浅埋隧道施工课件.ppt

隧道工程,模块五：浅埋隧道施工方法,第1单元：明挖法施工,第1单元：明挖法施工,1.1 概述1.2 围护结构施工1.3 基坑开挖1.4 防排水施工1.5 主体结构施工1.6 明挖法施工实例,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,知识目标,1.了解明挖法隧道施工优缺点,2.熟悉明挖法隧道施工的工序,3.掌握明挖法围护结构施工、支护及监测内容、主体结构施工技术,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,具有识别明挖结构施工图的能力,具有拟定明挖隧道施工方案能力,正确选择检查内容认真完成质量验收,能够进行主要施工工序技术交底,能力目标,1.1 明挖法概述,明挖法：是指挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上顺作施工，完成隧道主体结构，最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法：主要有放坡明挖和围护结构内的明挖（基坑开挖）两种方法。明挖顺筑法技术上的进步主要反映在基坑开挖方法和围护结构上。明挖法在基坑围护方面的主要施工技术有3种：地下连续墙。人工挖孔桩和钻孔灌注桩。SMW工法桩。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,明挖法施工的优缺点,（1）优点施工方法简单，技术成熟。工程进度快，根据需要可分段平行流水作业。施工造价较低。安全风险容易控制。（2）缺点外界气象条件对施工影响较大。施工对城市地面交通和居民正常生活有较大影响，且易造成噪音、粉尘及废弃泥浆等的污染。需拆除工程影响范围内的建筑物和地下管线。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,明挖法的开挖方法,明挖法的开挖方法主要有：放坡开挖；悬臂支护开挖；有支撑支护开挖；1.放坡开挖：隧道埋深较浅，施工对周围环境影响较小，基坑开挖仅仅依靠适当坡率的边坡即可保持土体稳定时，可采用放坡开挖。2.悬臂支护开挖：基坑悬臂支护开挖法是将基坑围护结构插入基坑底部以下，然后直接开挖基坑内土体。结构处于悬臂状态，靠本身刚度和插入开挖面下的深度来平衡土压力，开挖到设计标高后，再进行主体结构施工。3.支撑支护开挖：当基坑深度较大，开挖时除采用围护结构外，还常采用支撑加强围护结构以抵抗较大的侧压力。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,放坡开挖,隧道埋深较浅，依靠适当坡率的边坡即可保持土体稳定时，可采用放坡开挖。受地下水影响的工程，可采用井点降水的方法，以便提高边坡的稳定性及改善基坑内施工环境。放坡开挖是明挖法施工的首选方案。特点：机械化程度高，施工速度快，质量也易得到保证，但开挖方量大。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,悬臂支护开挖,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,特点：基坑内无支撑，便于基础开挖和主体结构施工的机械化，也易保证工程质量。为加强围护结构强度与刚度，减少变形与位移，常采用下列工程措施：1围护结构设计成刚度较大的截面形式；2围护结构顶部设圈梁，提高整体刚度；3基坑外一定范围内挖去表层覆盖土，以减少侧压力；4基坑外进行井点降水，采用压密注浆、旋喷桩、搅拌桩或粉喷桩等方法加固土体，以减少侧压力；5基坑内用井点降水和加固土体方法，使坑底土体固结；6基坑内设置护脚，即预留一定高度和宽度的原状土台，以减少开挖时围护结构暴露高度。待基坑中间部分土体挖至设计标高，将中间底板灌完后，用跳槽方法开挖护脚土台，逐块浇灌这部分底板。,支撑支护开挖,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,(1)水平支撑 水平支撑常用的形式有横撑和角撑，基坑拐角或断面变化处用角撑，其它一般用横撑。采用水平支撑的优点是：墙体水平位移小；安全可靠，开挖深度不受限制；但要求围护结构的平面形状比较规则，以矩形为最佳。开挖基坑宽度较大时，支撑应加设中间支柱来保持其稳定性。中间支柱应在开挖前按设计位置作好。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,采用明挖法施工的北京地铁车站开挖,支撑支护开挖,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,(2)斜支撑 斜支撑是在基坑横向宽度较大或形状不规则，不便使用水平支撑时采用的支撑形式。采用斜支撑时，围护结构上部水平位移比较大，易引起基坑外地面及附近建筑下沉，对沉降要求严格的地段应十分慎重，因此基坑开挖深度也受到一定限制。,支撑支护开挖,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,（3）锚杆 锚杆是一种设在基坑外的支撑。一般由锚头、拉杆和锚固体三个基本部分组成。锚头锚固在围护结构上。锚固体在岩石中的为岩石锚杆，在土层中的为土层锚杆。基坑开挖时，作用在围护结构上的侧应力可由锚杆与岩土之间产生的作用力来平衡。锚杆是受拉杆件，可采用高强钢索，充分发挥其抗拉性能。