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文檔簡介
1、地 鐵 施 工 技 術(shù) 交 流二零一五年三月 鄭州第一篇 主要施工方法第二篇 特殊條件解決方案 第一篇 主要施工方法主要內(nèi)容:術(shù)語主要施工方法一覽第一部分 明挖法施工第二部分 蓋挖順作法第三部分 蓋挖逆作法第四部分 車站暗挖法第五部分 區(qū)間盾構(gòu)法(略)第六部分 區(qū)間暗挖法第七部分 沉管法第八部分 施工監(jiān)測技術(shù)術(shù)語明挖順作法:從地面自上而下挖開的基坑中自下而上修筑結(jié)構(gòu)。蓋挖順作法:在地面修筑維持地面交通的臨時(shí)路面及基坑支撐后,自上而下開挖土方至設(shè)計(jì)坑底標(biāo)高,再自下而上修筑結(jié)構(gòu)。蓋挖逆作法:開挖地面修筑結(jié)構(gòu)頂板及其豎向支撐結(jié)構(gòu)后,在頂板的下面自上而下分層開挖土方分層修筑結(jié)構(gòu)。暗挖法:是在軟土地層中
2、以加固和處理軟弱地層為前提,采用足夠剛性的復(fù)合襯砌結(jié)構(gòu),選用非敞開分部開挖方式的地下施工法。礦山法:一般指置于基巖中的地下上程,采用傳統(tǒng)鉆爆法或臂式掘進(jìn)機(jī)開挖的方法統(tǒng)稱為礦山法。沉管法:就是在江河、海灣或海峽的水底預(yù)先挖掘好溝槽,把在干塢內(nèi)預(yù)制的沉管浮運(yùn)到施工現(xiàn)場,依次沉放在溝槽內(nèi)并連接,從而建成隧道。 說明:在行業(yè)或國外部分國家,明挖順作法簡稱“明挖法”, 蓋挖順作法又名“(臨時(shí))鋪蓋法”,蓋挖逆作法又名“蓋挖法”。地鐵車站地鐵區(qū)間明挖順作法暗挖法或礦山法盾構(gòu)法蓋挖順作法地鐵主要施工方法一覽明挖法蓋挖逆作法沉管法暗挖法或礦山法第一部分 明挖法杭州地鐵二號(hào)線外環(huán)南路站車站站位在道路以外,不影響
3、交通和管線 1、明挖法適用條件一東圃二馬路 黃 埔 大 道 東車站主體1、明挖法適用條件二廣州地鐵五號(hào)線東圃站車站在道路范圍內(nèi),但交通可以疏解、管線可以遷改2、明挖法車站主體結(jié)構(gòu)形式廣州地鐵員村站(兩層兩跨)廣州地鐵鷺江站(兩層單跨)哈爾濱地鐵博物館站(四層三跨)廣州地鐵五羊新城站(三層二跨)廣州地鐵楊箕站(三層三跨)3、明挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式地下連續(xù)墻放坡開挖+攪拌樁加固鉆孔咬合樁鉆孔灌注樁+旋噴止水土釘墻SMW樁人工挖孔樁廣州地鐵五號(hào)線魚珠站地下連續(xù)墻:防水效果好,造價(jià)較高普通槽壁機(jī)雙輪銑槽壁機(jī)連續(xù)墻接頭可采用工字鋼、十字鋼板接頭或鎖口管接頭。工字鋼接頭鎖口管接頭3、明挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式鉆孔咬合
4、樁平面布置示意圖地下連續(xù)墻放坡開挖+攪拌樁加固鉆孔咬合樁鉆孔灌注樁+旋噴止水土釘墻SMW樁人工挖孔樁鉆孔咬合樁施工現(xiàn)場3、明挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式鋼管支撐廣州地鐵五號(hào)線員村站圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖地下連續(xù)墻放坡開挖+攪拌樁加固鉆孔咬合樁鉆孔灌注樁+旋噴止水土釘墻SMW樁人工挖孔樁單重管旋噴三重管旋噴鉆孔灌注樁3、明挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式廣州地鐵二號(hào)線越秀公園站護(hù)壁配筋圖地下連續(xù)墻放坡開挖+攪拌樁加固鉆孔咬合樁鉆孔灌注樁+旋噴止水土釘墻SMW樁人工挖孔樁人工挖孔樁護(hù)壁人工挖孔樁施工現(xiàn)場3、明挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式廣州地鐵二號(hào)線新港東站地下連續(xù)墻放坡開挖+攪拌樁加固鉆孔咬合樁鉆孔灌注樁+旋噴止水土釘墻SMW樁人工挖孔樁SM
5、W工法樁施工現(xiàn)場工字鋼起拔工字鋼下放3、明挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式廣州地鐵二號(hào)線客村站圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖地下連續(xù)墻放坡開挖+攪拌樁加固鉆孔咬合樁鉆孔灌注樁+旋噴止水土釘墻SMW樁人工挖孔樁土釘墻土釘、泄水管與鋼筋網(wǎng)土釘墻表面適用于場地開闊條件,造價(jià)低廣州地鐵二號(hào)線客村站圍護(hù)結(jié)構(gòu)剖面圖地下連續(xù)墻放坡開挖+攪拌樁加固鉆孔咬合樁鉆孔灌注樁+旋噴止水土釘墻SMW樁人工挖孔樁3、明挖法圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式放坡開挖邊坡支護(hù)現(xiàn)場4、明挖法支撐體系形式鋼支撐錨索混凝土支撐鋼支撐體系(支撐腰梁格構(gòu)柱聯(lián)系梁)鋼支撐鉆孔樁錨索支撐(預(yù)應(yīng)力錨索腰梁)網(wǎng)噴砼+錨索支撐(預(yù)應(yīng)力錨索腰梁)鋼支撐錨索混凝土支撐錨索張拉鋼支撐錨索混凝土支撐混凝土
6、支撐5、明挖基坑未切改管線保護(hù)措施懸吊黃海路站照片平面黃海路站黃海路行政審批大廳于洪區(qū)城鄉(xiāng)建設(shè)管理委員會(huì)于洪區(qū)交通局太湖街北1號(hào)出入口北風(fēng)道南風(fēng)道3號(hào)出入口平面位置及周邊環(huán)境6、明挖順作法實(shí)例之沈陽地鐵一號(hào)線黃海路站結(jié)構(gòu)型式:雙層雙跨鋼筋砼矩形框架,結(jié)構(gòu)埋深頂部4.3m,底部17.71m。 圍護(hù)結(jié)構(gòu):主體及風(fēng)道采用1.0m1.2m鉆孔灌注樁;出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用0.8m1.0m鉆孔灌注樁 。內(nèi) 支 撐:60914鋼管支撐及2I45鋼圍囹。防水:底板及側(cè)墻防水層采用ECB、PVC卷材、膨潤土防水毯;頂板采用單組分聚氨酯。其它:太湖街與黃海路節(jié)點(diǎn)部位設(shè)臨時(shí)鋪蓋系統(tǒng)。黃海路站之設(shè)計(jì)概況開挖土層主要為雜
7、填土、中粗砂和粉質(zhì)粘土。含水層分為兩層: 第一層含水層賦存于中粗砂中,屬潛水,水位埋深6.5m。 第二層含水層賦存于粉細(xì)砂、中粗砂,屬承壓水。含水層埋深19.9m,水位埋深12.1m。粉細(xì)砂粉粘土中粗砂雜填土潛水位-6.5m中粗砂承壓水.m黃海路站之地質(zhì)條件土方開挖方向土方開挖方向基坑開挖順序:各采用3臺(tái)反鏟接力從中間往兩端后退式開挖土方。結(jié)構(gòu)施工順序:區(qū)段的長度812m ,隨土方開挖由中間向兩側(cè)分段分層流水施工。臨時(shí)便橋結(jié)構(gòu)黃海路站之施工步序降水井圍護(hù)樁鋼支撐基坑回填黃海路站之樁+鋼支撐施工步序黃海路站之施工照片明挖基坑全景基坑土方開挖北京地鐵四號(hào)線圓明園站之施工照片圍護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋籠加工旋挖鉆
8、機(jī)成孔作業(yè)7、其它明挖地鐵施工照片北京地鐵四號(hào)線圓明園站之施工照片鋼筋砼鉆孔樁小應(yīng)變檢測龍門吊提升系統(tǒng)北京地鐵五號(hào)線東單站之施工照片BG18型旋挖打樁機(jī)成孔冠梁、剪力塊鋼筋綁扎基坑鋼管內(nèi)支撐北京地鐵五號(hào)線東單站之施工照片底板接地施工底板防水施作底板鋼筋綁扎 底板砼澆筑北京地鐵五號(hào)線東單站之施工照片側(cè)墻模板系統(tǒng)中柱砼養(yǎng)生汽車泵送砼澆筑中板砼北京地鐵五號(hào)線東單站之施工照片頂板鋼筋綁扎頂板砼養(yǎng)生分段成型橫斷面深圳地鐵一號(hào)線購物公園站之施工照片截水帷幕施工降水井施工人工挖孔咬合樁樁頂空孔樁間噴砼找平人工挖孔咬合樁+鋼管支撐深圳地鐵一號(hào)線購物公園站之施工照片履帶吊安設(shè)鋼管支撐垂直接地鉆孔基底倒慮層排水盲
