)具體條件考慮，而且還要考慮施工方法對城市生活的影響。 （一

3、）明挖法施工 1明挖法是先從地表面向下開挖基坑至設計標高，然后在基坑內的預定位置由下而上地建造主體結構及其防水措施，最后回填土并恢復路面。 2明挖法是修建地鐵車站的常用施工方法，具有施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證工程質量、工程造價低等優(yōu)點，因此，在地面交通和環(huán)境條件允許的地方，應盡可能采用。 3明挖法施工基坑可以分為敞口放坡基坑和有圍護結構的基坑兩類。若基坑所處地面空曠，周圍無建筑物或建筑物間距很大，地面有足夠空地能滿足施工需要又不影響周圍環(huán)境時，則采用敞口放坡基坑施工。這種基坑施工簡單、速度快、噪聲小，無需做圍護結構。如果因場地限制，基坑邊坡坡度稍陡于規(guī)范規(guī)定時，則可采用適當?shù)膿跬两Y構

4、，如土釘加混凝土噴抹面對邊坡加以支護。即使如此，該方法的造價仍然是較低的。常見地鐵車站結構形式、施工流程 如果基坑很深，地質條件差，地下水位高，特別是又處于繁華市區(qū)，地面建筑物密集，交通繁忙，無足夠空地滿足施工需要，沒有條件采用敞口放坡基坑時，則可采用有圍護結構的基坑。其中，敞口放坡基坑分為邊坡面不加支護的基坑以及噴混凝土面和錨桿護坡基坑兩類；有圍護結構基坑的圍護結構又分為不同類型。常見地鐵車站結構形式、施工流程常見地鐵車站結構形式、施工流程 （二）蓋挖法施工 1蓋挖法施工與常見的明挖法施工的主要區(qū)別在于施工方法和順序不同：蓋挖法是先蓋后挖，即先以臨時路面或結構頂板維持地面暢通，再向下支護的基

5、坑施工。施工基本流程：在現(xiàn)有道路上按所需寬度，以定型標準的預制棚蓋結構（包括縱、橫梁和路面板）或現(xiàn)澆混凝土頂（蓋）板結構置于樁（或墻）柱結構上維持地面交通，在棚蓋結構支護下進行開挖和施做主體結構、防水結構。然后回填土并恢復管、線、路或埋設新的管、線、路。最后恢復道路結構。 2蓋挖法具有諸多優(yōu)點：圍護結構變形小，能夠有效控制周圍土體的變形和地表沉降，有利于保護臨近建筑物和構筑物；基坑底部土體穩(wěn)定，隆起小，施工安全；蓋挖逆作法施工一般不設內部支撐或錨錠，施工空間大；蓋挖逆作法用于城市街區(qū)施工時，可盡快恢復路面，對道路交通影響較小。 3.蓋挖法也存在一些缺點：蓋挖法施工時，混凝土結構的水平施工縫的處

6、理較為困難；蓋挖逆作法施工時，暗挖施工難度大、費用高；蓋挖法每次分部開挖與澆筑或襯砌的深度，應綜合考慮基坑穩(wěn)定、環(huán)境保護、永久結構形式和混凝土澆筑作業(yè)等因素來確定。 4蓋挖法可分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法及蓋挖半逆作法。目前，城市中施工采用最多的是蓋挖逆作法。常見地鐵車站結構形式、施工流程 蓋挖順作法主要依賴堅固的擋土結構，根據(jù)現(xiàn)場條件、地下水位高低、開挖深度以及周圍建筑物的鄰近程度可選擇鋼筋混凝土鉆（挖）孔灌注樁或地下連續(xù)墻，對于飽和的軟弱地層應以剛度大、止水性能好的地下連續(xù)墻為首選方案。目前，蓋挖順作法中的擋土結構常用來作為主體結構邊墻體的一部分或全部。 (2)蓋挖逆作法 蓋挖逆作法的具體施

