明盖挖法.ppt

1、地铁与轻轨工程地铁与轻轨工程第第5章章 地铁隧道的明（盖）挖法地铁隧道的明（盖）挖法地铁车站的施工方法地铁车站的施工方法l地铁车站按照施工方法可两大类地铁车站按照施工方法可两大类l明挖与盖挖法明挖与盖挖法（第（第5章的内容）章的内容）顺作法顺作法逆作法逆作法半逆作法半逆作法l暗挖法暗挖法（第（第68章的内容）章的内容）锚喷支护法锚喷支护法盾构法盾构法沉管法沉管法各种综合方法等各种综合方法等地铁隧道的明（盖）挖法l浅埋地铁区间特别是地铁车站，经常采浅埋地铁区间特别是地铁车站，经常采用明挖法或盖挖法施工，明挖法与盖挖用明挖法或盖挖法施工，明挖法与盖挖法施工属于法施工属于深基坑工程技术深基坑工程技术

2、。l本章首先阐述明挖法与盖挖法的施工工本章首先阐述明挖法与盖挖法的施工工序，然后介绍基坑支护的常见方法，如序，然后介绍基坑支护的常见方法，如排桩围护结构、地下连续墙围护结构、排桩围护结构、地下连续墙围护结构、土钉墙围护结构等，事实上，所有深基土钉墙围护结构等，事实上，所有深基坑支护技术都可以因地制宜地应用于城坑支护技术都可以因地制宜地应用于城市地铁工程。市地铁工程。5.1 明挖法施工工序l明挖法施工技术简单、快速、经济，明挖法施工技术简单、快速、经济，常被作为首选技术。常被作为首选技术。l根据土质情况，明挖法施工程序一般根据土质情况，明挖法施工程序一般可分为四大步：可分为四大步：围护结构施工围

3、护结构施工内部土方开挖内部土方开挖工程结构施工工程结构施工管线恢复及覆土。管线恢复及覆土。围护结构土方开挖 明挖法施工中围护结构的选择，应充分考虑地质明挖法施工中围护结构的选择，应充分考虑地质条件的差异，围护结构的刚度以及对基坑防水的要求条件的差异，围护结构的刚度以及对基坑防水的要求等来确定。围护结构可分为排桩围护结构（钢板桩、等来确定。围护结构可分为排桩围护结构（钢板桩、挖孔桩、钻孔桩、水泥土搅拌桩或挖孔桩、钻孔桩、水泥土搅拌桩或SMW劲性水泥土搅劲性水泥土搅拌桩）；地下连续墙围护结构；土钉墙围护结构等。拌桩）；地下连续墙围护结构；土钉墙围护结构等。内部土方开挖主要是根据土质情况采取分层、分

4、内部土方开挖主要是根据土质情况采取分层、分块，同时考虑一定的空间及时间因素来进行。对地下块，同时考虑一定的空间及时间因素来进行。对地下水位较高的地区，土方开挖应注意因水土流失引起的水位较高的地区，土方开挖应注意因水土流失引起的支撑不平衡导致的基坑坍塌，或水土流失引起对周围支撑不平衡导致的基坑坍塌，或水土流失引起对周围环境的不利影响。环境的不利影响。内部结构的施工由下至上分步实施，最后施工防内部结构的施工由下至上分步实施，最后施工防水层和上部覆土。水层和上部覆土。车站结构：明挖顺作法车站结构：明挖顺作法l1;2;5.2盖挖法施工工序盖挖法施工工序按其主体结构施工顺序，盖挖法可分为：盖挖顺作法盖挖

5、逆作法盖挖半逆作法盖挖顺作法：结构自下而上建造盖挖顺作法：结构自下而上建造盖挖顺作法特点l盖挖顺作法主要依赖坚固的挡土结构，盖挖顺作法主要依赖坚固的挡土结构，根据现场条件、地下水位高低、开挖深根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及周围建筑物的临近程度，可以选度以及周围建筑物的临近程度，可以选择择钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩或或地下地下连续墙连续墙。l盖挖顺作法中的挡土结构常用来作为主盖挖顺作法中的挡土结构常用来作为主体结构边墙体的一部分或全部。体结构边墙体的一部分或全部。l定型的预制覆盖结构一般由型钢纵、横定型的预制覆盖结构一般由型钢纵、横梁和钢混凝土复合路面板组成。

6、梁和钢混凝土复合路面板组成。盖挖逆作法：结构自上而下建造盖挖逆作法：结构自上而下建造盖挖逆作法的特点l挡土结构，可以选择挡土结构，可以选择钢筋混凝土钻钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩（挖）孔灌注桩或或地下连续墙地下连续墙。l可以不用定型的预制覆盖结构，先构可以不用定型的预制覆盖结构，先构筑地下结构的顶板。筑地下结构的顶板。l在施工中，永久结构的顶板、楼板可在施工中，永久结构的顶板、楼板可以作为围护结构的横撑以作为围护结构的横撑 盖挖半逆作法类类似似逆逆作作法法，其其区区别别仅仅在在于于先先完完成成顶顶板板及及恢恢复复路路面面后后，向向下下挖挖土土至至设设计计标标高高后后先先建建筑筑底底板，板，再依次