9、溝施工頂板回填壓實(shí)度檢測深圳地鐵一號(hào)線購物公園站之施工照片車站主體流水施工深圳地鐵一號(hào)線車公廟站之施工照片套管液壓灌注磨樁機(jī)施工圍護(hù)樁 反鏟接力開挖土方主體基坑鋼管支撐體系車公廟施工現(xiàn)場南京地鐵二號(hào)線向興路站之施工照片施工現(xiàn)場SMW樁+鋼管支撐上海軌道交通7號(hào)線3標(biāo)大華三路站之施工照片亮馬河站之施工照片鉆孔樁施工樁頂冠梁施工錨索成孔錨索灌漿亮馬河站之施工照片長臂反鏟倒土錨索張拉預(yù)留盾構(gòu)環(huán)中板孔邊梁鋼筋綁扎亮馬河站之施工照片中板鋼筋綁扎頂板砼振搗及收光側(cè)墻模板支撐系統(tǒng)杭州地鐵九堡東站之施工照片降水井施工一級(jí)基坑開挖第二部分 蓋挖順作法(鋪蓋法)1、蓋挖順作法(鋪蓋法)施工工序杭州地鐵二號(hào)線人民路
10、站施工順序圖2、蓋挖法車站交通疏解(全蓋挖)杭州地鐵二號(hào)線人民路站交通疏解圖廣州地鐵五號(hào)線員村站交通疏解3、蓋挖法車站交通疏解(局部蓋挖)4、蓋挖順作法施工說明之軍便梁+砼預(yù)制板鋪蓋體系結(jié)合沈陽地鐵一號(hào)線洪湖北街站說明。洪湖北街站之工程概況洪湖北街站 于洪鄉(xiāng)人民政府 于洪區(qū) 中醫(yī)院解放商用汽車服務(wù)中心沈大路北 于洪公安停車場1號(hào)出入口2號(hào)出入口東北風(fēng)道西南風(fēng)道3號(hào)出入口洪湖北街站之設(shè)計(jì)概況結(jié)構(gòu)型式:雙層雙跨鋼筋混凝土矩形框架 ,結(jié)構(gòu)覆土4m 。圍護(hù)結(jié)構(gòu):車站主體及風(fēng)道采用1000mm1200mm鉆孔灌注樁 ;出入口圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用8001000鉆孔灌注樁。內(nèi)支撐:60914鋼管支撐及2I45鋼圍囹
11、。臨時(shí)路面:采用六四軍用梁加橋面板體系。防水:底板及側(cè)墻附加防水層采用ECB、PVC卷材、膨潤土防水毯;頂板采用單組分聚氨酯。洪湖北街站之地質(zhì)條件粉細(xì)砂粉粘土中粗砂雜填土潛水位-4.5m中粗砂粉粘土中粗砂承壓水-13m承壓水-20m含水層分為三層: 第一層含水層賦存于中粗砂中,屬潛水,水位埋深4.5m; 第二層含水層賦存于粉細(xì)砂、中粗砂,屬承壓水。含水層埋深13m,水位埋深4.0m。 第三層含水層賦存于粉細(xì)砂、中粗砂、礫砂中,屬承壓水。含水層埋深20m,水位埋深12.1m。洪湖北街站之施工步序 基坑開挖順序:地面以下2m范圍,與軍用梁安裝同步進(jìn)行;地面以下25.5m范圍,由車站兩端向車站中心采
12、用挖掘機(jī)開挖;地面以下5.5168m范圍開挖由車站中心向車站兩端分三層,利用第二階段的路面運(yùn)土。結(jié)構(gòu)施工順序:區(qū)段的長度812m ,隨土方開挖由中間向兩端分段分層流水施工。土方開挖方向土方開挖方向結(jié)構(gòu)軍用梁路面洪湖北街站之施工步序南風(fēng)道北風(fēng)道開挖出土開挖出土 蓋挖軍用梁臨時(shí)路面體系形成后,從中間各采用3臺(tái)反鏟接力往兩端后退式開挖,分別以南側(cè)、北側(cè)風(fēng)道作為主要出土口。 洪湖北街站之施工步序降水井臨時(shí)墩軍用梁路面圍護(hù)樁換 撐換 撐洪湖北街站之施工照片圍護(hù)樁成孔作業(yè)軍用梁基槽開挖軍用梁安裝預(yù)制蓋板安裝洪湖北街站之施工照片瀝青砼路面恢復(fù)鋪蓋車站開挖及內(nèi)支撐架設(shè)鋪蓋車站風(fēng)道基坑兼作施工通道洪湖北街站之施
13、工照片底板鋼筋制安澆筑完成的車站底板中柱模板安裝側(cè)墻鋼筋制安5、蓋挖順作法施工說明之砼梁+預(yù)應(yīng)力砼預(yù)制板鋪蓋體系結(jié)合廣州地鐵二、八號(hào)線延長線鳳凰新村站說明。鳳凰新村站之工程概況送、排風(fēng)亭號(hào)出入口公廁號(hào)出入口號(hào)出入口號(hào)出入口(預(yù)留)北端隧道風(fēng)亭規(guī)劃道路規(guī)劃道路規(guī)劃道路南端隧道風(fēng)亭明挖范圍鳳凰新村站之工程概況 鳳凰新村站位于南田路與工業(yè)大道北交叉口。 站廳區(qū)及設(shè)備區(qū)分層于右線外側(cè)外掛上置,設(shè)明暗結(jié)合分離島式站臺(tái)。 主體結(jié)構(gòu)為三層三跨鋼筋砼框架結(jié)構(gòu),圍護(hù)結(jié)構(gòu)為密排人工挖孔樁,支撐體系為四道鋼筋砼內(nèi)支撐,基坑中間設(shè)臨時(shí)立柱,基坑施工采用局部蓋挖法。 投標(biāo)階段鋪蓋系統(tǒng)采用軍便梁,后經(jīng)過綜合比選,施工確定
14、選用預(yù)制砼蓋板:將第一道砼支撐斷面矩形改為“T”型并加大,使之作為鋪蓋體系的承重梁,同時(shí)基坑剩余的三道撐豎向位移適當(dāng)調(diào)整,縮減到二道(局部仍三道),蓋板采用先張法預(yù)應(yīng)力預(yù)制蓋板。車站效果圖鳳凰新村站之砼鋪蓋平面布置一期圍護(hù)樁及蓋板二期圍護(hù)樁及蓋板三期圍護(hù)樁、中間立柱及蓋板四期圍護(hù)樁后作為基坑施工口鳳凰新村站之地質(zhì)概況沙園方向從上往下依次是: 素填土、粉質(zhì)粘土、硬塑狀殘積土、強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化局部夾微風(fēng)化層?;由疃?底板埋深)約21m,車站底板主要位于中風(fēng)化層。鳳凰新村站之周邊環(huán)境A15內(nèi)環(huán)高架橋龍鳳街辦事處公路管理局招待所低矮房屋區(qū)(拆除)明興制藥廠卷煙倉庫明挖基坑N鳳凰新村站之鋪蓋系統(tǒng)施工步序
15、圍護(hù)樁中間臨時(shí)立柱圍護(hù)樁冠梁第一道支撐鋪蓋系統(tǒng)臨時(shí)立柱樁頂縱梁第三部分 蓋挖逆作法結(jié)合北京地鐵復(fù)八線天安門東站說明。 天安門東站為三層三跨二柱框架結(jié)構(gòu),長218.3m,寬24.2m,高15.25m,平均埋深1.5m。地下一層為自行車停車場兼作地下過街通道,凈高2.8m;地下二層為站廳層,凈高4.5m;地下三層為站臺(tái)層,凈高為6m。邊樁為800mm的鋼筋砼柱,樁間距2.0m。中柱為直徑800mm的鋼管砼柱,柱間距橫向9m,縱向6.6m。采用下導(dǎo)洞柱下條形基礎(chǔ)、無入土深度短樁作周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓋挖逆筑法施工。 車站共設(shè)有4個(gè)出入口及2座風(fēng)道,其中西北出入口與既有的天安門地下通道相接。天安門東站之工程
16、概況平面布置圖天安門東站之工程概況結(jié)構(gòu)橫斷面圖天安門東站之工程概況 車站地處永定河沖洪積扇的脊部地帶,上部為第四紀(jì)地層,總厚度達(dá)80m,呈韻律分布。下部為第三紀(jì)碎屑巖。地質(zhì)條件較為復(fù)雜,屬I類地層。自上而下依次為雜填土、輕亞粘土、中、細(xì)砂、圓礫土、輕亞粘土、圓礫土。 在第四紀(jì)地層中蘊(yùn)藏著上層滯水、潛水、承壓水。上層滯水賦存于上層的輕亞粘土中,水位標(biāo)高37.8m;潛水賦存于上層的圓礫土層中,水位標(biāo)高28.1130.45m之間,隨季節(jié)變化幅度為0.51.0m;承壓水賦存于下層的圓礫土中,水位標(biāo)高23.9727.18m,水位變化幅度0.53.0m。地下水對(duì)砼無侵蝕性。天安門東站之地質(zhì)條件 天安門東站
17、位于天安門廣場東側(cè)、歷史博物館北側(cè)的長安街下,距天安門城樓僅300m。車站縱軸平行于長安街永中線,偏南15.2m。地理位置重要,施工環(huán)境非常特殊,需把施工對(duì)環(huán)境的干擾降至最小。天安門東站之周邊環(huán)境填砂邊樁挖孔樁中樁挖孔樁施工小豎井回填、路面恢復(fù)降水井天安門東站之施工步序提升井架頂板留“天窗”出土天安門東站之施工照片蓋板砼澆筑天安門東站之施工照片頂板地模施工側(cè)墻鋼筋電渣壓力焊焊接天安門東站之施工照片車站土方開挖負(fù)一層全景負(fù)二層鋼管柱天安門東站之施工照片完工后站內(nèi)實(shí)景天安門東站之施工照片第四部分 車站暗挖法 在工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)施工特點(diǎn),地下工程分為深埋、淺埋、超淺埋地下工程。按照鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)