7、工流程見下圖。蓋挖逆作法施工時，先施作車站周邊圍護樁和結構主體樁柱，然后將結構蓋板置于樁（圍護樁）、柱（鋼管柱或混凝土柱）上，自上而下完成土方開挖和邊墻、中隔板及底板襯砌的施工。蓋挖逆作法是在明挖內支撐基坑基礎上發(fā)展起來的，施工過程中不需設置臨時支撐，而是借助結構頂板、中板自身的水平剛度和抗壓強度實現(xiàn)對基坑圍護樁（墻）的支護作用。其工法特點是：快速覆蓋、縮短中斷交通的時間；自上而下的頂板、中隔板及水平支撐體系剛度大，可營造一個相對安全的作業(yè)環(huán)境；占地少、回填量小、可分層施工，也可分左右兩幅施工，交通導改靈活；不受季節(jié)影響、無冬期施工要求，低噪聲、擾民少；設備簡單、不需大型設備，操作空間大、操作

8、環(huán)境相對較好。常見地鐵車站結構形式、施工流程蓋挖順作法的具體施工流程見下圖。常見地鐵車站結構形式、施工流程工程施工完成工程施工完成蓋挖逆作常見地鐵車站結構形式、施工流程 (3)蓋挖半逆作法 類似逆作法，其區(qū)別僅在于頂板完成及恢復路面過程，蓋挖半逆作法的施工步驟見下圖。在半逆作法施工中，一般都必須設置橫撐并施加預應力。采用逆作或半逆作法施工時都要注意混凝土施工縫的處理問題，由于它是在上部混凝土達到設計強度后再接著往下澆筑的，而混凝土的收縮及析水，施工縫處不可避免地要出現(xiàn)3lOmm寬的縫隙，將對結構的強度、耐久性和防水性產生不良影響。 在逆作法和半逆作法施工中，如主體結構的中間立柱為鋼管混凝土柱，

9、而柱下基礎為鋼筋混凝土灌注樁時，需要解決好兩者之間的連接問題。一般是將鋼管柱直接插入灌注樁的混凝土內1Om左右，并在鋼管柱底部均勻設置幾個孔，以利混凝土流動，同時也可加蓋挖半逆作法施工流程。常見地鐵車站結構形式、施工流程(3)蓋挖半逆作法常見地鐵車站結構形式、施工流程 （一）明挖法施工車站結構 明挖法施工的車站主要采用矩形框架結構或拱形結構。 1矩形框架結構 這是明挖車站中采用最多的一種形式，根據(jù)功能要求，可以雙層于單跨、雙跨或多層多跨等形式。側式車站一般采用雙跨結構；島式車站多采用雙跨或三跨結構。站臺寬度lOm時宜采用雙跨結構，有時也采用單跨結構。在道路狹窄的地段建地鐵車站，也可采用上、下行

10、線重疊的結構。 明挖地鐵車站結構由底板、側墻及頂板等圍護結構和樓板、梁、柱及內墻等內部構件組合而成。它們主要用來承受施工和運營期間的內中外部荷載，提供地鐵必需的使用空間，同時也是車站建筑造型的有機組成部分。構件的形式和尺寸將直接影響內部的使用空間和管線布置等，所以必須綜合受力、使用、建筑、經(jīng)濟和施工等因素合理選定。 (1)頂板和樓板 可采用單向板（或梁式板）、井字梁式板、無梁板或密肋板等形式。井字梁式板和無梁板可以形成美觀的頂棚或建筑造型，但造價較高，只有在板下不走管線時方可考慮采用。常見地鐵車站結構形式、施工流程 （一）明挖法施工車站結構 (2)底板 底板主要按受力和功能要求設置。幾乎都采用

11、以縱梁和側墻為支承的梁式板結構，這有利于整體道床和站臺下縱向管道的鋪設。埋置于無地下水的巖石地層中的明挖車站，可不設受力底板，但鋪底應滿足整體道床的使用要求。 (3)側墻 當采用放坡開挖或用工字鋼樁、鋼板樁等作基坑的臨時護壁時，側墻多采用以頂、底板及樓板為支承的單向板，裝配式構件也可采用密肋板。 當采用地下連續(xù)墻或鉆孔樁護壁時，可利用它們作為主體結構側墻的一部分或全部。這種情況下的側墻，視場地土質條件不同，基本可分為兩大類：一類是由灌注樁與內襯墻組成的樁墻結構；另一類是地下連續(xù)墻或地下連續(xù)墻與內襯墻組成的結構。在無水地層中，可選用分離式灌注樁；在保證柱間土穩(wěn)定（必要時可施作噴混凝土層）的前提下