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,1.2 围护结构施工,目前地铁、隧道施工中所采用的围护结构种类很多，其施工方法、工艺和所用的施工机械也各不相同，因此，应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境等，特别要考虑到城市施工这一特点，综合比较后确定。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙围护结构施工,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙是一种较为先进的地下工程结构形式和施工工艺。它是利用成槽机械，沿着开挖工程的周边(例如地下结构的边墙)，在泥浆(又称稳定液，如膨润土泥浆)护壁的情况下开挖一定长度（一个单元槽段）的沟槽，待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，再将制作好的钢筋笼放入槽段内，采用导管法进行水下混凝土浇注，形成一个单元的墙段，各墙段之间采用特定的接头方式(如用接头管或接头箱做成的接头)相互连接，形成一道连续的地下钢筋混凝土墙。,地下连续墙工艺的优缺点,优点：(a)墙体刚度大、整体性好，因而既可用于基坑围护也可用于主体结构；(b)适用各种地质条件；(c)可减少工程施工时对环境的影响。地下连续墙施工时，震动小，噪音低；(d)可进行逆筑法施工，有利于加快施工速度，缩短工期。不足：(a)对泥浆废液的处理，不但会增加工程费用，而且如果泥水分离技术不完善或处理不当，会造成新的环境污染；(b)槽壁坍塌问题。如地下水位急剧上升，护壁泥浆液面急剧下降，土层中有软弱疏松的砂性夹层，泥浆的性质不符合要求或已经变质，施工管理不善等均可能引起槽壁坍塌，引起地面沉降；(c)地下连续墙如果仅用作施工时的临时挡土结构，则造价可能较高，不够经济。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙分类,地下连续墙按其填筑的材料分为，土质墙、混凝土墙、钢筋混凝土墙(又有现浇和预制之分)和组合墙(预制钢筋混凝土墙板和现浇的混凝土的组合，或预制钢筋混凝土墙板和自凝水泥膨润土泥浆的组合)；按其成墙方式，分为排桩式、壁板式、桩壁组合式；按其用途分为临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构兼作临时挡土墙的地下连续墙、用作多边形基础兼作墙体的地下连续墙。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙施工,地下连续墙采用逐段施工方法，且周而复始地进行。每段的施工方法大致可分为5步。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙与主体结构结合方式,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,成槽设备,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙主要施工工序,（1）导墙施工导墙一般采用C20混凝土浇筑，配筋通常为1214200。当表土，在导墙施工期间能保持外侧土壁垂直自立时，则以土壁代替外模板，避免回填土，以防槽外地表水渗入槽内。如表土开挖后外侧土壁不能垂直自立，外侧需设模板。导墙外侧的回填土应用粘土回填密实，防止地表水从导墙背后渗入槽内，引起槽段塌方。地下连续墙两侧导墙内表面之间的净距，应比地下连续墙厚度略宽，一般为40mm左右。导墙顶面应高于地面100mm左右，以防雨水流入槽内稀释及污染泥浆。现浇钢筋混凝土导墙拆模以后，应沿其纵向每隔1m左右设上、下两道木支撑，将两片导墙支撑起来，在导墙的混凝土达到设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶，以防导墙受压变形。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙主要施工工序,（2）泥浆护壁在地下连续墙挖槽过程中，泥浆的作用为：护壁、携砂、冷却机具和切土润滑，其中以护壁最为重要。泥浆的正确使用，是保证挖槽成败的关键。泥浆具有一定密度，在槽内对槽壁有一定的静水压力。泥浆能渗入土壁形成泥皮，有助于维护土壁的稳定性。泥浆具有较高的粘性，能在挖槽过程中将土渣悬浮起来。避免土渣堆积在工作面上影响挖槽效率，又便于土渣随同泥浆排出槽外。泥浆即可降低钻具因连续冲击或回转而上升的温度，又可减轻钻具的磨损消耗，有利于提高挖槽效率并延长钻具的使用时间。挖槽筑墙所用的泥浆不仅要有良好的固壁性能，而且要便于灌注混凝土。泥浆还应有一定的稳定性，保证在一定时间内不出现分层现象。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙主要施工工序,（3）成槽成槽是地下连续墙施工中的关键工序，因为槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙施工质量的关键之一，特别是垂直度，必须保证设计要求。我国地铁设计规范中规定，连续墙墙面倾斜度不宜大于1/150，局部突出也不宜大于100mm，且墙体不得侵入主体结构隧道净空。