18、定,當(dāng)單線或雙線隧道拱頂深小于:級(jí)圍巖石3540m、級(jí)圍巖1825m、 級(jí)圍巖石1014m、 級(jí)圍巖石57m,為淺埋隧道。也可用實(shí)測壓力P和垂直土柱重量rh之比來確定,根據(jù)實(shí)測資料統(tǒng)計(jì),當(dāng)P/rh0.40.6為淺埋隧道。 城市地鐵、地下工程結(jié)構(gòu)斷面變化很大,僅用拱頂埋深確定深埋或淺埋是不妥的,還必須考慮地下工程的跨度大小,跨度大時(shí),對(duì)覆土的影響范圍也大。拱頂覆土厚度(H)與結(jié)構(gòu)跨度(D)之比,即H/D稱為覆跨比。當(dāng)0.6H/D1.5時(shí),均稱為淺埋;當(dāng)H/D0.6時(shí),均稱為超淺埋。 1、淺埋與深埋的界定北京地鐵西單站橫斷面圖北京地鐵東單站橫斷面圖北京地鐵王府井站橫斷面圖多拱多跨單拱多跨單拱大跨2
19、、暗挖法斷面形式2、暗挖法車站斷面形式北京地鐵五號(hào)線崇文門站橫斷面圖北京地鐵五號(hào)線蒲黃榆站橫斷面圖多拱多跨單拱多跨單拱大跨2、暗挖法車站斷面形式多拱多跨單拱多跨單拱大跨青島地鐵青紡醫(yī)院站車站主體位于微未風(fēng)化的花崗巖中CRD工法PBA工法礦山法3、暗挖法車站施工方法北京地鐵五號(hào)線崇文門站施工工序圖3、暗挖挖法車站施工方法CRD工法PBA工法礦山法3、暗挖法車站施工方法青島地鐵青紡醫(yī)院站橫斷面圖采用爆破開挖,適用于圍巖較好地層。CRD工法PBA工法礦山法主要開挖方法表 4、暗挖法主要開挖方法區(qū)間隧道上半斷面臨時(shí)封閉正臺(tái)階法施工區(qū)間隧道采用模板臺(tái)車二次襯砌照片中隔壁法(CD工法)交叉中隔壁法(CRD
20、工法)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法(眼鏡工法)中洞法施工的三聯(lián)拱隧道三聯(lián)拱隧道建成后的中洞照片三聯(lián)拱隧道建成后的側(cè)洞照片北京地鐵宣武門車站橫斷面圖柱洞法施工北京地鐵宣武門車站建成后車站下層照片5、工程實(shí)例大跨暗挖車站工程實(shí)例: 5.1 洞柱法施工實(shí)例:北京地鐵天安門西站; 5.2 PBA工法實(shí)例:沈陽地鐵一號(hào)線青年大街站; 5.1 洞柱法施工實(shí)例:北京地鐵天安門西站天安門西站位于人民大會(huì)堂西側(cè)長安街下,所處地理位置極其重要。車站全長226m、寬22.2m、高13.15m,為三拱兩柱直邊墻雙層框架結(jié)構(gòu)。北京地鐵天安門西站效果圖車站拱部二次襯砌扣拱照片車站中層板以上土方開挖照片車站中層板以上土方開挖照片車站采用土
21、模技術(shù)施工中層板照片車站中層板混凝土澆筑照片車站邊墻采用臺(tái)車襯砌照片 青年大街站沈陽地鐵為一、二號(hào)線的十字交叉換乘車站,一號(hào)線車站沿十一緯路、大西路呈東西向布置(長211m) ,二號(hào)線車站沿青年大街站南北向布置(長141m) 。二號(hào)線在上,采用側(cè)式站臺(tái)、一號(hào)線在下,采用島式站臺(tái)。青年大街站車站主體均為暗挖施工,一號(hào)車站采用PBA工法(洞柱法)和CRD工法(中柱法)結(jié)合施工,PBA工法為兩層三跨三連拱結(jié)構(gòu),CRD工法為單層三跨三連拱結(jié)構(gòu);二號(hào)線采用PBA工法為兩層兩跨兩連拱結(jié)構(gòu)。5.2 PBA工法實(shí)例:沈陽地鐵一號(hào)線青年大街站青年大街站總平面圖 沈陽地鐵一號(hào)線青年大街站效果圖青年大街站一號(hào)車站主
22、體結(jié)構(gòu)橫斷面圖PBA工法施工橫斷面圖CRD工法施工橫斷面圖一號(hào)車站地質(zhì)縱斷面圖青年大街站雙層三跨PBA工法施工步序圖青年大街站單層車站CRD工法施工步序圖青年大街站施工場地照片青年大街站車站上層導(dǎo)洞施工照片車站施工方法綜合比較明挖法蓋挖順作法(鋪蓋法)蓋挖逆作法暗挖法施工難度小較小較大大施工工期短較短較短較長對(duì)地面交通的影響需要長期占用道路作為施工場地,對(duì)交通影響大需短期占用道路兩次,對(duì)交通影響較小需短期占用道路,對(duì)交通影響較小不需占用道路,對(duì)交通基本無影響對(duì)地下管線的影響大,基坑范圍內(nèi)管線需改移大,基坑范圍內(nèi)管線需改移大,基坑范圍內(nèi)管線需改移小,基本不需改移管線土建造價(jià)低較低較低 較高第五部
23、分 區(qū)間盾構(gòu)法(略)粘土、淤泥質(zhì)地層:上海、南京、杭州、武漢沖積砂層:北京、沉積粗砂、礫砂:沈陽礫砂、卵石地層:成都巖石、土巖混合(上軟下硬):廣州、深圳第六部分 區(qū)間暗挖法廣州地鐵三號(hào)線華崗區(qū)間廣州地鐵三號(hào)線番禺廣場折返線區(qū)間暗挖法與車站暗挖法施工方法基本相同,由于斷面稍小,施工難度小于暗挖車站,內(nèi)容不再具體介紹。2、區(qū)間暗挖法(特殊地層段)廣州地鐵五號(hào)線花區(qū)區(qū)間特殊地段:暗挖法開挖,盾構(gòu)通過。項(xiàng)次暗挖法盾構(gòu)法1技術(shù)、工藝比較復(fù)雜,不需大型機(jī)械,臨電需800KVA。需要有盾構(gòu)機(jī)及其配套設(shè)備,技術(shù)、工藝復(fù)雜,臨電需20003000KVA。2施工靈活,尤其適用于斷面的變化,在渡線、折返線、存車線
24、、出入段線地段具有較大的優(yōu)越性。固定斷面尺寸,斷面變化時(shí)需特殊處理(如岔線等),在有區(qū)間配線處會(huì)增大車站土建規(guī)模3人工開挖支護(hù),需要較高素質(zhì)的施工組織來保證施工及環(huán)境安全在盾構(gòu)機(jī)鋼外殼的保護(hù)下進(jìn)行掘進(jìn)、出碴,管片的拼裝等,安全性好4有滲漏水時(shí),作業(yè)環(huán)境較差作業(yè)環(huán)境較好5作業(yè)環(huán)節(jié)多,施工速度較慢,50100m/月機(jī)械化程度高,施工速度快,150200m/月6對(duì)覆土厚度沒有特殊要求,最淺可至1m覆土厚度不宜小于1倍洞徑7無水地段,施工造價(jià)低;在地下水位高的地層,需降水,造價(jià)高不受地下水限制,造價(jià)較高8無需特別附屬設(shè)施 需附建管片制造廠 9施工用地小,對(duì)地面環(huán)境干擾小 施工用地較大,對(duì)地面環(huán)境干擾較
25、大 10對(duì)相臨車站施工及結(jié)構(gòu)選型無影響 一般需占用相鄰車站端頭作為施工井,對(duì)車站施工干擾較大,在盾構(gòu)機(jī)過站時(shí)車站結(jié)構(gòu)需基本完成;影響車站結(jié)構(gòu)選型和地面交通疏解方案11單洞單線隧道延米(不含降水費(fèi))約7萬, 單洞雙線6.6萬/延米(不含降水費(fèi))約8.4萬/延米(雙線延米) 區(qū)間暗挖法與盾構(gòu)工法對(duì)比以在建的廣州生物島大學(xué)城隧道為主介紹沉管法。第七部分 區(qū)間沉管法總體概述生物島大學(xué)城侖頭村生物島大學(xué)城隧道侖頭生物島隧道本標(biāo)段項(xiàng)目 本工程北接南部快速干線和科韻路延長線,南部與大學(xué)城26號(hào)路與中環(huán)路相接,為進(jìn)出規(guī)劃中的生物島和大學(xué)城的主要干線。線路主要穿過侖頭海和官洲河水道,全長2448.567m。工程