12、，選擇較大的樁徑；當有地下水時，可結合注漿形成止水帷幕或改用相互搭接的灌注樁（鉆孔咬合樁）。但在飽和軟土或流沙地層中，從提高圍護結構的強度、剛度、止水性和保護環(huán)境等方面考慮，尤其當挖深超過lOm時，多采用地下連續(xù)墻。 當連續(xù)墻直接作為主體結構的側墻或與內襯墻形成整體結構時，設計中需要考慮先期修建的連續(xù)墻與頂、樓、底板等水平構件的連接。常見地鐵車站結構形式、施工流程 （一）明挖法施工車站結構 (4)立柱 明挖車站的立柱一般采用鋼筋混凝土結構，可采用方形、矩形、圓形或橢圓形等截面。按常規(guī)荷載設計的地鐵車站站臺區(qū)的柱距一般取68m。當車站與地面建筑合建或為特殊荷載控制設計，柱的設計荷載很大時，可采用

13、鋼管混凝土柱、勁性鋼筋高強凝土柱。 2拱形結構 一般用于站臺寬度較窄的單跨單層或單跨雙層車站。結構由拱形和平底板組成，墻腳與底板之間采用鉸接，并在其外側設有與底板整體澆筑的擋墻，用以抵抗剛架的水平推力。 （二）蓋挖法施工車站結構 1結構形式 在城鎮(zhèn)交通要道區(qū)域采用蓋挖法施工的地鐵車站多采用矩形框架結構。 軟土地區(qū)地鐵車站一般采用地下墻或鉆孔灌注樁作為施工階段的圍護結構。地下墻可作側墻結構的一部分，與內部現(xiàn)澆鋼筋混凝土組成雙層襯砌結構；也可將單層地下墻作為主體結構側墻結構。單、雙層墻應經(jīng)工程造價、進度、結構整體性、防水堵漏、施工處理等綜合比較后，根據(jù)不同地質、周圍環(huán)境等選用。常見地鐵車站結構形式

14、、施工流程（二）蓋挖法施工車站結構 2側墻 單層側墻即地下墻在施工階段作為基坑圍護結構，建成后使用階段又是主體結構的側墻，內部結構的板直接與單層墻相接。在地下墻中可采用預埋“錐螺紋鋼筋連接器”將板的鋼筋與地下墻的鋼筋相接，確保單層側墻與板的連接強度及剛度。砂性地層中不宜采用單層側墻。 雙層側墻即地下墻在施工階段作為圍護結構，回筑時在地上墻內側現(xiàn)澆鋼筋混凝土內襯側墻，與先施工的地下墻組成疊合結構，共同承受使用階段的水土側壓力，板與雙層墻組成現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構， 3中間豎向臨時支撐系統(tǒng) 中間豎向臨時支撐系統(tǒng)由臨時立柱及其基礎組成，系統(tǒng)的設置方法有三種：在永久柱的兩側單獨設置臨時柱；臨時柱與永久

15、柱合一；臨時柱與永久柱合一，同時增設臨時柱。常見地鐵車站結構形式、施工流程（一）深基坑支護結構與變形控制（一）深基坑支護結構與變形控制 基坑工程是由地面向下開挖一個地下空間，深基坑四周一般設置垂直的擋土圍護結構，圍護結構一般是在開挖面基底下有一定插入深度的板（樁）墻結構；板（樁）墻有懸臂式、單撐式、多撐式。支撐結構是為了減小圍護結構的變形，控制墻體的彎矩；分為內撐和外錨兩種。以地鐵車站為主介紹基坑開挖支護與變形控制。一、圍護結構1基坑圍護結構體系包括板（樁）墻、圍檁（冠梁）及其他附屬構件。板（樁）墻主要承受基坑開挖卸荷所產生的土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐，是穩(wěn)定基坑的一種施工臨時擋墻結

