1、城市地下工程施工技術與工程實例,城市地下工程施工技術現(xiàn)狀,目前在城市地下工程中, 以明挖法、盾構法、新奧法和淺埋暗挖法等應用較為廣泛。其中盾構法是地鐵和市政隧道采用的主要方法,已取得較好的效果,并具備自主創(chuàng)新的能力。此外還有其它的一些方法，比如：,頂管法 沉管法 沉箱法 蓋挖法,21世紀中國的城市化進程對城市地下空間的開發(fā)利用帶來了空前的機遇和挑戰(zhàn), 城市地下工程施工技術將是其中最重要的課題之一。,主要內容,第一講 明挖工程施工技術與工程實例1 第二講 明挖工程施工技術與工程實例2 第三講 淺埋暗挖法施工技術與工程實例 第四講 盾構法隧道施工技術與工程實例1 第五講 盾構法隧道施工技術與工程實

2、例2 第六講 水底沉管隧道施工技術與工程實例,城市地下工程施工技術與工程實例,第一講 明挖工程施工技術與工程實例1,第一講 明挖工程施工技術與工程實例1,1.1 明挖法簡介 1.2 廣州某地鐵車站明挖法施工技術,1.1 明挖法簡介,明挖法【open cut method】指的是先將隧道部位的巖（土）體全部挖除，然后修建洞身、洞門，再進行回填的施工方法。 分類 明挖順作法 蓋挖順作法 蓋挖逆作法 蓋挖半逆作法等 后3種方法又可統(tǒng)稱為明挖覆蓋施工法,1.1 明挖法簡介,優(yōu)缺點 明挖法具有施工簡單、快捷、經濟、安全的優(yōu)點，城市地下隧道式工程發(fā)展初期都把它作為首選的開挖技術。其缺點是對周圍環(huán)境的影響較

3、大。 施工技術 明挖法的關鍵工序是：降低地下水位，邊坡支護，土方開挖，結構施工及防水工程等。其中邊坡支護是確保安全施工的關鍵技術，主要有以下幾種：,1.1 明挖法簡介,放坡開挖技術 適用于地面開闊和地下地質條件較好的情況?；討陨隙路謱印⒎侄我来伍_挖，隨挖隨刷邊坡，必要時采用水泥粘土護坡。 型鋼支護技術 一般使用單排工字鋼或鋼板樁，基坑較深時可采用雙排樁，由拉桿或連梁連結共同受，也可采用多層鋼橫撐支護或單層、多層錨桿與型鋼共同形成支護結構,1.1 明挖法簡介,連續(xù)墻支護技術 一般采用鋼絲繩和液壓抓斗成槽，也可采用多頭鉆和切削輪式設備成槽。連續(xù)墻不僅能承受較大載荷，同時具有隔水效果，適用于軟

4、土和松散含水地層。 混凝土灌注樁支護技術 一般有人工挖孔或機械鉆孔兩種方式。成孔中灌注普通混凝土或水下混凝土成樁。支護可采用雙排樁加混凝土連梁，還可用樁加橫撐或錨桿形成受力體系。,1.1 明挖法簡介,土釘墻支護技術 在原位土體中用機械鉆孔或洛陽鏟人工成孔，加入較密間距排列的鋼筋或鋼管，外注水泥砂漿或注漿，并噴射混凝土，使土體、鋼筋、噴射混凝土板面結合成土釘支護體系。 錨桿(索)支護技術 在孔內放入鋼筋或鋼索后注漿，達到強度后與樁墻進行拉錨，并加預應力錨固后共同受力，適用于高邊坡及受載大的場所。,1.1 明挖法簡介,混凝土和鋼結構支撐支護方法 依據(jù)設計計算在不同開挖位置上灌注混凝土內支撐體系和安

5、裝鋼結構內支撐體系，與灌注樁或連續(xù)墻形成一個框架支護體系，承受側向土壓力，內支撐體系在做結構時要拆除。適用于高層建筑物密集區(qū)和軟弱淤泥地層。,一、工程概況,1.2 廣州某地鐵車站明挖法施工技術,二、地鐵車站主要施工工序流程,三、地下連續(xù)墻施工,四、高壓旋噴樁,五、井點降水,六、基坑開挖及支撐,七、內部結構,八、施工監(jiān)測,XX站為廣州市地鐵X號線與Y號線的換乘站，位于兩條市郊道路的交叉處。周邊地形較為開闊、平坦。 地下水位在現(xiàn)有地面以下2m，地下水對地鐵構筑物中的混凝土結構無腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋有弱腐蝕性。,一、工程概況,二、地鐵車站主要施工工序流程,基坑圍護：地下連續(xù)墻圍護、鉆孔樁