26、分兩期實(shí)施:一期為侖頭生物島隧道工程:線路全長1109.98米,穿過侖頭海,沉管段長277米;二期為生物島大學(xué)城隧道線路全長1338.587米,穿過官洲河,沉管段長214米。工程范圍主要工作內(nèi)容: 北岸堤防護(hù)岸和接口段工程 干塢工程 管段預(yù)制 水中基槽浚挖 管段浮運(yùn)沉放對(duì)接及回填 北岸岸上段主體結(jié)構(gòu)施工岸邊水下最終接頭2.5米 本項(xiàng)目工程簡述設(shè)計(jì)概況平縱斷面: 平面上全部處于直線上,全長552米; 縱斷面上處于一“V”型坡上,最大縱坡4.5%。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):U型槽段長65m,設(shè)有出入匝道,結(jié)構(gòu)底板外側(cè)設(shè)置抗浮趾板和在底板設(shè)置抗拔樁。 明挖暗埋段長270.5m ,矩形框架結(jié)構(gòu),最大覆土約13.3米
27、,最小覆土為2.0米,采用墻錨、墻撐、土釘墻+樁錨等支護(hù)形式。岸邊水下接頭長2.5m ,矩形框架結(jié)構(gòu)。水中沉管段長214m,分三節(jié):E194m、E2116m、E34m,斷面尺寸B23m、H8.7m。護(hù)岸結(jié)構(gòu)采用連續(xù)墻加錨索結(jié)構(gòu)形式 。施工設(shè)計(jì):軸線干塢干塢長360m,塢底標(biāo)高-5.61m,設(shè)有起浮層,高潮位管段浮運(yùn)出塢。止推與圍堰設(shè)有27m長止推結(jié)構(gòu),兩側(cè)與連續(xù)墻連接以提供足夠的止推力。端頭采用組合式塢門,浮運(yùn)后采用砌塊式二次圍堰。水中基槽開挖及回填總開挖量達(dá)17.4萬方,兩側(cè)按1:2放坡,主要為強(qiáng)風(fēng)化混合巖,基槽回填量達(dá)13.4萬方。 工程地質(zhì)、水文及通航條件 歷年最高潮位7.62m(老雅崗
28、站),百年一遇潮位7.55m,最低潮位3.64m,年平均潮差1.50m,平均潮位5.62m,枯水期最大流速0.85 m/s。 官洲河航道屬珠江后航道,通行2000噸級(jí)的海輪,航道寬度80米,航道設(shè)計(jì)深度6米。 主要施工方法沉管 施工基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、護(hù)岸連續(xù)墻、組合式塢門; 明挖法開挖干塢段基坑至-6.43m、接口段基坑到底,進(jìn)行塢底起浮層 處理至-5.61m標(biāo)高; E1、E2和E3管節(jié)模板臺(tái)車預(yù)制和止推結(jié)構(gòu)施工,水中基槽開挖; E2、E3管節(jié)塢內(nèi)拉合處理,完成管節(jié)一次舾裝。干塢、管段預(yù)制及基槽開挖主要施工方法 管節(jié)預(yù)制及接口段止推結(jié)構(gòu)完成后,完成岸控系統(tǒng)布設(shè)。抽水進(jìn)塢內(nèi) 分別進(jìn)行低、高水位兩次檢
29、漏。低水位檢漏高水位檢漏檢漏、岸控系統(tǒng)安裝主要施工方法 高水位檢漏完成后,破除塢門; 進(jìn)行臨時(shí)支撐墊塊安裝。 調(diào)節(jié)壓載水箱水,管段起??; 塢內(nèi)臨時(shí)系泊,進(jìn)行二次舾裝并方駁就位,調(diào)節(jié)干弦值。管段起浮、二次舾裝E1臨時(shí)墊塊主要施工方法 塢內(nèi)臨時(shí)系泊,進(jìn)行拖航前的系纜 等準(zhǔn)備工作; 以岸控拖航為主,輔以拖輪導(dǎo)航, 利用測量系統(tǒng)進(jìn)行初步定位; 拖航就位后,進(jìn)行精確定位,準(zhǔn)備 下沉;管段拖航就位塢內(nèi)系泊岸控拖航拖航就位主要施工方法鼻托人孔(測量塔)測量塔方駁 雙方駁提供足夠的浮力; 通過調(diào)節(jié)水箱壓載水以提供負(fù)浮力進(jìn)行下沉,同時(shí)通過方駁提供的浮 力以控制下沉速度; 沉放過程中通過GPS實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)以保證精
30、確定位。管段沉放(一)主要施工方法管段沉放(二)靠攏下沉著地下沉初步下沉主要施工方法(一)初步對(duì)接(二)水壓對(duì)接、機(jī)械拉合(三)穩(wěn)定壓載管段對(duì)接、壓載穩(wěn)定主要施工方法砂流法基礎(chǔ)主要施工方法岸邊最終水下接頭(一)主要施工方法頂封板側(cè)封板底封板止推梁岸邊最終水下接頭(二)主要施工方法管段回填砂基礎(chǔ)層碎石反濾層片石回填層一般回填層一般回填層主要施工方法 管節(jié)浮運(yùn)完成并進(jìn)行最終水下接頭施工后進(jìn)行二次圍堰施工; 二次圍堰結(jié)構(gòu)采用大型薄壁砌塊分層砌筑、分層填充,砌塊最大吊重 達(dá)75噸,中間設(shè)有防滲墻,背后反壓砂袋; 二次圍堰防滲達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行干塢內(nèi)抽排水。二次圍堰第八部分 城市地下工程監(jiān)控量測與 信息反饋
31、1、 施工監(jiān)測的意義與目的2、 主要監(jiān)測項(xiàng)目3、 控制基準(zhǔn)的確定4、 信息反饋5、 現(xiàn)代化自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)主要內(nèi)容1. 監(jiān)測的意義與目的監(jiān)測的意義 在巖土中修建地下工程,地下工程設(shè)計(jì)理論分析牽涉問題較多,如:(1)巖土的復(fù)雜性,(2)施工方法難以模擬性,(3)圍巖與結(jié)構(gòu)支護(hù)(圍護(hù))相互作用的復(fù)雜性;同時(shí)考慮城市地下工程的特點(diǎn),地質(zhì)條件差、周圍環(huán)境一般比較復(fù)雜,因此有必要通過信息化施工,及時(shí)了解施工過程中圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài),并及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)與施工中去,以確保地下工程施工和周圍建(構(gòu))筑物安全。作為信息化施工的最基礎(chǔ)工作,監(jiān)測顯得非常重要。城市地下工程監(jiān)測的主要目的通過監(jiān)測了解地層在施工過程中的動(dòng)態(tài)
32、變化,明確工程施工對(duì)地層的影響程度及可能產(chǎn)生失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)。通過監(jiān)測了解支護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊建(構(gòu))筑物的變形及受力狀況,并對(duì)其安全穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過監(jiān)測了解施工方法的實(shí)際效果,并對(duì)其進(jìn)行適用性評(píng)價(jià)。及時(shí)反饋信息,調(diào)整相應(yīng)的開挖、支護(hù)參數(shù);通過監(jiān)測,收集數(shù)據(jù),為以后的工程設(shè)計(jì)、施工及規(guī)范修改提供參考和積累經(jīng)驗(yàn)。2、 主要監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測項(xiàng)目分類(1)從考慮地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及施工對(duì)環(huán)境影響出發(fā),地下工程主要監(jiān)測項(xiàng)目可以分成三類:第一類是支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力、應(yīng)變監(jiān)測,第二類是支護(hù)結(jié)構(gòu)與周圍地層(圍巖與結(jié)構(gòu))相互作用監(jiān)測,第三類是與結(jié)構(gòu)相鄰的周邊環(huán)境的安全監(jiān)測。 (2)根據(jù)監(jiān)測項(xiàng)目對(duì)工程的重要程度可分為“