16、構。2地鐵基坑所采用的圍護結構形式很多，其施工方法、工藝和所用的施工機械也各異；因此，應根據(jù)基坑深度、工程地質和水文地質條件、地面環(huán)境條件等，特別要考慮到城市施工特點，經(jīng)技術經(jīng)濟綜合比較后確定。（二）深基坑圍護結構類型1在我國應用較多的有板柱式、柱列式、重力式擋墻、組合式以及土層錨桿、逆筑法、沉井等。2不同類型圍護結構的特點見下表。(1)工字鋼樁圍護結構 作為基坑圍護結構主體的工字鋼，基坑開挖前，在地面用沖擊式打樁機沿基坑設計邊線打人地下，樁間距一般為1O1. 2m。若地層為飽和淤泥等松軟地層也可采用靜力壓樁機和振動打樁機進行沉樁。基坑開挖時，隨挖土方隨在樁間插入50mm厚的水平木板，以擋住樁

17、間土體?；娱_挖至一定深度后，若懸臂工字鋼的剛度和強度都夠大，就需要設置腰梁和橫撐或錨桿（索），腰梁多采用大型槽鋼、工字鋼制成，橫撐則可采用鋼管或組合鋼梁。 工字鋼樁圍護結構適用于黏性土、砂性土和粒徑不大于lOOmm的砂卵石地層；當?shù)叵滤惠^高時，必須配合人工降水措施。打樁時，施工噪聲一般都在lOOdB以上，大大超過環(huán)境保護法規(guī)定的限值。因此，這種圍護結構一般宜用于郊區(qū)距居民點較遠的基坑施工中。當基坑范圍不大時，例如地鐵車站的出入口，臨時施工豎井可以考慮采用工字鋼做圍護結構。(2)鋼板樁圍護結構 鋼板樁強度高，樁與樁之間的連接緊密，隔水效果好，可重復使用。因此，沿海城市如上海、天津等地區(qū)修建地

18、下鐵道時，在地下水位較高的基坑中采用較多；北京地鐵一期工程在木樨地過河段也曾采用過。鋼板樁常用斷面形式，多為U形或Z形。我國地下鐵道施工中多用U形鋼板樁，其沉放和拔除方法、使用的機械均與工字鋼樁相同，但其構成方法則可分為單層鋼板樁圍堰、雙層鋼板樁圍堰及屏幕等。由于地鐵施工時基坑較深，為保證其垂直度且方便施工，并使其能封閉合龍，多采用帷幕式構造。(3)鉆孔灌注樁圍護結構 鉆孔灌注樁一般采用機械成孔。地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機、沖擊式鉆機和正反循環(huán)鉆機等。對正反循環(huán)鉆機，由于其采用泥漿護壁成孔，故成孔時噪聲低，適于城區(qū)施工，在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應用。(4)深層攪拌樁擋土結構

19、深層攪拌樁是用攪拌機械將水泥、石灰等和地基土相拌合，從而達到加固地基的目的。作為擋土結構的攪拌樁一般布置成格柵形，深層攪拌樁也可連續(xù)搭接布置形成止水帷幕。(5) SMW樁 SMW樁擋土墻是利用攪拌設備就地切削土體，然后注入水泥類混合液攪拌形成均勻的擋墻，最后，在墻中插入型鋼，即形成一種勁性復合圍護結構。 這種圍護結構的特點主要表現(xiàn)在止水性好，構造簡單，型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度，施工速度快，型鋼可以部分回收、重復利用。 (6)地下連續(xù)墻 地下連續(xù)墻主要有預制鋼筋混凝土連續(xù)墻和現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻兩類，通常地下連續(xù)墻一般指后者。地下連續(xù)墻有如下優(yōu)點：施工時振動小、噪聲低，墻體剛度大，對周邊地