6、止水帷幕、工法樁圍護,地基處理及降排水：高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁,基坑開挖：放坡、分層開挖,支撐體系：由鋼筋混凝土支撐、鋼支撐及格構柱組成,內部結構：地下兩層（站臺層、站廳層），由底板（1m）、中板（0.5m）、頂板（0.8m）、柱及內襯墻（0.6m）組成。,施工監(jiān)測,地下連續(xù)墻施工流程：,三、地下連續(xù)墻施工,本工程鋼筋籠分“一”“L”“Z”三種形狀，地墻接頭采用圓形柔性接頭，砼一次澆注。所有導墻接頭與地墻接頭錯開。,1、導墻制作,三、地下連續(xù)墻施工,地下連續(xù)墻導墻示意圖,導墻施工圖,三、地下連續(xù)墻施工,2、泥漿工藝,三、地下連續(xù)墻施工,泥漿材料：1）膨潤土：200目商品膨潤土；2）水：自來水

7、；3）分散劑：純堿（Na2CO3）；4）增粘劑：CMC（高粘度，粉末狀）；5）加重劑：200目重晶石粉。,技術要點： 1）泥漿攪拌嚴格按照操作規(guī)程和配合比要求進行； 2）對槽段被置換后的泥漿進行測試，必須符合要求； 3）保證城市環(huán)境清潔； 4）嚴格控制泥漿的液位。,泥漿循環(huán)系統(tǒng),三、地下連續(xù)墻施工,3、成槽施工,三、地下連續(xù)墻施工,槽段劃分：寬度一般為6.5m、6m、5.5m、5m 槽段放樣：在導墻上精確定位地墻分段及鎖口管標記線 成槽設備選型 成槽垂直度控制：成槽機自帶垂直度檢測儀、超聲波測斜儀 成槽挖土順序：按槽段劃分，分幅施工，標準槽段（約6m）采用三抓成槽法開挖成槽，先挖兩端最后挖中間

8、，使抓斗兩側受力均勻，如此反復開挖直至設計槽底標高為止。,三、地下連續(xù)墻施工,成槽挖土：成槽開挖時抓斗應閉斗下放，開挖時再張開，每斗進尺深度控制在0.3m左右，上、下抓斗時要緩慢進行，避免形成渦流沖刷槽壁，引起坍方，同時在槽孔砼未灌注之前嚴禁重型機械在槽孔附近行走產生振動。 挖槽土方外運：15噸土方車外運，工地設臨時堆放場地 成槽測量及控制：確保泥漿液面高出地下水位0.5m以上，同時也不能低於導墻頂面0.3m 槽段檢驗：槽段平面位置偏差檢測，槽段深度檢測，槽段壁面垂直度檢測,三、地下連續(xù)墻施工,成槽施工示意圖,4、清底及接頭處理,三、地下連續(xù)墻施工,清底：用抓斗直接挖除槽底沉渣之后，進一步使用

9、Dg100空氣升液器清除未能挖除的細小土渣，以泥漿反循環(huán)法吸除沉積在槽底部的土碴淤泥。,刷壁：老接頭上的一層泥皮會影響槽壁接頭質量，發(fā)生接頭部分滲漏水。刷壁方法主要采用自制強制式刷壁機，將附著在接頭上的泥皮清除。,5、鋼筋籠的制作和吊放,三、地下連續(xù)墻施工,（1）鋼筋籠加工： 根據(jù)成槽設備的數(shù)量及施工場地的實際情況，搭設3只鋼筋籠制作平臺，現(xiàn)場加工鋼筋籠，平臺尺寸730m。,鋼筋籠端部與接頭管或混凝土接頭面間應留有1520cm的空隙。豎向鋼筋保護層厚度內側為5cm，外側為7cm。在墊塊與墻面之間留有23cm的間隙。,每幅鋼筋籠一般采用4榀桁架，桁架間距不大于1500mm。,鋼筋連接器預埋鋼筋與