33、必測項(xiàng)目”和“選測項(xiàng)目”兩類。 城市地下工程施工采用較多的是淺埋暗挖法、明挖法、盾構(gòu)法這三類方法,其監(jiān)測內(nèi)容見下面表格。淺埋暗挖法工程主要監(jiān)測項(xiàng)目類別監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測儀器測點(diǎn)布置監(jiān)測頻率應(yīng)測項(xiàng)目圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)地質(zhì)素描及拱架支護(hù)狀態(tài)觀察每一開挖環(huán)開挖面距監(jiān)測斷面前后2D時(shí)12次/d開挖面距監(jiān)測斷面前后5D時(shí)1次/2d開挖面距監(jiān)測斷面前后5D時(shí)1次/周地表、地表建筑、地下管線及結(jié)構(gòu)物沉降水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺每1050m一個(gè)斷面拱頂下沉水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺計(jì)每530m一個(gè)斷面,每斷面13對(duì)測點(diǎn)周邊凈空收斂收斂計(jì)每5100m一個(gè)斷面,每斷面23測點(diǎn)巖體爆破地表質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和噪聲聲波儀及測振儀質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度根據(jù)結(jié)構(gòu)要
34、求設(shè)點(diǎn),噪聲根據(jù)規(guī)定的測距設(shè)置隨爆破隨時(shí)進(jìn)行選測項(xiàng)目圍巖與結(jié)構(gòu)內(nèi)部位移多點(diǎn)位移計(jì)、測斜儀等選擇代表性地段設(shè)監(jiān)測斷面,每斷面23個(gè)測孔開挖面距監(jiān)測斷面前后2D時(shí)12次/d開挖面距監(jiān)測斷面前后5D時(shí)1次/2d開挖面距監(jiān)測斷面前后5D時(shí)1次/周圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)間壓力壓力傳感器選擇代表性地段設(shè)監(jiān)測斷面,每斷面1020個(gè)測點(diǎn)鋼筋格柵拱架內(nèi)力支柱壓力或其他測力計(jì)選擇代表性地段設(shè)監(jiān)測斷面,每斷面1020個(gè)測點(diǎn)。初期支護(hù)、二次襯砌內(nèi)力及表面應(yīng)力混凝土內(nèi)的應(yīng)變計(jì)或應(yīng)力計(jì)每取代表性地段設(shè)監(jiān)測斷面,每斷面1020個(gè)測點(diǎn)錨桿內(nèi)力、抗拔力及表面應(yīng)力錨桿測力計(jì)及拉拔器必要時(shí)進(jìn)行盾構(gòu)法工程主要監(jiān)測項(xiàng)目 類別監(jiān)測項(xiàng)目監(jiān)測儀器測
35、點(diǎn)布置監(jiān)測頻率必測項(xiàng)目地表隆沉水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺每30m一個(gè)斷面,必要時(shí)加密開挖面距監(jiān)測斷面前后20m時(shí)12次/d開挖面距監(jiān)測斷面前后50m時(shí)1次/2d開挖面距監(jiān)測斷面前后50m時(shí)1次/周隧道隆沉每510m一個(gè)斷面選測項(xiàng)目土體內(nèi)部位移(垂直和水平位移)水準(zhǔn)儀、測斜儀、分層沉降儀選擇代表地段設(shè)監(jiān)測斷面襯砌環(huán)內(nèi)力與變形壓力計(jì)和應(yīng)變傳感器選擇代表地段設(shè)監(jiān)測斷面土層應(yīng)力壓力計(jì)和傳感器選擇代表性地段設(shè)監(jiān)測斷面明挖法工程主要監(jiān)測項(xiàng)目 (表1)(上海市工程建設(shè)規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(DGJ07111999)序號(hào)監(jiān)測項(xiàng)目圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工基坑開挖水泥土圍護(hù)墻板式支護(hù)體系放坡開挖1圍護(hù)墻(邊坡)頂水平位移2圍護(hù)墻(邊坡)頂
36、沉降3立柱沉降4圍護(hù)墻水平位移5土體深層側(cè)向位移6支撐或錨桿軸力7基坑內(nèi)外地下水位8孔隙水壓力9圍護(hù)墻體土壓力10坑底隆起(回彈)11裂縫監(jiān)測鄰近建筑物12鄰近地表13鄰近建筑物沉降14鄰近地下管線水平、豎向位移 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ1209)規(guī)定的基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù),以及據(jù)此等級(jí)確定的基坑監(jiān)測項(xiàng)目。 (表2) 安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)破壞后果很嚴(yán)重一般不嚴(yán)重重要性系數(shù)。110100090監(jiān)測項(xiàng)目支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移周圍建筑物、地下管線變形地下水位樁、墻內(nèi)力錨桿拉力支撐軸力立柱變形土體分層豎向位移支護(hù)結(jié)構(gòu)界面上側(cè)向壓力注:1破壞后果系指支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境和
37、地下結(jié)構(gòu)施工影響程度,2有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根據(jù)具體情況另行確定;3應(yīng)測;宜測;可測 3、監(jiān)測控制基準(zhǔn)的確定控制基準(zhǔn)確定原則 (1)監(jiān)測控制基準(zhǔn)值應(yīng)在監(jiān)測工作實(shí)施前,由建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工、市政、監(jiān)測等相關(guān)部門共同確定,列入監(jiān)測方案; (2)有關(guān)結(jié)構(gòu)安全的監(jiān)測控制基準(zhǔn)值應(yīng)滿足設(shè)計(jì)計(jì)算中對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求,一般應(yīng)小于或等于設(shè)計(jì)值; (3)有關(guān)環(huán)境保護(hù)的控制基準(zhǔn)值,應(yīng)考慮被保護(hù)對(duì)象(如建筑物、地下工程、管線等)主管部門所提出的確保其安全和正常使用的要求; (4)監(jiān)測控制基準(zhǔn)值的確定應(yīng)具有工程施工可行性,在滿足安全的前提下,應(yīng)考慮提高施工速度和減少施工費(fèi)用; (5)監(jiān)測控制基準(zhǔn)值應(yīng)滿
38、足現(xiàn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)、施工法規(guī)、規(guī)范和規(guī)程的要求; (6)對(duì)一些目前尚未明確規(guī)定控制基準(zhǔn)值的監(jiān)測項(xiàng)目,可參照國內(nèi)外類似工程的監(jiān)測資料確定。 在監(jiān)測實(shí)施過程中,當(dāng)某一監(jiān)測值超過控制基準(zhǔn)值時(shí),除了及時(shí)報(bào)警外,還應(yīng)與有關(guān)部門共同研究分析,必要時(shí)可對(duì)控制基準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)整。地表沉降控制基準(zhǔn)確定方法 通常地表沉降控制基準(zhǔn)值應(yīng)綜合考慮地表建筑物、地下管線及地層和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等因素,分別確定其允許地表沉降值,并取其中最小值作為控制基準(zhǔn)值。 (1)按環(huán)境保護(hù)要求確定最大允許地表沉降值. (2)從考慮地下管線的安全角度確定最大允許地表沉降值. (3)從考慮地層及支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定角度確定最大允許地表沉降值.地下工程支護(hù)結(jié)構(gòu)(圍巖