7、序向上逐层建筑侧墙、楼板再依次序向上逐层建筑侧墙、楼板。在在半半逆逆作作法法施施工工中中，一一般般都都必必须须设设置置横横撑撑并并施加预应力。施加预应力。5.3 排桩围护结构 l排桩式围护结构（有称帷幕桩围护结构）排桩式围护结构（有称帷幕桩围护结构）是地铁基坑开挖施工中经常采用的形式。是地铁基坑开挖施工中经常采用的形式。构成排桩的基本桩单元，可以是构成排桩的基本桩单元，可以是钢板桩钢板桩挖孔桩挖孔桩钻孔桩钻孔桩水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩劲性水泥土搅拌桩（劲性水泥土搅拌桩（SMW）等。）等。排桩围护结构l（1）柱列式排桩围护）柱列式排桩围护 当边坡土质尚好、地下水位较低时，可利用土拱当边坡土质尚好

8、、地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡基坑。作用，以稀疏钻孔灌注桩或挖孔桩支挡基坑。l（2）连续排桩围护）连续排桩围护 当土质较软不足以形成土拱时，应采用连续密排当土质较软不足以形成土拱时，应采用连续密排桩。密排的钻孔桩可以互相搭接，或在桩身混凝桩。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。也可以采用土树根桩把钻孔桩排连起来。也可以采用SMW搅搅拌桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩等。拌桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩等。l（3）组合式排桩围护）组合式排桩围护 当地下水位较高、开

9、挖深度大、且对周围土体位当地下水位较高、开挖深度大、且对周围土体位移要求十分严格时，可采用钻孔灌注桩排桩与搅移要求十分严格时，可采用钻孔灌注桩排桩与搅拌桩或拌桩或SMW防渗墙组合的形式。防渗墙组合的形式。按基坑开挖深度及支挡结构受力情况按基坑开挖深度及支挡结构受力情况分类分类l无支撑（悬臂）围护结构无支撑（悬臂）围护结构 当基坑开挖深度不当基坑开挖深度不大，即可利用悬臂作用挡住墙后土体。大，即可利用悬臂作用挡住墙后土体。l单支撑结构单支撑结构 当基坑开挖深度较大时，不能采当基坑开挖深度较大时，不能采用无支撑围护结构，可以在围护结构顶部附用无支撑围护结构，可以在围护结构顶部附近设置一单支撑（或拉

10、锚）。近设置一单支撑（或拉锚）。l多支撑结构多支撑结构 当基坑开挖深度较深时，可设置当基坑开挖深度较深时，可设置多道支撑，以减少挡墙的内力。多道支撑，以减少挡墙的内力。5.3.1钢板桩围护结构钢板桩围护结构 钢钢板板桩桩强强度度高高，桩桩与与桩桩之之间间的的连连接接紧紧密密，隔隔水水效效果果好好，可可多多次次倒倒用用。在在地地下下水水位位较高的基坑中采用较多。较高的基坑中采用较多。钢钢板板桩桩常常用用断断面面型型式式，多多为为U形形或或Z形形。我国地下铁道施工中多用我国地下铁道施工中多用U形钢板桩形钢板桩构构成成方方法法则则可可分分为为单单层层钢钢板板桩桩围围堰堰、双双层层钢钢板板桩桩围围堰堰

11、及及屏屏幕幕等等。由由于于地地下下铁铁道道施施工工时时基基坑坑较较深深，为为保保证证其其垂垂直直度度又又方方便便施施工工，并并使使其其能能封封闭闭合合拢拢，多多采采用用屏屏幕式构造幕式构造 钢板桩屏幕钢板桩5.3.2 挖孔桩围护结构挖孔桩围护结构l挖孔桩是依靠人力挖掘成孔的桩，在作为基挖孔桩是依靠人力挖掘成孔的桩，在作为基坑支护时，是依靠多个桩组成桩墙而起挡土坑支护时，是依靠多个桩组成桩墙而起挡土作用的。作用的。l挖孔桩的优势主要表现在：挖孔桩的优势主要表现在：开挖机具简单，不受设备和工作面限制，可在若开挖机具简单，不受设备和工作面限制，可在若干个孔同时开工；干个孔同时开工；无振动、无噪声、无