同时成槽约占地下连续墙施工工期的一半，因此提高其成槽效率也能加快施工进度。地下连续墙施工时，应始终保持槽壁的稳定，自成槽开始到浇筑混凝土完毕不应发生槽壁坍塌。槽壁稳定主要靠泥浆的静水压力，在目前只能用泥浆的静水压力和理论计算的土压力值比较，以此来判断槽壁的稳定。泥浆护壁仍是目前地下连续墙施工中保持槽壁稳定的主要方法。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙主要施工工序,（3）钢筋混凝土施工要点地下连续墙的墙体混凝土浇筑是采用直升导管法浇筑水下混凝土方法浇注的。导管与导管采用丝扣联接，也可采用消防用橡皮管的快速接头，以便于在钢筋笼中顺利升降。槽段的混凝土是利用混凝土和泥浆的密度差浇筑下去的，故必须保证密度差在1.1以上。混凝土的密度是2.3，槽内泥浆的密度应小于1.2，倘大于1.2就要影响浇筑质量。混凝土要有良好的和易性且不发生离析。在浇灌过程中，要经常量测混凝土灌筑质量和上升高度。量测混凝土上升高度可用测锤。由于混凝土上升面一般都不是水平的，所以要在三个以上的位置进行量测。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙主要施工工序,（4）接头处理,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地下连续墙主要施工工序,（4）接头处理,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,深层搅拌桩施工,深层搅拌桩是加固软土地基的一种新方法，它是利用水泥、石灰等材料做固化剂，通过搅拌机械，将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。搅拌桩适用于各种饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等。目前国内最大深度可达20m左右。一般认为含有高岭石、多水高岭石与蒙脱石等粘土矿物的软土加固效果较好，含有伊里石、氯化物等粘性土以及有机质含量高、酸碱度较低的粘性土加固效果较差。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,搅拌桩施工方法,搅拌桩施工可采用湿法(喷浆)及干法(喷粉)施工，目前在我国湿法使用较多。1)桩机定位及保证垂直度 2)预搅下沉3)制备水泥浆4)提升、喷浆并搅拌5)重复搅拌或重复喷浆6)移位-桩机移至下一桩位施工,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,排桩支护,基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限制不能采用搅拌桩支护，即可采用排桩支护。排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋混凝土板桩、钢板桩等。排桩支护结构可分为：柱列式排桩支护，连续排桩支护，组合式排桩支护三种。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,排桩支护的类型,1.柱列式排桩支护。边坡土质较好、地下水位较低，利用土拱作用，以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡。2.连续排桩支护。软土中一般不能形成土拱，支护桩连续密排。密排的钻孔桩可以互相搭接，或在桩身混凝土强度尚未形成时，在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔桩排连起来。也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩。3.组合式排桩支护。在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥土桩防渗墙组合的形式。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,钻孔灌注桩的施工,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,挖孔桩的施工,挖孔桩可使用简单的机具进行开挖，不受设备和工作面限制，可若干个孔同时开挖。挖孔桩适用于无水或少水的较密实的土质中，对流动性淤泥、流砂和地下水较丰富的地区不宜采用。桩的直径(或边长)不宜小于1.4m，最大可达到5.0m，孔深一般不宜超过20m。挖孔桩施工，必须在保证安全的基础上不间断的快速进行。每一桩孔开挖、提升出土、排水、支撑、立模板、吊装钢筋骨架、灌注混凝土等作业都应事先准备好，紧密配合，及时完成。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,板桩施工,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,板桩施工,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,工字钢桩,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,作为基坑围护结构的工字钢桩，一般采用50、55和60 的大型工字钢，基坑开挖前，在地面用冲击式打桩机沿基坑设计边线逐根打入地下，桩间距一般为1.01.2m。