城市地下工程施工技术与工程实例第一讲.

城市地下工程施工技术现状目前在城市地下工程中,以明挖法、盾构法、新奥法和浅埋暗挖法等应用较为广泛。其中盾构法是地铁和市政隧道采用的主要方法,已取得较好的效果,并具备自主创新的能力。此外还有其它的一些方法，比如：顶管法沉管法沉箱法盖挖法21世纪中国的城市化进程对城市地下空间的开发利用带来了空前的机遇和挑战,城市地下工程施工技术将是其中最重要的课题之一。主要内容第一讲明挖工程施工技术与工程实例1第二讲明挖工程施工技术与工程实例2第三讲浅埋暗挖法施工技术与工程实例第四讲盾构法隧道施工技术与工程实例1第五讲盾构法隧道施工技术与工程实例2第六讲水底沉管隧道施工技术与工程实例《城市地下工程施工技术与工程实例》第一讲明挖工程施工技术与工程实例1第一讲明挖工程施工技术与工程实例11.1明挖法简介1.2广州某地铁车站明挖法施工技术1.1明挖法简介明挖法【opencutmethod】指的是先将隧道部位的岩（土）体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再进行回填的施工方法。分类明挖顺作法盖挖顺作法盖挖逆作法盖挖半逆作法等后3种方法又可统称为明挖覆盖施工法1.1明挖法简介优缺点明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术。其缺点是对周围环境的影响较大。施工技术明挖法的关键工序是：降低地下水位，边坡支护，土方开挖，结构施工及防水工程等。其中边坡支护是确保安全施工的关键技术，主要有以下几种：1.1明挖法简介放坡开挖技术适用于地面开阔和地下地质条件较好的情况。基坑应自上而下分层、分段依次开挖，随挖随刷边坡，必要时采用水泥粘土护坡。型钢支护技术一般使用单排工字钢或钢板桩，基坑较深时可采用双排桩，由拉杆或连梁连结共同受，也可采用多层钢横撑支护或单层、多层锚杆与型钢共同形成支护结构1.1明挖法简介连续墙支护技术一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽，也可采用多头钻和切削轮式设备成槽。连续墙不仅能承受较大载荷，同时具有隔水效果，适用于软土和松散含水地层。混凝土灌注桩支护技术一般有人工挖孔或机械钻孔两种方式。成孔中灌注普通混凝土或水下混凝土成桩。支护可采用双排桩加混凝土连梁，还可用桩加横撑或锚杆形成受力体系。1.1明挖法简介土钉墙支护技术在原位土体中用机械钻孔或洛阳铲人工成孔，加入较密间距排列的钢筋或钢管，外注水泥砂浆或注浆，并喷射混凝土，使土体、钢筋、喷射混凝土板面结合成土钉支护体系。锚杆(索)支护技术在孔内放入钢筋或钢索后注浆，达到强度后与桩墙进行拉锚，并加预应力锚固后共同受力，适用于高边坡及受载大的场所。1.1明挖法简介混凝土和钢结构支撑支护方法依据设计计算在不同开挖位置上灌注混凝土内支撑体系和安装钢结构内支撑体系，与灌注桩或连续墙形成一个框架支护体系，承受侧向土压力，内支撑体系在做结构时要拆除。适用于高层建筑物密集区和软弱淤泥地层。一、工程概况1.2广州某地铁车站明挖法施工技术二、地铁车站主要施工工序流程三、地下连续墙施工四、高压旋喷桩五、井点降水六、基坑开挖及支撑七、内部结构八、施工监测XX站为广州市地铁X号线与Y号线的换乘站，位于两条市郊道路的交叉处。周边地形较为开阔、平坦。地下水位在现有地面以下2m，地下水对地铁构筑物中的混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性。一、工程概况二、地铁车站主要施工工序流程基坑围护：地下连续墙围护、钻孔桩止水帷幕、工法桩围护地基处理及降排水：高压旋喷桩、水泥土搅拌桩基坑开挖：放坡、分层开挖支撑体系：由钢筋混凝土支撑、钢支撑及格构柱组成内部结构：地下两层（站台层、站厅层），由底板（1m）、中板（0.5m）、顶板（0.8m）、柱及内衬墙（0.6m）组成。施工监测地下连续墙施工流程：三、地下连续墙施工本工程钢筋笼分“一”“L”“Z”三种形状，地墙接头采用圆形柔性接头，砼一次浇注。