20、層擾動小；可適用于多種土層，除夾有孤石、大顆粒卵礫石等局部障礙物時影響成槽效率外，對黏性土、無黏性土、卵礫石層等各種地層均能高效成槽。 地下連續(xù)墻施工采用專用的挖槽設備，沿著基坑的周邊，按照事先劃分好的幅段，開挖狹長的溝槽。挖槽方式可分為抓斗式、沖擊式和回轉式等類型。在開挖過程中，為保證槽壁的穩(wěn)定，采用特制的泥漿護壁。泥漿應根據(jù)地質和地面沉降控制要求經(jīng)試配確定，并在泥漿配制和挖槽施工中對泥漿的相對密度、黏度、含砂率和pH等主要技術性能指標進行檢驗和控制。每個幅段的溝槽開挖結束后，在槽段內放置鋼筋籠，并澆筑水下混凝土。然后將若干個幅段連成一個整體，形成個連續(xù)的地下墻體，即現(xiàn)澆鋼筋混凝土壁式連續(xù)墻

21、。二、支撐結構類型（一）支撐結構體系 1內支撐一般由各種型鋼撐、鋼管撐、鋼筋混凝土撐等構成支撐系統(tǒng)；外拉錨有拉錨和土錨兩種形式。 2在軟弱地層的基坑工程中，支撐結構承受圍護墻所傳遞的土壓力、水壓力。支撐結構擋土的應力傳遞路徑是圍護（樁）墻-圍檁（冠梁）-支撐，在地質條件較好的有錨固力的地層中，基坑支撐可采用土錨和拉錨等外拉錨形式。 3.在深基坑的施工支護結構中，常用的支撐系統(tǒng)按其材料可分為現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐體系和鋼支撐體系兩類，其形式和特點見下表。二、支撐結構類型（一）支撐結構體系二、支撐結構類型（一）支撐結構體系 現(xiàn)澆鋼筋混凝土支攆體系由圍檁（圈梁）、支撐及角撐、立柱和圍檁托架或吊筋、立柱，

22、托架錨固件等其他附屬構件組成。 鋼結構支撐（鋼管、型鋼支撐）體系通常為裝配式的，由圍檁、角撐、支撐、預應力設備（包括千斤頂自動調壓或人工調壓裝置）、軸力傳感器、支撐體系監(jiān)測監(jiān)控裝置、立柱樁及其他附屬裝配式構件組成。 （二）支撐體系布置 1能夠因地制宜、合理選擇支撐材料和支撐體系布置形式，使其技術經(jīng)濟綜合指標得以優(yōu)化。 2支撐體系受力明確，充分協(xié)調發(fā)揮各桿件的力學性能，安全可靠，經(jīng)濟合理，能夠在穩(wěn)定性和控制變形方面滿足對周圍環(huán)境保護的要求。 3支撐體系布置能在安全、可靠的前提下，最大限度地方便土方開挖和主體結構的快速施工。三、基坑的變形控制（一）基坑變形特征 1基坑開挖時，由于坑內開挖卸荷造成圍

23、護結構在內外壓力差作用下產生水平向位移，近而引起圍護外側土體的變形，造成基坑外土體或建（構）筑物沉降；同時，開挖卸荷也會引起坑底土體隆起。可以認為，基坑周圍地層移動主要是由于圍護結構的水平位移和坑底土體隆起造成的。 2圍護墻體水平變形 當基坑開挖較淺，還未設支撐時，不論對剛性墻體（如水泥土攪拌樁墻、旋噴樁墻等）還是柔性墻體（如鋼板樁、地下連續(xù)墻等），均表現(xiàn)為墻頂位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。隨著基坑開挖深度的增加，剛性墻體繼續(xù)表現(xiàn)為向基坑內的三角形水平位移或平行剛體位移，而一般柔性墻如果設支撐，則表現(xiàn)為墻頂位移不變或逐漸向基坑外移動，墻體腹部向基坑內凸出。三、基坑的變形控制 3圍護墻體豎向變位 在實際工程中，墻體豎向變位量測往往被忽視，事實上由于基坑開挖土體自重應力的釋放，致使墻體產生豎向變位：上移或沉降。墻體的豎向變位給基坑的穩(wěn)定、地表沉降以及墻體自身的穩(wěn)定性均帶來極大的危