若地层为饱和淤泥等松软土层，也可采用静力压桩机和振动打桩机进行沉桩。基坑开挖时，随挖土方，随在桩间插入5cm厚的水平木背板，以挡住桩间土体。基坑开挖至一定深度后，若悬臂工字钢的强度和刚度不够则需要加设腰梁、横撑或锚杆(索)，腰梁多采用大型槽钢、工字钢制成，横撑则可采用钢管或组合钢梁。,土钉墙围护结构,土钉墙围护结构又称为深基坑的“喷锚网支护结构”。所谓土钉就是置于基坑边坡土体中，以较密间距排列的细长金属杆。土钉依靠它与土体接触面上的粘结力或摩擦力，将喷混凝土面板锚固在深层稳定的土体上，以保持基坑边坡的整体稳定性。这种围护结构，近年来，在国内使用较多，取得了较好的效果。土钉墙围护结构用于基坑开挖的做法如下：即从上到下分段开挖土方，每段高度一般为1-2m，并随开挖随在开挖面上设置土钉，然后挂网喷混凝土。也可先挂网喷混凝土，后设置土钉，视土质而定。土钉可击入土体，但通常都先钻孔，然后插入土钉并沿全长注浆。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,土钉和锚杆的不同,土钉和锚杆有相似之处，但是作用机理却不同。除锚固段外，锚杆沿全长受到同样的拉力，并将这些拉力通过锚座传给面部的挡土墙或桩。但土钉受力沿其长是不均匀的，土钉支护中的混凝土面层不属主要受力构件。土钉间距小而数量多，锚杆间距大而数量少。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,土钉墙施工流程,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,复习思考题,1.明挖法施工的特点？2.明挖法施工方法分为哪几种？3.明挖法施工围护结构种类有哪些？,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,参考资料,1.隧道工程精品课程网站资源2.相关论坛3.相关规范、书籍,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,隧道工程,1.3 基坑开挖,土方开挖应分层开挖，每层开挖深度一般不超过3m，如果采用有围护结构的基坑，土方开挖尚需要与支撑、锚(钉)杆的施工相配合。为防止基底挠动和超挖，当机械挖至设计标高以上10-20cm时，应采取人工清底。基本开挖原则是：（1）采用分段、分块、分层、对称开挖、均匀开挖且不得超挖。（2）尽量缩短基坑开挖卸荷后无支撑暴露时间。（3）每步开挖所暴露的部分地下墙体宽度宜控制在3m6m，每层开挖深度不大于3m，严禁在一个工况条件下，一次开挖到底。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑开挖注意事项,a纵向放坡开挖时，在坡顶外设置截水沟，防止地表水冲刷坡面和基坑外排水再回流渗入坑内。b基坑开挖到坑底标高后，总体基坑纵向坡度控制为1：3，并在坡底设置300mm300mm的排水沟，防止坑底积水。c机械挖土至基坑垫层300mm时，进行基坑验收，并采用人工挖除剩余土方，挖至设计标高后应及时平整基坑，疏干坑内积水，施做泄水盲管及接地网，防止坑底土扰动，并及时施做垫层。d采用人工开挖时，两人操作间距应大于3.0m，不得对头挖土；挖土面积较大时，每人工作面应不小于6m2。e每开挖至支撑位置时，先按要求设置支撑，待支撑全部加固完毕后，再向下开挖，以确保基坑稳定。f经常对平面控制桩、水准点、标高、基坑平面尺寸等进行复测。及时安装基坑支护结构的横撑，防止基坑变形。基坑两侧20m范围内不得存土。g冬季施工应及时用保温材料覆盖，基底不得受冻；基底超挖、扰动、受冻、水浸或发现异物、杂土、淤泥、土质松软及软硬不均等现象时，应做好记录，并会同有关单位研究处理。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑开挖安全保证措施,1）开挖基坑时，如对临近建（构）筑物或临时设施有影响，采取安全防护措施，并按照有关机械操作规定和特定信号，由专人指挥。2）采用人工开挖时，两人操作间距应大于3.0m，不得对头挖土；挖土面积较大时，每人工作面应不小于6m2。3）机械挖土严禁无关人员进入场地内，挖掘机工作半径范围内不得站人或进行其他作业。卸土应待整机停稳后进行，不得将铲斗从运输汽车驾驶室顶部越过。4）在基坑内进行电焊作业时，严禁将电线及用电设备浸泡水里面，以防漏电。5）基坑顶部边缘严禁堆置重。挖掘机或其它机械在坑顶进行挖基作业时，距坑边的安全距离一般不小于1m，零星材料及小型机具堆放距坑边的安全距离不小于0.8m。6）吊车、挖掘机司机作业时要提高警惕，严禁碰撞支撑。7）做好基坑边坡的稳定测量工作，发现事故苗头及时采取必要的措施。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑回填,基坑回填前，应选好土料(砂性土为宜)、清理基底、做好质量控制的等准备工作。基坑回填应分层并从低处开始逐层回填并压实。基坑边坡与主体结构之间狭窄之处，应采取人工回填。地下管线处应从两侧用细土均匀回填。特殊部位处理好之后，再采用机械进行大面积回填。为确保回填密实度，在回填过程中，应根据相关规定进行密实度检查，合格后方可回填上层土。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑支护,基坑围护体系由两部分组成，一是围护结构，还有就是内支撑系统。