地下通道施工技术地铁.ppt

1、地下通道地下通道地地铁简介铁简介主讲人：李琰主讲人：李琰指导老师：王军指导老师：王军目录l地铁定义l地铁发展史l地铁优缺点及安全性l地铁建造1.明挖法2.盖挖法3.暗挖法a.浅埋暗挖法(浅埋矿山法)b.盾构法l结束语地铁定义地下铁道，简称地铁，亦简称为地下铁，狭义上专指在地下运行为主的城市铁路系统或捷运系统；但广义上，由于许多此类的系统为了配合修筑的环境，可能也会有地面化的路段存在，因此通常涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密度交通运输系统。绝大多数的城市轨道交通系统都是用来运载市内通勤的乘客，而在很多场合下城市轨道交通系统都会被当成城市交通的骨干。通常，城市轨道交通系统是许多都市用以解决交通

2、堵塞问题的方法。地铁发展史世界上第一条地铁于1863年诞生在英国首都伦敦。我国第一条地铁北京地铁一期工程,于1969年10月基本建成,1971年1月试运营。我国已经有地铁的城市：北京、香港、天津、上海、台北、广州、深圳、南京、重庆、沈阳等我国地铁在建的城市：福州、南昌、宁波、西安、郑州、无锡、武汉、长春、大连、杭州、成都等上海轨道交通4号线杨树浦路站北京地铁2号线列车DKZ16地铁优缺点及安全性优点：节省土地、减少噪音、减少干扰、节约能源、减少污染缺点：建造成本高、建设周期长、前期时间长安全性：虽然地铁对于雪灾和冰雹的抵御能力较强。但是对地震、水灾、火灾和恐怖主义等抵御能力很弱。由于地铁的构造

3、，而导致极易因为这些因素发生悲剧。为此自地铁出现以来，工程师们就不断持续研究如何提高地铁的安全性。地铁建造目前国内外修建地铁车站的施工方法有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。在城市中修建地下铁道，其施工方法由于法受到地面建筑物、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的影响较大，因此各自所采用的施工方法也不尽相同。施工方法的选择应根据工程的性质、规模、地质和水文条件、以及地面和地下障碍物、施丁设备、环保和工期要求等因素，经全面的技术经济比较后确定。u明挖法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

4、施工方法。简单地说就是从地面上直接挖掘再盖上钢筋混凝土层。明挖法是各国地下铁道施工的首选方法，在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工。浅埋地铁车站和区间隧道经常采用明挖法，明挖法施工属于深基坑工程技术。由于地铁工程一般位于建筑物密集的城区，因此深基坑工程的主要技术难点在于对基坑周围原状十的保护，防止地表沉降，减少对既有建筑物的影响。明挖法的优点是施工技术简单、快速、经济，常被作为首选方案。但其缺点也是明显的，如阻断交通时间较长，噪声与震动等对环境的影响。明挖法施工模拟图明挖法施工模拟图明挖法施工模拟图明挖法施工模拟图明挖法施工流程明挖法施工流程围围护护结结构构施施工工 内内部部土土方方开

5、开挖挖 结结构构施施工工及及防防水水管管线线恢恢复复及及覆覆土土1.围护结构围护结构施工施工2.第一层开挖第一层开挖支撑支撑明挖法简易施工程序3.3.第第n n层开挖层开挖支撑支撑4.浇捣底板浇捣底板混凝土混凝土5.浇捣中板及浇捣中板及顶板混凝土顶板混凝土6.结构车站结构车站主体完成主体完成工程实例：上海地铁M8线黄兴路地铁车站位于上海市控江路、靖宇路交叉口东侧的控江路中心线下。该车站为地下2层岛式车站，长166.6 m，标准段宽17.2 m，南、北端头井宽21.4 m。标准段为单柱双跨钢筋混凝土结构，端头井部分为双柱双跨结构，共有2个风井及3个出人口。车站主体采用地下连续墙作为基坑的维护结构

6、，地下连续墙在标准段深26.8m.墙体厚0.6m。车站出人口、风井采用SMW桩作为基坑的维护结构。u盖挖法盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工.主体结构可以顺作，也可以逆作。在城市繁忙地带修建地铁车站时，往往占用道路，影响交通当地铁车站设在主干道上，而交通不能中断，且需要确保一定交通流量要求时，可选用盖挖法。盖挖法的几种施工工序：I.明挖顺作法是将地表开挖形成基坑，然后在基坑内构筑结构，完成后再填土，从而完成工程的施工方法。II.盖挖顺作法的制作循序为自地表向下开挖一段后先浇筑顶板，在顶板的保护下，自上而下开挖、支撑，由下而上浇筑结构内衬。III

7、.盖挖逆作法是开挖一段后先浇筑顶板，在顶板的保护下，自上而下开挖、支撑和浇筑结构内衬的施工方法。IV.基坑的支撑结构可分为内支撑和外拉锚两类。一级和二级基坑的施工中必须对周围建筑物和管线等采取监测措施。深基坑坑底稳定的处理方法可采用加深围护结构人土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水等措施。软土地层地铁车站的新型盖挖法施工上海地铁在建造过程中，由于土质的限制，原有的盖挖法在施工中出现了很多问题。通过研究,提出了适应上海软土地层地铁车站的环保型盖挖法施工工艺。采用标准化、模数化的可回收重复利用的临时路面系统,首道支撑采用钢筋混凝土,兼做临时路面的支承结构,在基坑开挖过程中采用钢支撑与结合楼板设置