12、泥浆，对周围环境不会产生无振动、无噪声、无泥浆，对周围环境不会产生污染；污染；成桩质量好，桩底清爽，持力层清楚；成桩质量好，桩底清爽，持力层清楚；适应建筑物拥挤的地区，对邻近结构和地下设施适应建筑物拥挤的地区，对邻近结构和地下设施的影响小，场地干净；的影响小，场地干净；对劳动力相对廉价的地区，经济上也合算。对劳动力相对廉价的地区，经济上也合算。挖孔桩l挖孔桩适用于无水挖孔桩适用于无水或地下水较少的土或地下水较少的土层中，对流动性淤层中，对流动性淤泥、流砂和地下水泥、流砂和地下水的地区不宜采用。的地区不宜采用。桩的直径一般不宜桩的直径一般不宜小于小于1.2m。l施工条件恶劣施工条件恶劣l钻孔灌注

13、桩帷幕支护常作为地铁基坑钻孔灌注桩帷幕支护常作为地铁基坑开挖中的围护结构，钻孔灌注桩成孔开挖中的围护结构，钻孔灌注桩成孔施工分为施工分为干作业干作业螺旋钻螺旋钻湿作业湿作业冲击钻冲击钻循环钻循环钻5.3.3 钻孔灌注桩围护结构钻孔灌注桩围护结构螺旋钻机成孔l螺旋钻机成孔螺旋钻机成孔分分长长螺螺旋旋钻钻机机和和短短螺螺旋旋钻钻机机两两种种，由由于于地地质质条条件件限限制制，长长螺螺旋旋钻钻机机应应用用较较广广。短短螺螺旋旋钻钻机机，由由于于钻钻进进中中挤挤入入钻钻杆杆叶叶片片间间的的土土，要要把把钻钻头头提提升升到到地地面面后后反反转转甩甩出出，因因反反复复钻钻进进和和提提升升，孔孔壁壁扰扰动动

14、后后易易于于坍坍塌塌，在在粘粘性性土土中中较较为为适适用用，在在软土地层受到一定限制。软土地层受到一定限制。冲击钻机成孔l钢丝绳冲击钻机成孔。利用悬吊着的钻钢丝绳冲击钻机成孔。利用悬吊着的钻头的冲击力，将钻孔内的土或岩层冲碎，头的冲击力，将钻孔内的土或岩层冲碎，并采用泥浆护壁，通过捞碴将钻孔内的并采用泥浆护壁，通过捞碴将钻孔内的大部分泥土清出孔外。大部分泥土清出孔外。钻孔灌注桩钻孔灌注桩 l正循环回转钻机成孔。它是在钻机驱动正循环回转钻机成孔。它是在钻机驱动钻具回转钻进的同时，冲洗液沿钻杆与钻具回转钻进的同时，冲洗液沿钻杆与孔壁之间的环形空间上升，然后从孔口孔壁之间的环形空间上升，然后从孔口返

15、回沉淀池，形成正循环回转钻进。钻返回沉淀池，形成正循环回转钻进。钻机的主要部件有转盘、马达、卷扬机、机的主要部件有转盘、马达、卷扬机、钻架、钻杆、钻头和水管等。钻架、钻杆、钻头和水管等。l一般工序介绍一般工序介绍 反循环钻孔灌注桩反循环钻孔灌注桩l反循环回转钻机成孔。反循环回转钻反循环回转钻机成孔。反循环回转钻机成孔的冲洗液流向是从地面沿钻具机成孔的冲洗液流向是从地面沿钻具与孔壁间的环形空间，或采用专门管与孔壁间的环形空间，或采用专门管线以及双壁钻杆的外环间隙流向孔底，线以及双壁钻杆的外环间隙流向孔底，然后沿钻杆的中心孔上升返回地面，然后沿钻杆的中心孔上升返回地面，形成反循环排碴回转钻进。其主

16、要设形成反循环排碴回转钻进。其主要设备与正循环钻进成孔的设备基本相同，备与正循环钻进成孔的设备基本相同，但一般不需要泥浆泵。但一般不需要泥浆泵。l按吸升泥浆和排碴方法不同，分按吸升泥浆和排碴方法不同，分泵吸泵吸和和气举气举需配置吸泥泵与真空泵或空气需配置吸泥泵与真空泵或空气吸泥机和水力吸泥机等。吸泥机和水力吸泥机等。正、反循环示意图旋挖钻机成孔 l意大利产意大利产TH18-60型旋挖钻机，适宜于型旋挖钻机，适宜于一般软土、粘土地层，在泥浆护壁的同一般软土、粘土地层，在泥浆护壁的同时，进行旋挖钻孔，掏碴后垂直提升仍时，进行旋挖钻孔，掏碴后垂直提升仍到孔外。到孔外。l优点：该钻机具有不排浆、速度快优点：该钻机具有不排浆、速度快（40m长的桩，可在长的桩，可在45小时内完成）、小时内完成）、用电少等优点，但目前成桩成本较高。用电少等优点，但目前成桩成本较高。在不允许泥浆污染、要求施工速度快的在不允许泥浆污染、要求施工速度快的地方特别适用地方特别适用 5.3.4 水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩l水泥土深层搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作为固水泥土深层搅拌桩是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