10、地下連續(xù)墻外側水平鋼筋點焊固定，焊點不少于2點。,（2）鋼筋籠吊裝和吊點布置,三、地下連續(xù)墻施工,采用QUY150A（150t-主吊）和LS218RH5（50t-副吊）履帶式起重機雙機抬吊配合吊裝。,鋼筋籠設置縱橫向桁架，防止不可復原的變形,6、水下砼澆注,三、地下連續(xù)墻施工,本工程砼的設計標號為水下C30P8，砼的坍落度為1822cm。 砼澆灌采用龍門架配合砼導管完成，導管采用法蘭盤連接式導管，導管連接處用橡膠墊圈密封防水。 導管在第一次使用前，在地面先作水密封試驗 在砼澆注前要測試砼的塌落度，并做好試塊。,水下混凝土澆注注意事項,三、地下連續(xù)墻施工,鋼筋籠沉放就位后，應及時灌注砼，不應超過

11、4小時。 導管插入到離槽底標高300-500mm，灌注砼前應在導管內臨近泥漿面位置吊掛隔水栓，方可澆注砼。 檢查導管的安裝長度，并做好記錄，每車砼填寫一次記錄，導管插入砼深度應保持在26m。 導管集料斗砼儲量應保證初灌量，并保證開始灌注砼時埋管深度不小于500mm。 砼澆注中要保持砼連續(xù)均勻下料，砼面上升速度控制在45mh，導管下口在混凝土內埋置深度控制在1.56.0m。 導管間水平布置距離一般為2.5m，最大不大于3m，距槽段端部不應大于1.5m。 在砼澆注時，不得將路面灑落的砼掃入槽內，污染泥漿。 砼泛漿高度50cm，以保證墻頂砼強度滿足設計要求。,7、鎖口管提拔,三、地下連續(xù)墻施工,鎖口

12、管提拔與砼澆注相結合，砼澆注記錄作為提拔鎖口管時間的控制依據(jù)。 砼澆注開始后4小時左右開始拔動，以后每隔30分鐘提升一次，其幅度不宜大于50100mm，待砼達到終凝后，將鎖口管一次全部拔出并及時清潔和疏通工作。,8、質量控制及預防措施,三、地下連續(xù)墻施工,（2）地下墻滲漏水的預防措施 減少泥漿中的含砂量 接頭大塊淤泥刮除 嚴格控制導管埋入混凝土的深度，控制在26m,（1）垂直度控制及預防措施 經緯儀、成槽機顯示儀跟蹤觀測垂直度，隨挖隨糾 合理安排一個槽段中的挖槽順序，先兩邊后中間，先短邊后長邊 抓斗掘進應慢提慢放，嚴禁滿抓,三、地下連續(xù)墻施工,（3）防止繞灌及應急處理技術措施 必須在鎖口管安放

13、完成后，做好對鎖口管背側的空隙回填工作，為確保回填石子，采用540mm石子回填，一直回填到地面，以防止砼繞流。,（4）地下墻露筋現(xiàn)象的預防措施 鋼筋籠必須在水平的鋼筋平臺上制作，制作時必須保證有足夠的剛度，架設型鋼固定。 必須按設計和規(guī)范要求放置保護層鋼墊板，嚴禁遺漏。 吊放鋼筋籠時發(fā)現(xiàn)槽壁有塌方現(xiàn)象，應立即停止吊放，重新成槽清渣后再吊放鋼筋籠。,三、地下連續(xù)墻施工,（7）保護周邊環(huán)境的施工措施,（5）對地下障礙物的處理 及時攔截施工過程中發(fā)現(xiàn)的流至槽內的地下水流。 障礙物在較深位置時，采用自制的鋼箱套入槽段中，然后處理各種障礙，確保挖槽正常施工。,（6）對于鋼筋籠無法下放到位的預防及處理措施

14、 入槽時不能準確到位時，不得強行沖放，嚴禁割短割小鋼筋籠，應重新提起，待處理合格后再重新吊入。 對于坍孔或縮孔引起的鋼筋籠無法下放，應用成槽機進行修槽，待修槽完成后再繼續(xù)吊放鋼筋籠入槽。 對于大量坍方，以致無法繼續(xù)施工時，應對該幅槽段用粘土進行回填密實后再成槽。 對于由于上一幅地下連續(xù)墻砼繞管引起的鋼筋籠無法下放，可用成槽同抓斗放空沖抓或用吊機吊刷壁器空檔沖放，以清除繞管部分砼后，再吊放鋼筋籠入槽。,1、二重管旋噴樁工藝流程,四、高壓旋噴樁,2、高壓旋噴樁的施工及技術要求,四、高壓旋噴樁,高壓噴射注漿施工應跳打，跳打程序為隔孔跳打，以防鄰樁串漿而影響成樁質量。,鉆機就位應準確，架設應平穩(wěn)堅實，