所有导墙接头与地墙接头错开。1、导墙制作三、地下连续墙施工地下连续墙导墙示意图导墙施工图三、地下连续墙施工2、泥浆工艺三、地下连续墙施工泥浆材料：1）膨润土：200目商品膨润土；2）水：自来水；3）分散剂：纯碱（Na2CO3）；4）增粘剂：CMC（高粘度，粉末状）；5）加重剂：200目重晶石粉。技术要点：1）泥浆搅拌严格按照操作规程和配合比要求进行；2）对槽段被置换后的泥浆进行测试，必须符合要求；3）保证城市环境清洁；4）严格控制泥浆的液位。泥浆循环系统三、地下连续墙施工3、成槽施工三、地下连续墙施工槽段划分：宽度一般为6.5m、6m、5.5m、5m槽段放样：在导墙上精确定位地墙分段及锁口管标记线成槽设备选型成槽垂直度控制：成槽机自带垂直度检测仪、超声波测斜仪成槽挖土顺序：按槽段划分，分幅施工，标准槽段（约6m）采用三抓成槽法开挖成槽，先挖两端最后挖中间，使抓斗两侧受力均匀，如此反复开挖直至设计槽底标高为止。三、地下连续墙施工成槽挖土：成槽开挖时抓斗应闭斗下放，开挖时再张开，每斗进尺深度控制在0.3m左右，上、下抓斗时要缓慢进行，避免形成涡流冲刷槽壁，引起坍方，同时在槽孔砼未灌注之前严禁重型机械在槽孔附近行走产生振动。挖槽土方外运：15吨土方车外运，工地设临时堆放场地成槽测量及控制：确保泥浆液面高出地下水位0.5m以上，同时也不能低於导墙顶面0.3m槽段检验：槽段平面位置偏差检测，槽段深度检测，槽段壁面垂直度检测三、地下连续墙施工成槽施工示意图4、清底及接头处理三、地下连续墙施工清底：用抓斗直接挖除槽底沉渣之后，进一步使用Dg100空气升液器清除未能挖除的细小土渣，以泥浆反循环法吸除沉积在槽底部的土碴淤泥。刷壁：老接头上的一层泥皮会影响槽壁接头质量，发生接头部分渗漏水。刷壁方法主要采用自制强制式刷壁机，将附着在接头上的泥皮清除。5、钢筋笼的制作和吊放三、地下连续墙施工（1）钢筋笼加工：根据成槽设备的数量及施工场地的实际情况，搭设3只钢筋笼制作平台，现场加工钢筋笼，平台尺寸7×30m。钢筋笼端部与接头管或混凝土接头面间应留有15～20cm的空隙。竖向钢筋保护层厚度内侧为5cm，外侧为7cm。在垫块与墙面之间留有2～3cm的间隙。每幅钢筋笼一般采用4榀桁架，桁架间距不大于1500mm。钢筋连接器预埋钢筋与地下连续墙外侧水平钢筋点焊固定，焊点不少于2点。（2）钢筋笼吊装和吊点布置三、地下连续墙施工采用QUY150A（150t-主吊）和LS－218RH－5（50t-副吊）履带式起重机双机抬吊配合吊装。钢筋笼设置纵横向桁架，防止不可复原的变形6、水下砼浇注三、地下连续墙施工本工程砼的设计标号为水下C30P8，砼的坍落度为18～22cm。砼浇灌采用龙门架配合砼导管完成，导管采用法兰盘连接式导管，导管连接处用橡胶垫圈密封防水。导管在第一次使用前，在地面先作水密封试验在砼浇注前要测试砼的塌落度，并做好试块。水下混凝土浇注注意事项三、地下连续墙施工钢筋笼沉放就位后，应及时灌注砼，不应超过4小时。导管插入到离槽底标高300-500mm，灌注砼前应在导管内临近泥浆面位置吊挂隔水栓，方可浇注砼。检查导管的安装长度，并做好记录，每车砼填写一次记录，导管插入砼深度应保持在2～6m。导管集料斗砼储量应保证初灌量，并保证开始灌注砼时埋管深度不小于500mm。砼浇注中要保持砼连续均匀下料，砼面上升速度控制在4～5m／h，导管下口在混凝土内埋置深度控制在1.5～6.0m。导管间水平布置距离一般为2.5m，最大不大于3m，距槽段端部不应大于1.5m。在砼浇注时，不得将路面洒落的砼扫入槽内，污染泥浆。砼泛浆高度50cm，以保证墙顶砼强度满足设计要求。7、锁口管提拔三、地下连续墙施工锁口管提拔与砼浇注相结合，砼浇注记录作为提拔锁口管时间的控制依据。砼浇注开始后4小时左右开始拔动，以后每隔30分钟提升一次，其幅度不宜大于50～100mm，待砼达到终凝后，将锁口管一次全部拔出并及时清洁和疏通工作。