目前内支撑系统主要包括围檩（亦称腰梁）、支撑、立柱及其他附属构件，支撑可以分为钢管支撑、型钢支撑、钢筋混凝土支撑。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,支撑结构的构造,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑开挖监控量测,（1）监测目的具体来讲施工监测的主要目的如下：1）通过监控量测了解基坑周围土体在施工过程中的动态变化，明确工程施工对原始地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。2）通过监控量测了解支护结构的受力和变位状态，并对其安全稳定性进行评价。3）通过监控量测了解工程施工对周围地下管线的影响程度，以确保其处于安全的工作状态。4）通过监控量测了解施工降水效果及对周围地下水位的影响程度。5）通过监控量测收集数据，为以后的类似工程设计、施工及规范修改提供参考和积累经验。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑开挖监控量测,（2）监测项目及监测仪器,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑开挖监控量测,（3）测点布置及监测频率,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,1）地表沉降 水准基点位置的选择及测点布置水准基点是沉降观测精度的关键，开挖前在距基坑边线5倍开挖深度以外埋设3个水准基点（其中1个为常用基准点，另2个为备用点）。观测方法地表沉降观测采用水准仪按几何水准法进行观测，精度要求在国家二级水准以上，每次采取往返闭合测量。开挖前，连续测量3次获以上数值基本一致时，所测得的值作为初读数。为了提高测量精度，在开始沉降观测前，采用SOKA全站仪测出各段的距离，在置镜点和立尺点设立标志，使每次观测能在同一路线上进行，减少误差。量测频率开挖开始后首次观测在12小时以内进行，以后每天观测1次，直至结构施工完毕，土方回填完成。,基坑开挖监控量测,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,2）地连墙顶水平位移及沉降,基坑开挖监控量测,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,3）地连墙挠曲变形监测,地连墙测斜管采用绑扎法埋设，将测斜管绑扎在钢筋笼上，一起沉入地连墙槽内浇筑。沉入时注意测斜管应位于基坑内侧。由于地连墙较深，测斜管较长，测斜管安装时，要随时注意测斜管的一对槽口与基坑边缘垂直，以保证测出的数据能真实反映基坑边缘垂直面内的挠曲。在测斜管连接时，必须将上、下管段的滑槽相互对准，使测斜仪的探头能在管内平滑运行。测斜管要高出地连墙顶20cm。,基坑开挖监控量测,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,4）支撑轴力监测,测点布设及量测方法选取具有代表性的支撑，在其端头上下两侧布设轴力计测定支撑轴力。每施工段至少布置一组。测点布设在轴力较大的地方，或起关键作用的杆件上。轴力计安装方法钢支撑轴力监测的核心问题就是轴力计的安装。必须保证轴力计中心线与钢支撑中心线在同一直线上，以保证轴力计测出的轴力能真实地反映钢支撑所承受的轴力大小。量测频率 每层支撑施工间隔时间内每天观测3次，开挖至设计深度时，每周观测3次，直至支撑撤除为止。,基坑开挖监控量测,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,5）地下水位监测,水位孔布置水位孔布置在车站多个大口井之间。水位孔施工水位孔采用小型钻机成孔，成孔深度应在设计最低水位之下。当水位管采用50mm时，水位孔采用100mm孔径。当钻进成孔至设计标高后，放入裹有虑网的水位管。管壁与孔壁之间用净沙回填至离地表0.5m处。再用粘土封填，以防地表水流入。监测频率围护结构施工中，每1次/2-3天，土方开挖1次/天，主体施工中每1次/2-3天。,基坑开挖监控量测,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,6）地下水压监测,测点布置孔隙水压力计每个车站每一边布置一个，在有地下管线和多层建筑的地方增设。孔隙水压计的埋设孔隙水压力计采用弹入法埋设。该法通过弹力装置将孔隙水压力计弹入土层中。施工时将装有压力盒的机械装置焊接在地连墙钢筋笼上，利用限位插销存储被压缩弹簧的弹性势能，待钢筋笼吊入槽内后，在地面通过牵引铁丝将限位插销拔除，由弹簧压力将压力和推向土层侧壁。监测频率围护结构施工中，每1次/2-3天，土方开挖1次/天，主体施工中每1次/2-3天。,1.4 防排水施工,在深基坑和地下构筑物的开挖过程中往往会遇到地下水位高于施工作业面的情况，地下水的涌入及流砂的产生等会影响施工进度和质量，甚至无法施工。人工降低地下水位的常用方法可分为基坑明排和井点降水两类。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,基坑明沟排水,明沟排水法是在开挖基坑时，在坑底设置集水井，并沿坑底周围或中央挖掘排水沟，使水流入集水井中，然后用水泵排至坑外。