15、就位偏差20mm。,控制點布設于非施工區(qū)域，樁位誤差20mm。,用水平尺控制樁架垂直度，成孔偏斜率控制在1%以內。,水泥漿液應隨配隨用，漿液攪拌采用二級攪拌，防止水泥漿沉淀。,高壓旋噴注漿作業(yè)時，供漿、送氣應連續(xù)。,五、井點降水,1、降水目的 疏干開挖范圍內土體中的地下水，方便挖掘機和工人在坑內施工作業(yè)； 降低坑內土體含水量，提高坑內土體強度，減少坑底隆起和圍護結構的變形量，防止坑外地表過量沉降。 及時降低下部承壓含水層的承壓水水位，防止基坑底部突涌的發(fā)生，確保施工時基坑底板的穩(wěn)定性。,五、井點降水,2、成井施工流程,（2）下井管,（1）成孔及清孔工藝與鉆孔樁相似。,（3）埋填濾料,（4）洗井

16、,（5）降水運行工況,五、井點降水,3、封井原則,封井應會同總承包方、設計方以及降水方確定封井原則并形成相關文件；由總承包發(fā)方出封井指令或降水方提出封井申請由總承包方確認，降水方按指令或確認文件停止所有降水井抽水并實施降水井封井。,所有降壓井均應在所在區(qū)域底板澆筑完畢并達到設計強度之后方可考慮停止抽水。,六、基坑開挖及支撐,基坑開挖,工程前期先進行地基加固、鉆孔樁、井點降水和圈梁的施工，待完成上述項目施工后，并達到預降水1520天或降水深度達到設計要求后（圈梁強度達到設計要求），即開始基坑開挖施工。,基坑開挖按時空效應原理分為若干個單元開挖，基坑開挖時“由深向淺”逐段開挖。,（1）水平分段（2

17、）豎向分層 （3）縱向放坡 （4）抽槽開挖 （5）“盆式”開挖,六、基坑開挖及支撐,支撐體系,第一道支撐為鋼筋混凝土支撐，第二道支撐采用大開挖安裝，然后架設鋼支撐。,根據(jù)土方開挖進度，及時配齊開挖段所需的支撐及墊塊等。鋼支撐均采用609*16鋼管，鋼管之間采用法蘭螺栓連接。,采用一臺50t履帶吊安裝支撐,鋼支撐安裝后，為控制墻體水平位移，必須對其施加預應力，并在第一次加預應力后12h內觀測預應力損失及墻體水平位移，并復加預應力至設計值。,六、基坑開挖及支撐,支撐拼裝及施加預應力圖,六、基坑開挖及支撐,軸力計埋設,六、基坑開挖及支撐,支撐拆除,在底板砼強度達到設計強度后,方可拆除支撐。,拆除第二

18、道支撐先用50噸履帶吊吊住鋼支撐，然后割除連接，吊出基坑。單根支撐拆除為先對撐，釋放支撐應力，松開活絡端，從兩邊往中間方向拆，然后逐根拆除。,拆除標準段的第三道支撐，各自先在中板上的吊環(huán)上安裝鏈條葫蘆，然后用氣割割斷鋼墊箱；鏈條葫蘆將支撐慢慢放下至基坑底，然后再分解支撐螺絲，將小段支撐水平運至洞孔吊點處用50噸履帶吊從孔洞吊出鋼支撐。,七、內部結構,順作法內部結構施工流程,（7）頂板防水施工,（2）側墻施工,（1）底板施工,（3）中板施工,（4）頂板施工,（5）施工縫及誘導縫防水措施,（6）結構底板抗浮措施,（8）回填土施工,七、內部結構,施工縫鋼板止水帶埋設,七、內部結構,逆作法重難點,由于是先施工頂板，再中板，最后是底板，故每層板澆筑后的平整性及穩(wěn)定性、側墻澆筑及板底縱向水平施工縫防水是逆作法施工的三個重難點。,（1）每層板澆筑后的穩(wěn)定性保證措施,離設計標高20cm時改用人工挖土，減少土體擾動。,板底進行地基加固。,板底澆筑墊層。,七