第6讲1K411K413010城市轨道交通工程结构与特点及1K413020明挖基坑施工文档格式.docx
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本章重点：
1.明挖基坑施工
2.盾构法施工技术
3．喷锚暗挖法施工技术
1K413010城市轨道交通工程结构与特点
1K413011掌握地铁车站结构与施工方法
一、地铁车站形式与结构组成
（一）地铁车站形式分类注意站台的形式：
岛式、侧式和混合式。
二、施工方法（工艺）与选择条件
（一）明挖法施工
1.明挖法是先从地表面向下开挖基坑至设计标高，然后在基坑内的预定位置由下而上地建造主体结构及其防水措施，最后回填土并恢复路面。
3．明挖法施工基坑（详见1K413020）可以分为敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类。
（一）盖挖法施工1．盖挖法施工也是明挖施工的一种形式，与常见的明挖法施工的主要区别在于施工方法和顺序不同：
盖挖法是先盖后挖。
和地表沉降，有利于保护临近建筑物和构筑物；
基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；
盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚锭，施工空间大；
盖挖逆作法用
于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小
盖挖法也存在一些缺点：
盖挖法施工时，混凝土结构的水平施工缝的处理较
为困难；
盖挖逆作法施工时，暗挖施工难度大、费用高
.目前，城市中施
3．盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法工采用最多的是盖挖逆作法。
（三）喷锚暗挖法
喷锚暗挖法对地层的适应性较广，适用于结构埋置较浅、地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工
1．新奥法
“新奥法”是以维护和利用围岩的自承能力为基点，使围岩成为支护体系的组成部分，支护在与围岩共同变形中承受的是形变应力。
2．浅埋暗挖法。
按照“十八字”原则（即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工，称之为浅埋暗挖技术。
采用浅埋暗挖法时要注意其适用条件。
首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。
第二，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。
设计时并没有充分考虑利用围岩的自承能力，这是浅埋暗挖法与“新奥法”主要区别。
三、不同方法施工的地铁车站结构
（一）明挖法施工车站结构明挖法施工的车站主要采用矩形框架结构或拱形结构。
1．矩形框架结构
这是明挖车站中采用最多的一种形式，根据功能要求，可以双层于单跨、双跨或多层多跨等形式。
侧式车站一般采用双跨结构；
岛式车站多采用双跨或三跨结构。
站台宽度≤10m时宜采用双跨结构，有时也采用单跨结构。
在道路狭窄的地段建地铁车站，也可采用上、下行线重叠的结构。
明挖地铁车站结构由底板、侧墙及顶板等围护结构和楼板、梁、柱及内墙等内部构件组合而成。
2．拱形结构一般用于站台宽度较窄的单跨单层或单跨双层车站。
结构由拱形和平底板组成，墙脚与底板之间采用铰接，并在其外侧设有与底板整体浇筑的挡墙，用以抵抗刚架的水平推力。
（二）盖挖法施工车站结构
1．结构形式在城镇交通要道区域采用盖挖法施工的地铁车站多采用矩形框架结构。
软土地区地铁车站一般采用地下墙或钻孔灌注桩作为施工阶段的围护结构。
地下墙可作侧墙结构的一部分，与内部现浇钢筋混凝土组成双层衬砌结构；
也可将单层地下墙作为主体结构侧墙结构。
单、双层墙应经工程造价、进度、结构整体性、防水堵漏、施工处理等综合比较后，根据不同地质、周围环境等选用。
（三）喷锚暗挖（矿山）法施工车站结构喷锚暗挖法施工的地铁车站，视地层条件、施工方法及其使用要求的不同，可采用单拱式车站、双拱式车站或三拱式车站，并根据需要可作成单层或双层。
1K413012掌握地铁区间隧道结构与施工方法本条文简要介绍地铁区间隧道结构形式及施工方法。
一、不同方法施工地铁区间隧道
（一）明挖法施工隧道
1.在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区，应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。
明挖法施工的地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇注或装配式结构，其优点是其内轮廓与地下铁道建筑限界接近，内部净空可以得到充分利用，结构受力合理，顶板上便于敷设城市地下管网和设施。
2．整体式衬砌结构
明挖现浇隧道结构断面分单跨、双跨等形式，由于结构整体性好，防水性能容易得到保证，可适用于各种工程地质和水文地质条件；
但是，施工工序较多，速度较慢。
3．预制装配式衬砌
装配式衬砌整体性较差，对于有特殊要求（如防护、抗震等）的地段要慎重选用。
（二）喷锚暗挖（矿山）法施工隧道
1．在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区，隧道施工喷锚暗挖法常是一种较好的选择；
隧道施工时，一般采用拱形结构，其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。
2．衬砌的基本结构类型——复合式衬砌这种衬砌结构是由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成，复合式衬砌外层为初期支护，其作用是加固围岩，控制围岩变形，防止围岩松动失稳，是衬砌结构中的主要承载单元。
一般应在开挖后立即施作，并应与围岩密贴。
所以，最适宜采用喷锚支护，根据具体情况，选用锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢支撑等单一或并用而成。
3.衬砌结构的变化方案
在干燥无水的坚硬围岩中，区间隧道衬砌亦可采用单层的喷锚支护，不做防水隔离层和二次衬砌，但此时对喷混凝土的施工工艺和抗风化性能都应有较高的要求，衬砌表面要平整，不允许出现大量的裂缝。
在防水要求不高，围岩有一定的自稳能力时，区间隧道亦可采用单层的模注混凝土衬砌，不做初期支护和防水隔离层。
单层模注衬砌又称为整体式衬砌，为适应不同的围岩条件，整体式衬砌可做成等截面直墙式和等截面或变截面曲墙式，前者适用于坚硬围岩，后者适用于软弱围岩。