在挖掘基坑过程中，要随挖土的深度，不断加深排水沟和集水井，使坑底标高保持高于排水沟中水位0.5m。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,井点降水,具有一定规模的地下构筑物或深基础工程在地下水位以下的含水层施工时，如果采用大开口开挖施工，基坑明沟排水，常会遇到大量地下水渗入或出现较严重的边坡滑塌和流砂问题，使基坑或地下构筑物无法施工，甚至影响邻近建筑物的安全。遇此情况，一般须采用井点(垂直)和水平井点(包括辐射井)降水法进行降水。井点(垂直)常沿基坑外围布设，水平井点则尚可穿越于基坑底部，井点深度大于基坑深度，通过井点抽水降低地下水位，保证工程顺利施工。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,轻型井点降水,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,喷射井点降水,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,1.5 主体结构施工,主要内容：1.主体结构防水施工2.钢筋工程施工3.模板工程施工4.混凝土工程施工,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,主体结构防水施工,我国明挖法施工的地铁隧道结构，其防水为两道防线，第一道为隧道结构本身的防水混凝土，第二道为附加防水层(外贴卷材、防水涂料、防水砂浆等)。通常防水层都做在结构的外侧(迎水面)，其要求与结构的表面粘贴良好。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,防水层,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,后浇缝及穿墙管防水,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,1.钢管；2.止水环；3.主体结构,钢筋工程施工,防水层的混凝土保护层和墙体防水工程完成合格后，进行测量放线，弹出底板钢筋和墙、柱主筋位置线开始钢筋绑扎施工。钢筋的加工成型及安装严格按施工图纸施工。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,钢筋加工允许偏差,模板工程施工,钢筋混凝土工程一般为现浇结构，因此，模板工程的施工质量直接影响到整个工程的施工质量，通常墙体及柱混凝土浇筑使用模板采用大型钢模板,顶板及梁混凝土浇筑使用组合钢模板。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,模板安装允许偏差,混凝土工程施工,混凝土工程质量是主体结构工程的关键，必须严格进行施工和控制，严格按照设计图纸和规范施工，采取有利措施保证混凝土的工程质量。地铁隧道结构的材料、配合比、搅拌、运输和混凝土灌注等均应符合防水混凝土的要求。地铁隧道处于城市范围施工，其混凝土多为商品混凝土，采用搅拌站集中生产，搅拌车运送，输送泵车输送至灌注地点。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,钢筋混凝土工程施工要点,结构底板、墙、顶(楼)板钢筋混凝土施工，以施工缝划分区段间隔施工并一次灌注完毕；顶(楼)板、底板以台阶分层灌注，墙及柱子分层水平灌注；钢筋与模板间必须用砂浆或塑料垫块垫紧，以保证钢筋保护层厚度；混凝土如产生离析现象，应进行二次搅拌，均匀后方可灌注。灌注高度超过2m时应加串筒；混凝土采用高频振捣器振捣，并在初凝之前用平板振捣器再进行一次；在预埋件多和钢筋密集处需采用同标号细石混凝土灌注，保证不漏振；变形缝止水带处，顶、底板应掀起止水带灌注其下混凝土，并认真振实，并将止水带缓慢压在下层混凝土上后，再灌注其上混凝土。施工缝尽量少留或不留，隧道底板与边墙施工缝留在底板表面以上2030cm处，并尽可能做成凹、凸形或台阶形。混凝土灌注前，清除浮渣和杂物，用水清洗并保持湿润。灌注混凝土时，先铺放2030mm厚的同标号砂浆，再正式灌注混凝土；灌注墙、柱与板交界处应停歇11.5h后再继续灌注混凝土，灌注过程中，派专人观测模板、支架、钢筋、预埋件和留洞处的情况，发现变形、移位等，立即处理；加强混凝土养护，混凝土终凝后，采取措施保持混凝土表面经常湿润。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,1.6 明挖法施工实例-石家庄新客站下城市轨道预留工程,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,地铁3号线车站,地铁2号线车站,地铁3号线明挖区间,石家庄新客站站房,工程地质及水文地质,车站范围内无自然地表水。场地内现地下水位埋深较深，地下水水位埋深44.144.7m（相应水位标高24.00m左右），水位变幅12m。车站范围地层主要为碎石，填筑土，黄土状粉质粘土，中砂，粉质粘土，粉土，粉砂，中砂，粉质粘土 场地属中软场地土，建筑场地类别为类。抗震设防烈度为7度。地下车站的设防分类为乙类。