8、质量控制及预防措施三、地下连续墙施工（2）地下墙渗漏水的预防措施减少泥浆中的含砂量接头大块淤泥刮除严格控制导管埋入混凝土的深度，控制在2～6m（1）垂直度控制及预防措施经纬仪、成槽机显示仪跟踪观测垂直度，随挖随纠合理安排一个槽段中的挖槽顺序，先两边后中间，先短边后长边抓斗掘进应慢提慢放，严禁满抓三、地下连续墙施工（3）防止绕灌及应急处理技术措施必须在锁口管安放完成后，做好对锁口管背侧的空隙回填工作，为确保回填石子，采用5～40mm石子回填，一直回填到地面，以防止砼绕流。（4）地下墙露筋现象的预防措施钢筋笼必须在水平的钢筋平台上制作，制作时必须保证有足够的刚度，架设型钢固定。必须按设计和规范要求放置保护层钢垫板，严禁遗漏。吊放钢筋笼时发现槽壁有塌方现象，应立即停止吊放，重新成槽清渣后再吊放钢筋笼。三、地下连续墙施工（7）保护周边环境的施工措施（5）对地下障碍物的处理及时拦截施工过程中发现的流至槽内的地下水流。障碍物在较深位置时，采用自制的钢箱套入槽段中，然后处理各种障碍，确保挖槽正常施工。（6）对于钢筋笼无法下放到位的预防及处理措施入槽时不能准确到位时，不得强行冲放，严禁割短割小钢筋笼，应重新提起，待处理合格后再重新吊入。对于坍孔或缩孔引起的钢筋笼无法下放，应用成槽机进行修槽，待修槽完成后再继续吊放钢筋笼入槽。对于大量坍方，以致无法继续施工时，应对该幅槽段用粘土进行回填密实后再成槽。对于由于上一幅地下连续墙砼绕管引起的钢筋笼无法下放，可用成槽同抓斗放空冲抓或用吊机吊刷壁器空档冲放，以清除绕管部分砼后，再吊放钢筋笼入槽。1、二重管旋喷桩工艺流程四、高压旋喷桩2、高压旋喷桩的施工及技术要求四、高压旋喷桩高压喷射注浆施工应跳打，跳打程序为隔孔跳打，以防邻桩串浆而影响成桩质量。钻机就位应准确，架设应平稳坚实，就位偏差≤20mm。控制点布设于非施工区域，桩位误差≤20mm。用水平尺控制桩架垂直度，成孔偏斜率控制在1%以内。水泥浆液应随配随用，浆液搅拌采用二级搅拌，防止水泥浆沉淀。高压旋喷注浆作业时，供浆、送气应连续。五、井点降水1、降水目的疏干开挖范围内土体中的地下水，方便挖掘机和工人在坑内施工作业；降低坑内土体含水量，提高坑内土体强度，减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降。及时降低下部承压含水层的承压水水位，防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。五、井点降水2、成井施工流程（2）下井管（1）成孔及清孔工艺与钻孔桩相似。（3）埋填滤料（4）洗井（5）降水运行工况五、井点降水3、封井原则封井应会同总承包方、设计方以及降水方确定封井原则并形成相关文件；由总承包发方出封井指令或降水方提出封井申请由总承包方确认，降水方按指令或确认文件停止所有降水井抽水并实施降水井封井。所有降压井均应在所在区域底板浇筑完毕并达到设计强度之后方可考虑停止抽水。六、基坑开挖及支撑基坑开挖工程前期先进行地基加固、钻孔桩、井点降水和圈梁的施工，待完成上述项目施工后，并达到预降水15～20天或降水深度达到设计要求后（圈梁强度达到设计要求），即开始基坑开挖施工。基坑开挖按时空效应原理分为若干个单元开挖，基坑开挖时“由深向浅”逐段开挖。（1）水平分段（2）竖向分层（3）纵向放坡（4）抽槽开挖（5）“盆式”开挖六、基坑开挖及支撑支撑体系第一道支撑为钢筋混凝土支撑，第二道支撑采用大开挖安装，然后架设钢支撑。根据土方开挖进度，及时配齐开挖段所需的支撑及垫块等。钢支撑均采用Φ609*16钢管，钢管之间采用法兰螺栓连接。采用一台50t履带吊安装支撑钢支撑安装后，为控制墙体水平位移，必须对其施加预应力，并在第一次加预应力后12h内观测预应力损失及墙体水平位移，并复加预应力至设计值。六、基坑开挖及支撑支撑拼装及施加预应力图六、基坑开挖及支撑轴力计埋设六、基坑开挖及支撑支撑拆除在底板砼强度达到设计强度后,方可拆除支撑。拆除第二道支撑先用50吨履带吊吊住钢支撑，然后割除连