（三）盾构法施工隧道
1.在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁，施工条件困难地段，采用盾构
法施工隧道能显示其优越性：
振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠，对沿线居民生活、地下和地面构筑物及建筑物影响小等。
盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌和模注钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。
2．预制装配式衬砌预制装配式衬砌是用工厂预制的构件，称为管片，在盾构尾部拼装而成的。
管片种类按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁以及由几种材料组合而成的复合管片。
3．双层衬砌根据需要还可以在装配式衬砌与内层之间铺设防水隔离层。
双层衬砌主要用在含有腐蚀性地下水的地层中。
4．挤压混凝土整体式衬砌
挤压混凝土衬砌（ExtrudeConcreteLining，简称ECl）就是随着盾构向前掘进，用一套衬砌施工设备在盾尾同步灌注的混凝土或钢筋混凝土整体式衬砌，因其灌注后即承受盾构千斤顶推力的挤压作用，故有此称谓。
挤压混凝土衬砌可以是素混凝土，也可以是钢筋混凝土，但应用最多的是钢纤维混凝土。
二、施工方法选择与比较
（一）喷锚暗挖法
2．新奥法施工新奥法施工隧道适用于稳定地层，应根据地质、施工机具条件，尽量采用对围岩扰动少的支护方法。
岩石地层当采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破、预裂爆破技术，尽量减少欠挖、超挖。
围岩开挖后应立即进行必要的支护，并使支护与围岩尽量密贴，以稳定围岩。
围岩条件比较好时可简单支护或不支护。
3．浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法的工艺流程和技术要求主要是针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工面而形成的。
浅埋暗挖法与新奥法相比，更强调地层的预支护和预加固。
因为地铁工程基本是在城镇施工，对地表沉降的控制要求比较严格。
浅埋暗挖法支护衬砌的结构刚度比较大，初期支护允许变形量比较小。
这样对保护周围地层的自承作用和减少对地层的扰动是必须的。
（1）地层预加固和预支护
常用的预加固和预支护方法有：
小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆及管棚超前支护。
（2）隧道土方开挖与支护
采用浅埋暗挖法开挖作业时，所选用的施工方法及工艺流程，应保证最大限度地减少对地层的扰动，提高周围地层自承作用和减少地表沉降。
根据不同的地质条件及隧道断面，选用不同的开挖方法，但其总原则是：
预支护、预加固一段，开挖一段；
开挖一
段，支护一段；
支护一段，封闭成环一段。
（3）初期支护形式
（4）二次衬砌在浅埋暗挖法中，初期支护的变形达到基本稳定，且防水结构施工验收合格后，可以进行二次混凝土衬砌灌注工序。
通过监控量测，掌握隧道动态，提供信息，指导二次衬砌施作时机。
这是浅埋暗挖法中二次衬砌施工与一般隧道衬砌施工的主要区别。
其他
灌注工艺和机械设备与一般隧道衬砌施工基本相同。
二次衬砌模板可以采用临时木模板或金属定型模板，更多情况则使用模板台车，因
为区间隧道的断面尺寸基本不变，有利于使用模板台车，加快立模及拆模速度。
（二）盾构法施工
1．盾构法施工其基本施工步骤：
（1）在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作（竖）井；
（2）盾构在始发端工作井内安装就位；
（3）依靠盾构千斤顶推力（作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上）将盾构从始发
工作井的墙壁开孔处推出；
（4）盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片；
（5）及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；
（6）盾构进入接受工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。
2．盾构法施工隧道具有以下优点：
（1）除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；
（2）盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也
较少；
（3）隧道的施工费用不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道；
（4）施工不受风雨等气候条件影响；
（5）当隧道穿过河底或其他建筑物时，不影响施工；
（6）只要设法使盾构的开挖面稳定，则隧道越深，地基越好，土中影响施工的埋设物等越少，与明挖法相比，经济上、施工进度上越有利。
3．盾构法施工也存在以下一些问题：
（1）当隧道曲线半径过小时，施工较为困难；
（2）在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，则盾构法施工困难很大，而在水下时，
如覆土太浅则盾构法施工不够安全；
（3）盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差；
（4）盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内；
（5）在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达到整体结构防水的技术要求较高。
1K413013熟悉轻轨交通高架桥梁结构与施工要点
（二）高架桥的基本结构
1．高架桥墩台和基础软土地基条件下，为保证基础的承载能力，防止沉陷，宜采用桩基础。
常用的桥墩形式有以下几种。
（1）倒梯形桥墩；
（2）T形桥墩墩；
（3）双柱式桥墩；
（4）Y形桥墩2．高架桥的上部结构采用最多的是连续梁、连续刚构、系杆拱。
1K413014了解城市轨道交通的轨道结构组成
轨道（通称为线上）结构是由钢轨、轨枕、连接零件、道床
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