39、)穩(wěn)定控制基準(zhǔn)確定方法 (1)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性確定. (2)根據(jù)地表沉降控制要求確定. (3)利用現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)預(yù)先確定的位移值進(jìn)行修正.國內(nèi)外主要監(jiān)測項(xiàng)目控制基準(zhǔn)值(1)暗挖隧道主要監(jiān)測項(xiàng)目控制基準(zhǔn)值 我國鐵路隧道采用允許相對(duì)位移值的方法。隧道周邊任意點(diǎn)的實(shí)測相對(duì)位移值或用回歸分析推算的最終位移值均應(yīng)小于錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范(GB50086-2001)規(guī)定值,即下表所列的數(shù)值。 覆土厚度(m)圍巖級(jí)別3000.10.30.20.50.41.20.150.50.41.20.82.00.20.80.61.61.03.0 法國工業(yè)部制定的隧道位移基準(zhǔn)值如下表(隧道斷面50100
40、 m2),可作為初選位移基準(zhǔn)的參考值。隧道埋深(m)洞內(nèi)拱頂允許下沉(mm)地表允許下沉(mm)硬巖軟巖硬巖軟巖10501020205010202050501002060100200206015030010050050100501002004005007504012020040040120300600 日本“NATM設(shè)計(jì)施工指南”提出按測得的總位移量值,或根據(jù)已測值預(yù)計(jì)的最終位移值,給出圍巖的類別,然后確定與圍巖相應(yīng)的支護(hù)系統(tǒng)。下表給出了隧道施工中各類圍巖容許收斂值。圍巖類別凈空變化值(mm)單 線雙 線751502575501502550 我國北京、廣州根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn),提出地鐵工程施工相應(yīng)的監(jiān)
41、測控制基準(zhǔn)。 北京地鐵淺埋暗挖法施工監(jiān)測控制基準(zhǔn)值監(jiān)測項(xiàng)目基準(zhǔn)值位移平均和最大速度控制值(mm/d)地表沉降區(qū)間30平均:2最大:5車站60拱底隆起區(qū)間10車站10拱頂下沉區(qū)間60平均:2最大:5車站120水平收斂區(qū)間20平均:1最大:3北京地鐵盾構(gòu)法施工監(jiān)測控制基準(zhǔn)值 監(jiān)測項(xiàng)目基準(zhǔn)值位移平均和最大速度控制值(mm/d)地表沉降20平均:1最大:3拱頂下沉20平均:1最大:3廣州地鐵施工監(jiān)測控制基準(zhǔn)監(jiān)測項(xiàng)目控制范圍控制基準(zhǔn)地表沉降、類圍巖30 mm、類圍巖19 mm拱頂下沉類圍巖50 mm類圍巖30 mm、類圍巖19 mm變形速度、類圍巖5mm/d、類圍巖3mm/d建筑物傾斜全線3(2)明挖基
42、坑工程變形控制基準(zhǔn)確定 上海市和深圳市基坑設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定將基坑工程按破壞后果和工程復(fù)雜程度區(qū)分為三個(gè)等級(jí),各級(jí)基坑變形的設(shè)計(jì)和控制值見下表?;庸こ痰燃?jí)劃分及變形制控基準(zhǔn)值 工程復(fù)雜程度一級(jí)二級(jí)三級(jí)基坑深度(m)149149地下水埋深(m)2255軟土層厚度(m)5252基坑邊緣與鄰近已有建筑淺基礎(chǔ)或重要管線邊緣凈距(m)0.5h0.51 h1 h監(jiān)控值設(shè)計(jì)值監(jiān)控值設(shè)計(jì)值上海市墻頂位移(mm)305060100宜按二級(jí)基坑標(biāo)準(zhǔn)控制,當(dāng)環(huán)境條件許可時(shí)可適當(dāng)放寬墻體最大位移(mm)608090120地表最大沉降(mm)305060100最大差異沉降6/100012/1000深圳市墻體最大水位移(m)
43、排樁、地下連續(xù)墻、土釘墻0.0025H0.0050H0.0100H鋼板樁、深層攪拌樁一0.0100H0.0200H 深圳市建設(shè)局還對(duì)深圳地區(qū)建筑深基坑的地下連續(xù)墻作了穩(wěn)定判別標(biāo)準(zhǔn),見下表。深圳地區(qū)深基坑地下連續(xù)墻安全性判別標(biāo)準(zhǔn) 注:1.F2上行適用于基坑旁無建筑物或地下管線,下行適用于基坑近旁有建筑物和地下管線。2.F6、F7上、中行與F2同,下行道用于對(duì)變形有特別嚴(yán)格的情況。 工程建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范(JGJ12-99)規(guī)定重力式擋墻最大水平位移的控制值見下表。重力式擋墻最大水平位移控制值墻的縱向長度30m3050m50m地層條件良好地基(0.0050.01)H(0.0100.0
44、15)H0.015H一般地基(0.0150.02)H(0.020.05)H0.05H軟弱地基(0.0250.035)H(0.0350.045)H0.045H4、 信息反饋 信息反饋的內(nèi)容 對(duì)設(shè)計(jì)的反饋內(nèi)容對(duì)施工的反饋內(nèi)容 在施工過程中,通過對(duì)監(jiān)測結(jié)果的分析判斷,及時(shí)調(diào)整施工方案,必要時(shí)增加輔助施工措施,以確保施工安全。監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理方法散點(diǎn)圖與回歸分析法一元線性回歸分析非線性回歸分析地下工程監(jiān)測數(shù)據(jù)分析中常用的回歸函數(shù)地表沉降橫向分布規(guī)律 地表沉降橫向分布規(guī)律回歸函數(shù)采用Peck公式,Peck在1969年提出了地層損失的概念,即在不考慮土體排水固結(jié)和蠕變的條件下,得出了一系列與地層有關(guān)的沉降槽
45、寬度的近似值。位移歷時(shí)回歸方程 對(duì)地表沉降、拱頂下沉、凈空收斂等變形的歷時(shí)曲線一般采用如下函數(shù)進(jìn)行回歸。指數(shù)模型: ;對(duì)數(shù)模型: ;雙曲線模型: ; 式中:t監(jiān)測時(shí)間(單位:日);St時(shí)間對(duì)應(yīng)的位移值; a、b回歸系數(shù)。 沉降歷程回歸方程 由于地下工程開挖過程中地表縱向沉降、拱頂下沉及凈空收斂等位移受掌子面的時(shí)空效應(yīng)的影響。采用單個(gè)曲線進(jìn)行回歸時(shí)不能全面反映沉降歷程,通常采用以變彎點(diǎn)為對(duì)稱的兩條分段指數(shù)函數(shù)式或指數(shù)函數(shù)進(jìn)行近似回歸分析。式中:A,B回歸參數(shù); x距開挖面的距離; S距開挖面x處的地表沉降; x0、u0變彎點(diǎn)x0處的沉降值u0。監(jiān)測信息反饋 監(jiān)測反饋的程序 右圖信息反饋方法 1)
46、采用收斂限制法 2)參數(shù)控制法 3)工程類比法 4)數(shù)值計(jì)算方法 5)反分析法5、 現(xiàn)代自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)近景攝影測量系統(tǒng) 近景攝影監(jiān)測的主要問題在于地下工程內(nèi)施工條件下不易實(shí)施,而且精度目前尚難達(dá)到要求。但隨著技術(shù)的進(jìn)步,它仍值得進(jìn)一步研究探索。 三維隧道影像掃描儀(簡稱DIBIT系統(tǒng))做以下簡單介紹。 DIBIT為可攜帶式隧道影像記錄器,近年來奧地利ILF與Tunel Conslt公司合作開發(fā)成功,曾應(yīng)用于德、奧境內(nèi)施工中高速鐵路隧道。采用三維隧道影像掃描儀除可全面并精確地記錄隧道開挖面地質(zhì)與支撐施作結(jié)果之影像與幾何資料,改善目前本地傳統(tǒng)工法中有關(guān)監(jiān)測或記錄方法之缺點(diǎn)外,并可提供隧道開挖高精度