,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,施工中的3号线明挖基坑,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,明挖施工的2、3号线换乘区域,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,双排桩,出土孔,明挖施工,盖挖施工,换乘区域,换乘节点围护结构设计,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,换乘节点基坑开挖深度约10.3m，采用钻孔灌注桩+内支撑 钻孔灌注桩：10001500，桩长约18.3m。内支撑：900 x800钢筋混凝土支撑,换乘节点施工,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,双排悬臂桩及注浆加固,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,悬臂桩施工区域深层土体位移监测点,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,复习思考题,1.明挖法基坑开挖注意事项？2.监测的项目有哪些？,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,参考资料,1.隧道工程精品课程网站资源2.相关论坛3.相关规范、书籍,浅埋隧道施工方法明挖法施工,隧道工程,隧道工程,模块五：浅埋隧道施工方法,第2单元：盖挖法施工,第2单元：盖挖法施工,2.1 盖挖法概述2.2 盖挖顺作法施工2.3 盖挖逆作法施工2.4 盖挖半逆作法施工2.5 盖挖法施工实例,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,知识目标,1.了解盖挖法隧道施工的分类,2.熟悉盖挖法隧道施工的措施和工序,3.掌握盖挖法施工的关键技术,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,具有识别盖挖结构施工图的能力,具有拟定盖挖隧道施工方案能力,正确选择检查内容认真完成质量验收,能够进行主要施工工序技术交底,能力目标,2.1 盖挖法概述,盖挖法是先盖后挖，即由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭（可以是临时路面或结构顶板维持地面畅通再向下施工），其余的下部的工程在封闭的顶盖下进行施工，主体结构可以顺作，也可逆作。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,盖挖法施工的特点,结构的刚度大水平位移小；结构板作为基坑开挖的支撑，节省了临时支撑；缩短占道时间，减少对地面干扰；受外界气候影响小。出土不方便；板墙柱施工接头，需进行防水处理；工效低，速度慢；结构框架形成之前，中间立柱能够支承的上部荷载有限。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,盖挖法的施工方法,盖挖法的施工方法主要有：盖挖顺作法；盖挖逆作法；盖挖半逆作法；1.盖挖顺作法：在支护基坑的钢桩上架设钢梁、铺设临时路面维持地面交通。开挖到基坑底后，浇筑底板，然后浇筑侧墙，最后浇筑顶板。2.盖挖逆作法：用刚度更大的围护结构取代了钢桩，用结构顶板作为路面系统和支撑，结构施作顺序是自上而下，挖土后先浇筑顶板，然后浇筑侧墙，最后浇筑底板。3.盖挖半逆作法：先施作围护结构-浇筑顶板-挖土到基坑底-浇筑底板及其侧墙-浇筑中板及其侧墙。从减少墙体水平位移和对附近建筑物影响来看，盖挖逆作法效果最好。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,2.2 盖挖顺作法施工,盖挖顺作法是在地表完成围护结构后，以定型的预制标准覆盖结构(包括纵和横梁及路面板)置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和加设横撑，直至设计标高。依次序由下而上建筑主体结构和防水，回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,盖挖顺作法-案例（深圳）,军用梁路面系,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,主体盖挖临时路面梁平面布置(单位：mm),2.3 盖挖逆作法施工,盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的围护结构和中间桩柱，和盖挖顺作法一样，基坑围护结构多采用地下连续墙，或钻孔灌注桩，或人工挖孔桩。中间桩柱则多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土至主体结构顶板底面标高，利用未开挖的土体作为土模浇注顶板，它还可以作为一道强有力的横撑，以防止围护结构向基坑内变形，待回填土后将道路复原，恢复交通，以后的工作都是在顶板覆盖下进行，即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,盖挖逆作法施工防水,盖挖逆作法施工，混凝土灌注工艺和施工缝处理工艺与其他施工方法相比更为复杂，因此结构自防水是隧道工程防水成败的关键。