8、的框架逆作相结合,保证基坑的稳定性、安全性。这种新型盖挖法在上海轨道交通多个车站的建设中得到了成功应用。施工实例：1.盖挖法施工总体流程轨道交通11号线愚园路站位于上海市中心区三纵三横主干道中西纵的江苏路上,地面交通十分繁忙,为保障在车站建设的全过程中维持现有通行能力的要求,采用了新型盖挖法施工。新型盖挖法的总体流程如图1所示。主要施工步骤为:施工一侧地下墙、立柱桩架设临时路面,恢复该侧地面交通施工另一侧地下墙、立柱桩和首道支撑采用顺作结合局部逆作法开挖基坑直至内部结构施作完毕拆除临时路面系统,恢复永久道路。现场施作的首道支撑兼做盖板梁的情况见图2。2.临时路面系统盖挖法临时路面系统主要有两方

9、面的作用:承受路面交通荷载及系统自重,保证交通顺畅;作为施工的一个隔离屏障,保障施工的安全顺利进行。临时路面实际铺装效果见图3。3.竖向支承系统盖挖法施工的地铁车站竖向支承系统包括围护结构、立柱及立柱桩等,承受着由盖板梁或首道支撑、逆作楼板传递的竖向载荷,并对横向支撑系统的稳定有重要作用。因此,竖向支撑系统对于盖挖法的成败至关重要。在上海软土地层车站的盖挖法施工中,围护结构一般采用地下墙。地下墙既作为基坑的侧向支护结构,承受坑外侧的水土压力;也作为竖向承载结构,承受临时路面系统及逆作楼板结构的荷载。因此,地下墙除应进行侧向荷载作用的结构受力计算外,还应作竖向承载力和沉降验算。地下墙隆沉一般可按

10、不超过2cm控制,墙址一般应避免位于软弱土层中,并采取墙址注浆等措施以减少沉降。同时,在设计中应充分考虑地下墙与中间立柱桩的变形协调,控制差异沉降不超过1cm。u暗挖法暗挖法是在特定条件下，不挖开地面，全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工力一法。暗挖法主要包括:钻爆法、盾构法、掘进机法、浅埋暗挖法、顶管法、沉管法等。其中尤以浅埋暗挖法和盾构法应用较为广泛，因此，本文着重介绍这两种方法。浅埋暗挖法(浅埋矿山法)浅埋暗挖法即松散地层的新奥法施工，新奥法是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的

11、量测、监控，指导地下工程的设计施工。浅埋暗挖法是针对埋置深度较浅、松散不稳定的上层和软弱破碎岩层施工而提出来的，如深圳地铁区间隧道大部分采用了浅埋暗挖法施工。浅埋暗挖法的施工技术特点:围岩变形波及地表;要求刚性支护或地层改良;通过试验段来指导设计和施工。施工工艺流程：浅埋暗挖法施工隧道时，应根据工程特点、围岩情况、环境要求以及施工单位的自身条件等，选择适宜的开挖方法及掘进方式。施工中区间隧道常用的开挖方法是台阶法、CRD工法、眼镜工法等;城市地铁车站、地下停车场等多跨隧道多采用柱洞法测洞法或中洞法等工法施工。地下铁道是在城市区域内施工，对地表沉降的控制要求比较严格，所以更要强调地层的预支护和预

12、加固，所采用的施工方法有超前小导管预注浆、开挖面深孔注浆、管棚超前支护。浅埋暗挖法的施工工艺可以概括为“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测”18个字，其工艺流程如图。盾构法盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶;钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装(或现浇)一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构推进的反力由衬砌环承担。盾构施工前应先修建一竖井，在竖井内

13、安装盾构，盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。施工流程：1盾构；2盾构千斤顶；3盾构正面网格；4一一出土转盘；5一出土皮带运输机；6管片拼装机；7管片；8压浆泵；9一压浆孔；10出土机；11由管片组成的隧道衬砌结构；12在盾尾空隙中的压浆；13后盾装置；14竖井盾构断面形状分类:圆形、拱形、矩形、马蹄形4种。圆形因其抵抗地层中的土压力和水压力较好，衬砌拼装简便，可采用通用构件，易于更换，因而应用较为广泛;按开挖方式不同可将盾构分为:手工挖掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式3种;按盾构前部构造不同可将盾构分为:敞胸式和闭胸式2种;按排除地下水与稳定开挖面的方式不同可将盾构分为:人工井点降水、泥水加压

14、、土压平衡式，局部气压盾构，全气压盾构等。盾构法的主要优点: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;盾构推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施T易于管理，施工人员也比较少;土方量少;穿越河道时不影响航运;施工不受风雨等气候条件的影响;在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，盾构法有较高的技术经济优越性。结束语随着我国地下铁道建设事业的发展，原有的施工技术不断地发展与提高的同时，新的施工方法也被应用到施工当中，施工技术水平得到不断提升，其中有些施工技术已经达到世界先进水平。另外，由于城市交通流量的增加导致城市道路已拥挤不堪，加上城市环境的要求越来越严格，城市内封路施工已不现实了。因此，暗挖技术，如盾构法、浅埋暗挖法将是今后研究和实践的主攻方向。