47、資料與建立施工品質(zhì)資料庫,有助于提升國內(nèi)施工品質(zhì)控制與工程管理效率。DIBIT系統(tǒng)外觀 光纖監(jiān)測系統(tǒng) 光柵傳感器是近幾年正在研發(fā)的新型傳感器,光纖光柵傳感器可集信息的傳感與傳輸于一體,與傳統(tǒng)的傳感器相比它具有很多優(yōu)勢:如防爆、抗電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫、體積小、重量輕、靈活方便。特別適合在惡劣環(huán)境下使用。它克服了電阻應(yīng)變片的易受電磁干擾、易損壞、壽命短和不能重復(fù)使用的缺點(diǎn)。通過此項(xiàng)技術(shù)可準(zhǔn)確的將地震、不均勻沉降、建筑物的動(dòng)荷載等等帶給結(jié)構(gòu)的危害程度,做到實(shí)時(shí)、長期、直觀的監(jiān)控。 我集團(tuán)在北京地鐵5號(hào)線05標(biāo)和廣州地鐵5號(hào)線小北站成功試驗(yàn)。計(jì)算機(jī)傳感器1傳感器2傳感器3傳感器n自動(dòng)全站儀非接觸監(jiān)
48、測系統(tǒng) 全站儀非接觸監(jiān)測系統(tǒng)采用先進(jìn)全自動(dòng)全站儀,具有自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤、無棱鏡測距的功能、將全站儀置于固定測站,通過數(shù)據(jù)線與遠(yuǎn)處控制室連接,通過控制室電腦發(fā)出指令控制全站儀對(duì)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。該系統(tǒng)具有獲取信息及時(shí)、監(jiān)測精度高。其具有以下優(yōu)點(diǎn): 適應(yīng)隧道惡劣環(huán)境 ; 克服了傳統(tǒng)接觸量測在大跨度隧道中速度慢、誤差大等缺點(diǎn); 自動(dòng)化程度高,能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、觀測安全快速 。 我集團(tuán)應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)較早,在內(nèi)昆鐵路曾家坪隧道首次試驗(yàn)成功,后在磨狗嶺隧道、北京城鐵14標(biāo)等多個(gè)工程應(yīng)用,效果良好。全站儀非接觸監(jiān)測洞內(nèi)監(jiān)測圖 對(duì)于一些特殊結(jié)構(gòu),如;樁基托換過程中的高層建筑物,運(yùn)營中的地鐵線路,交通繁忙的
49、鐵路、公路橋梁等,常規(guī)監(jiān)測方法實(shí)施的難度特別大,必要時(shí)可采用遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。 遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)由現(xiàn)場采集系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)兩部分組成。將各類傳感器埋設(shè)在待測結(jié)構(gòu)上,并連接在數(shù)據(jù)采集儀上,即構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可在無人值守狀態(tài)下,實(shí)現(xiàn)各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。靜力水準(zhǔn)儀北京地鐵五號(hào)線靜力水準(zhǔn)儀布置圖4.遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)(重要建(構(gòu))筑物變形監(jiān)測) 數(shù)據(jù)采集儀為連接遠(yuǎn)程監(jiān)控中心及各類監(jiān)測傳感器的中繼站,直接控制各類傳感器,并將傳感器的信號(hào)進(jìn)行編譯傳輸至監(jiān)測中心。遠(yuǎn)程監(jiān)測在北京地鐵五號(hào)線的數(shù)據(jù)采集儀數(shù)據(jù)采集儀遠(yuǎn)程監(jiān)測在北京地鐵五號(hào)線的應(yīng)用主控電腦主控電腦 遠(yuǎn)程監(jiān)測中心由主控計(jì)算機(jī),通過數(shù)據(jù)采集儀,控制監(jiān)測
50、傳感器的工作。通過設(shè)置參數(shù),可實(shí)現(xiàn)高頻自動(dòng)監(jiān)測,通過強(qiáng)大的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析,及時(shí)反映監(jiān)測對(duì)象的各類信息,為施工控制提供參考數(shù)據(jù)。 巴賽特結(jié)構(gòu)收斂系統(tǒng) 巴賽特結(jié)構(gòu)收斂系統(tǒng)可以進(jìn)行隧道斷面變形的連續(xù)監(jiān)測,該系統(tǒng)可安裝在隧道典型斷面用于監(jiān)測因結(jié)構(gòu)變形而引起的變形破壞。能夠適應(yīng)隧道交通、防震、水流、溫度變化以及電磁輻射環(huán)境。巴賽特結(jié)構(gòu)收斂系統(tǒng)第一部分 重疊隧道第二部分 樁基托換技術(shù)第三部分 淺埋硬巖超大斷面地下車站 暗挖施工技術(shù)第二篇 特殊條件解決方案第一部分 重疊隧道以深圳地鐵一期工程3C標(biāo)重疊隧道工程實(shí)例說明重疊隧道施工方法。 深圳地鐵一期工程3C標(biāo)段(國貿(mào)站老街站區(qū)間
51、北段)位于深南東路與人民南路交匯處及其南、北部,由四個(gè)子單位工程組成,分別為華中國際酒店樁基托換工程、百貨廣場樁基托換工程、國老區(qū)間北段明挖及暗挖隧道工程。其中本標(biāo)段暗挖區(qū)間隧道長205.30m,為單洞雙層重疊隧道,隧道斷面形狀為直邊墻拱形,開挖平均高度為13.2m,寬度為6.8m,高跨比接近于2.0。隧道沿線分別穿越深圳市百貨廣場大廈、東西向主干道深南東路、人民南人行天橋、華中國際酒店、南北向主干道人民南路等,地下各種管道、管線縱橫交錯(cuò),工程施工所及周邊環(huán)境極為復(fù)雜。 1、工程概況 單洞雙層重疊隧道穿越百貨廣場及華中國際酒店效果圖2、單洞雙層重疊隧道礦山法施工 本區(qū)間單洞雙層重疊隧道開挖支護(hù)
52、施工在充分理解新奧法原理的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格貫徹執(zhí)行淺埋暗挖法十八字方針:管超前、嚴(yán)注漿、短進(jìn)尺、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測,確保隧道施工及周邊環(huán)境安全受控。 隧道掘進(jìn)采用正臺(tái)階法,即自上而下劃分成四個(gè)臺(tái)階順序施工,臺(tái)階間設(shè)置臨時(shí)仰拱與初期支護(hù)結(jié)構(gòu)封閉成環(huán),臺(tái)階間縱向距離遞次控制在12倍洞跨。 重疊隧道采用噴錨構(gòu)筑法設(shè)計(jì)與施工,復(fù)合型支護(hù)結(jié)構(gòu),二次襯砌為C25S8現(xiàn)澆鋼筋砼。隧道二次襯砌施工自下而上逐層順筑,由中隔板結(jié)構(gòu)構(gòu)建形成上、下重疊的左、右線地鐵區(qū)間隧道。 第二部分 樁基托換 樁基托換即為“偷梁換柱”,就是在已經(jīng)建成的建筑物中,重新施筑托換大梁,把既有柱與托換大梁連接起來,使上部已經(jīng)存在的荷載轉(zhuǎn)換