附加防水层施工缝防水变形缝防水诱导缝防水围护结构渗漏处理,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,结构自防水,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,1）防水混凝土自身性能的选择与确定结构自防水混凝土必须具备密实度高、收缩率小、强度高、可灌性好的多种性能，因此补偿收缩防水混凝土一般均通过选择外加剂的方法达到防水目的。,2）防水混凝土配合比防水混凝土配合比，应根据工程要求、选材要求、结构条件和施工方法，通过试验确定。其抗渗等级应比设计要求提高0.2Mpa。,3）混凝土养护对于大体积防水混凝土，施工中要有充分的温度控制措施，防止水化热过高使混凝土内外温差过大而产生温差裂缝，混凝土内外温差应低于25。,4）混凝土防裂措施在不影响强度和抗渗性的前提下，防水混凝土考虑掺入一定数量的磨细粉煤灰或磨细砂、石粉等，降低水泥用量和水泥水化热，减少坍落度损失和混凝土内、外部温差，并控制混凝土入模温度，最大限度地避免裂缝的出现。,附加防水层,1）顶板附加柔性防水层施工采用柔性防水,铺设防水板前先清理基面，凸凿凹补，使之平整，无钢筋头，无渗漏；铺设时做到平顺；焊接紧密，搭接长、宽度合理；防水板采用滚动焊机双焊缝焊接，防水板与垫圈的粘结采用电烙铁手式焊接。防水板铺设完毕，作充气试验进行质量检查。2）防水层铺设柔性防水层施工技术要点在于：材料选择；焊接工艺；铺设工艺。附加防水层宜采用柔性卷材，采用无钉孔和双缝焊接铺设工艺。为保证接缝质量，采用双焊缝焊接工艺，焊接前，应根据不同的焊接温度和焊接速度，分别进行焊接试验。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,防水板搭焊示意图（mm）,施工缝防水,施工缝是在混凝土施工过程中，由于一次性连续浇筑不能过长或必须分步施工而设置的施工接缝。施工缝防水形式分两种：外围结构施工缝防水（顶板刚性防水层在外侧，侧墙底板在内侧）及内部结构施工缝防水。外围结构施工缝可采用双膨胀止水条+预埋注浆管止水。内部结构施工缝采用遇水膨胀止水条。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,变形缝防水,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,围护结构渗漏处理,1）大面积渗漏水处理方法大面积堵漏采用抹面堵漏法。即先堵漏后抹面，原则是以大化小，将面漏变为孔漏，将线漏变为点漏。使漏水集中于一点或数点，为最后堵塞漏水点创造条件。漏水点封堵后，认真进行防水抹面施工，防止薄弱部位又产生渗漏。2）局部渗漏水处理方法局部渗漏水采用灌浆堵漏法。根据渗漏水的流量、流速以及渗漏部位，布置灌浆孔，并选用适宜的灌浆设备和灌浆材料，将浆液压入裂缝及孔隙的深部灌满、固化。堵漏施工中，根据需要，灵活选用上述两种方法，必要时可采取两种办法结合起来施工，达到从浅到深、由表及里的治水目的。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,第一次采用“条形基础盖挖逆筑法”修建城市地铁车站北京地铁天安门东站，1992年12月开工，1996年1月主体完工，荣获北京市优质工程长城杯奖，国家建筑工程鲁班奖，中国土木工程（詹天佑）大奖,盖挖逆作法案例（北京）,中间桩柱施工,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,盖挖逆作法的中间桩及钢管柱的施工是盖挖逆筑法的核心技术。钢管柱在施工阶段是盖板的临时支柱，在使用阶段是永久性竖向承载与传力结构。中间桩柱由钢管柱和柱下桩基础两部分组成，为保证施工精度和进度，桩基础以上部分一般采用人工挖孔成孔，桩基础部分采用泥浆护壁、旋挖钻机械成孔。,中间钢管柱和桩基础施工工艺,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,人工挖孔桩水下混凝土灌注桩抽浆钻芯凿杯口混凝土荷载试验安装定位锥垫板安装定位器杯口混凝土浇筑钢管柱吊装钢管柱上口固定柱内混凝土灌筑钢管柱外回填砂,中间钢管柱定位技术,中间钢管柱的施工质量至关重要，直接影响到隧道工程的整体施工质量。钢管柱的安装定位精度要求高（规范规定中柱中心线允许偏差5，中柱的垂直度误差不得大于柱长的1，且最大不超过15）、控制难，对钢管柱的安装进行科学、系统的工艺设计，使施工简便、精度能够得到保证。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,钢管柱采用先下后上的顺序进行定位。钢管柱下端定位依赖于自动定位器，上端定位利用同一平面上等分圆心角的3个花篮螺栓实现(如图所示)，上部中心精确定位与自动定位器的定位方法基本相同。施工时将钢管柱吊入桩孔中，确认钢管柱底部套住自动定位器后，再将钢管柱滑落到自动定位器的“十”字钢板上；上端钢管柱利用3根固定在钢管柱和孔壁上的花篮螺栓的调节，对钢管柱上端准确定位。,浅埋隧道施工方法盖挖法施工,隧道工程,侧墙混凝土逆向连接技术,与盖挖逆筑法施工伴生的是侧墙的后期混凝土与前期混凝土逆向浇筑连接不密实问题。为了防止连接面产生干缩裂缝、气泡和空洞等不密实现象，防止渗漏水，施工中通常采取了以下措施：（1）前期混凝土底部浇筑成30斜面，以便灌筑后期混凝土时能将空气排除干净,保证新旧混凝土严密结合；（2）模板上缘高度要比前期混凝土底面高15，且每隔2m设一个簸箕状下 灰口，以便后期混凝土