53、到托換大梁,再通過托換大梁傳遞到另外新施筑的托換新樁,從而以托換結(jié)構(gòu)代替原來的樁來承受上部建筑的荷載。其目的就是要在基本維持上部結(jié)構(gòu)受力變形不變、保證托換建筑物使用安全的前提下,將需托換的既有樁基承受的上部荷載有效地轉(zhuǎn)移到新施筑的托換結(jié)構(gòu)上。 下面以深圳地鐵一期工程3C標(biāo)重疊隧道工程實(shí)例說明重疊隧道施工方法。 需托換樁與隧道位置關(guān)系圖1、樁基托換概況 隧道施工之前,先對(duì)被穿越建筑物百貨廣場大廈和華中國際酒店部分受隧道施工影響較大的樁基實(shí)施托換處理,將這部分樁基所承受的上部結(jié)構(gòu)物荷載,通過新構(gòu)筑的托換結(jié)構(gòu)傳遞給隧道施工影響范圍以外的樁基上。對(duì)于基礎(chǔ)埋置較深且軸力較大的百貨廣場大廈樁基采用托換梁包
54、柱式主動(dòng)托換技術(shù),托換轉(zhuǎn)換層設(shè)于地下室負(fù)三層;基礎(chǔ)埋置較淺且軸力較小的華中國際酒店樁基采用托換梁包承臺(tái)式被動(dòng)托換技術(shù),托換轉(zhuǎn)換層設(shè)于地表附近,通過樁基托換技術(shù)的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了在地鐵修建期間對(duì)這兩棟建筑物的工程保護(hù)。 百貨廣場上部建筑結(jié)構(gòu)為塔樓22層,裙樓9層,地下室為3層。地鐵工程樁基托換段位于百貨廣場的西側(cè)裙樓,其地下室負(fù)一層為商鋪、地下室負(fù)二層及負(fù)三層為地下停車庫。大樓為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)型式,樁基為獨(dú)立樁基、端承樁。采用SAP84有限元分析,估算托換樁柱最大設(shè)計(jì)軸力約15734kN(托換期間最大軸力可達(dá)18900kN)。 百貨廣場大廈樁基托換,它具有托換樁多(6根),托換軸力大(1890t),
55、托換樁徑大(2000mm),地質(zhì)條件差,地下水頭高,托換位置深(地下三層),使用環(huán)境復(fù)雜(中間穿越地鐵,振動(dòng)影響)等幾大特點(diǎn)。目前國內(nèi)外尚無類似施工經(jīng)驗(yàn)。(國外日本類似托換最大軸力875t,國內(nèi)590t)。因此,此類托換設(shè)計(jì)、施工、科研都無先例。 2、樁基主動(dòng)托換施工簡介樁基主動(dòng)托換步驟演示地下室三層主動(dòng)托換樁區(qū)間隧道123主動(dòng)托換樁主動(dòng)托換樁托換大梁樁帽樁帽齒槽第一步 破除地下室底板,在暗挖隧道兩側(cè),各施工一根托換新樁,直徑為2.0m,深25m的人工挖孔樁,施工樁頂擴(kuò)大帽梁 第二步 在被托換柱與設(shè)計(jì)的托換大梁結(jié)合部加工企口槽,植入鋼筋,采用(企口+鋼筋+雙向預(yù)應(yīng)力)梁柱節(jié)點(diǎn)型式,將被托換柱“
56、包死固接”; 第三步 再托換新樁頂上方一定位置施工現(xiàn)澆一根混凝土預(yù)應(yīng)力托換大梁,梁高2.2m、寬3.2m; 第四步在新樁樁帽和托換大梁之間安置千斤頂,利用千斤頂對(duì)托換大梁進(jìn)行多級(jí)加載至11.2倍的托換軸力,并控制在頂升2mm以內(nèi),目的是使新樁在短時(shí)間內(nèi)完成沉降并可初步檢驗(yàn)梁柱節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度。當(dāng)新樁完成沉降后,逐步卸載至40%左右托換軸力,頂升力及卸載終止根據(jù)實(shí)施監(jiān)測數(shù)據(jù)信息可作調(diào)整 第五步 然后逐步截樁,被托換柱的軸力逐步轉(zhuǎn)換到新樁上 結(jié)構(gòu)柱3、樁基主動(dòng)托換技術(shù)難題 大軸力樁基托換工程具有三大技術(shù)難題:1、迄今為止,國內(nèi)外地鐵、地下工程中樁基托換工程最大軸力為5850kN。而百貨廣場所需托換軸力在1
57、2000kN18900kN之間;而且,由于線路走向的限制,導(dǎo)致托換梁柱斜交、偏載,接頭受力復(fù)雜;因此,必須首先解決托換梁與被托換柱之間的接頭型式問題;2、大軸力樁基托換工程難度大、技術(shù)要求高、工序復(fù)雜,毫厘的偏差,就可能引起災(zāi)難性后果;因此,必須制定嚴(yán)密的施工工藝、施工技術(shù)參數(shù)和監(jiān)測方案,充分實(shí)現(xiàn)信息化施工;3、工程地質(zhì)條件復(fù)雜及地下水位高,托換工程處在地下室負(fù)三層,操作空間狹小,托換新樁(人工挖孔樁)施工難度大。工程照片樁基托換梁截樁千斤頂預(yù)頂監(jiān)測吊裝1500噸千斤頂作業(yè)樁基托換全自動(dòng)實(shí)施監(jiān)控周邊環(huán)境復(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求高 地質(zhì)條件復(fù)雜4、本工程樁基被動(dòng)托換步驟演示被動(dòng)托換群樁被動(dòng)托換群樁 托
58、換大梁被托換樁齒槽 被動(dòng)托換是托換建筑物托換荷載小、變形控制要求不甚嚴(yán)格,依靠托換結(jié)構(gòu)自身的截面剛度,可以在托換結(jié)構(gòu)完成后即將托換樁切除,直接將上部荷載通過托換梁(板)傳遞到新樁,而不采取其它調(diào)節(jié)變形的措施。托換后既有建筑物及托換結(jié)構(gòu)的變形不能再進(jìn)行調(diào)節(jié),上部建筑物的沉降由托換結(jié)構(gòu)承受變形的能力控制,變形控制為被動(dòng)適應(yīng)。區(qū)間隧道213 樁基托換具有跨專業(yè)綜合性強(qiáng)、多界面接口制約因素多、安全和環(huán)境保護(hù)問題突出的特點(diǎn)。另外,地鐵暗挖隧道與樁基托換結(jié)構(gòu)之間的相互影響,也是本工程與其他樁基托換工程的顯著不同。 樁基托換的關(guān)鍵是荷載轉(zhuǎn)換,目標(biāo)為變形控制,二者構(gòu)成了樁基托換的核心。樁基托換設(shè)計(jì)實(shí)施方案圍繞
59、此核心問題,結(jié)合托換建筑物的現(xiàn)狀條件進(jìn)行了深入研究。按照變形控制程度的不同,托換實(shí)施方案可以分為主動(dòng)托換和被動(dòng)托換兩種形式。1、主動(dòng)托換 主動(dòng)托換是當(dāng)托換建筑物托換荷載大、變形控制要求嚴(yán)格,需要通過主動(dòng)的變形調(diào)節(jié)來保證變形要求,即在托換樁切除之前對(duì)新樁和托換結(jié)構(gòu)施加荷載,使需要托換的柱在上頂力的作用下,隨托換大梁一起上升,從而克服由于托換大梁剛度不足可能產(chǎn)生的上部建筑物較大的沉降,同時(shí)也通過預(yù)加載消除部分新樁和托換結(jié)構(gòu)的變形,使托換樁和結(jié)構(gòu)的變形可以控制在較小的范圍。因此主動(dòng)托換的變形控制具有主動(dòng)性。圖2.1-2被動(dòng)托換示意圖2、被動(dòng)托換 被動(dòng)托換是托換建筑物托換荷載小、變形控制要求不甚嚴(yán)格,
60、依靠托換結(jié)構(gòu)自身的截面剛度,可以在托換結(jié)構(gòu)完成后即將托換樁切除,直接將上部荷載通過托換梁(板)傳遞到新樁,而不采取其它調(diào)節(jié)變形的措施。托換后既有建筑物及托換結(jié)構(gòu)的變形不能再進(jìn)行調(diào)節(jié),上部建筑物的沉降由托換結(jié)構(gòu)承受變形的能力控制,變形控制為被動(dòng)適應(yīng)。 5、樁基托換的特點(diǎn)與型式6、樁基托換的重大意義及科技成果 地鐵暗挖隧道已經(jīng)安全通過了百貨廣場樁基托換區(qū)段,標(biāo)志著深圳地鐵一期的難點(diǎn)工程百貨廣場樁基托換工程已經(jīng)取得圓滿成功。 通過大軸力樁基托換,解決了地鐵線位與繁華商業(yè)城區(qū)建筑物的矛盾,為地鐵建設(shè)更好地符合城市規(guī)劃的總體要求提供了技術(shù)支持,也為地鐵和其它地下工程的選線、選址提供了更為廣闊的空間; 百
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