1、1中国土木工程学会隧道及地下工程分会第十八届年会学术讲座城市轨道交通修建技术地下铁道车站施工技术中南大学彭立敏2014.11.23 杭州1.地铁施工技术概述2.明挖法施工技术3.盖挖法施工技术4.暗挖法施工技术地下铁道车站施工技术21.1 地铁车站施工方法选择1.2 施工准备1.2.1 地面施工障碍物的处理1.2.2 地下埋设管网的处理1.2.3 交通疏解1.3 交通疏解工程案例长沙地铁1号线城南路站1.地铁施工技术概述31.1 地铁施工方法选择地铁施工方法根据隧道结构的埋深不同有很大区别：浅埋隧道常用的施工方法有明挖法、盖挖法、浅埋暗 挖法、盾构法等。深埋隧道的施工则主要是矿山法和盾构法与深
2、埋隧道相比，浅埋隧道在运营上具有显著的优 势，故世界各国一般多采用浅埋地铁，我国已建成的城市 地铁大多也均为浅埋隧道。1.地铁施工技术概述41.1 地铁施工方法选择选择施工方法时，应结合隧道地质与水文地质条件、经济条件、技术水平以及对城市交通和环境的影响进行综 合考虑。通常没有一种唯一完善的方法，因此在地铁施工中 往往要同时采用数种不同的施工方法。地铁车站通常为浅埋，常用的施工方法有：明挖法 盖挖法 浅埋暗挖法等1.地铁施工技术概述51.2.1 地面施工障碍物的处理工程开工前应会同有关部门确定埋设物的障碍范围，协商 处理的办法、期限并制定协议。在道路范围内施工时，路面上的障碍物有架空电力、通信
3、 等线路，有电杆、路灯、树木、道路交通标志等。这些物体的 处理方法是：架空电力线改为地下临时线或改移；路灯和交通标志要用适当方法处理以替代原来的设置，既不影响施工，又要发挥原有的作用；树木可以移植它处，施工完后，再移植回来。1.2 施工准备61.2.2 地下埋设管网的处理在决定地铁的平面位置和埋置深度时，原则上应尽量避 开地下埋设物，但事实上是不可能完全避开的；所以产生了地 下埋设物的迁移问题。埋设物：电力、通讯电缆、光缆、煤气、自来水以及下 水管道等。各种地下管网处理不好就可能引起水管漏水、断裂，电缆 拉断，煤气泄漏等严重后果。施工中的地下管网处理，应事前和有关管理部门商议并 签订协议书。1
4、.2 施工准备71.2.2 地下埋设管网的处理(1)管道悬吊方法露出的地下管道与地铁线路垂直或呈一定角度的斜交时，可以采 用悬吊方法，就地悬吊。1)单根支承梁悬吊只宜用于较轻的管线和对震动限制要求不高的管线，主要有较小 口径的自来水管道、一般的电缆等。沿管线方向架设一根工字钢梁，搭在基坑的两边，在原位置上直 接将管道悬吊起来。1.2 施工准备吊索支承梁管道8单根梁悬吊管线方法(1)管道悬吊方法2)平行双支承梁悬吊当管道不能受到较大的震动时，就需要加强悬吊结构的刚度，以保证管道的稳定性。煤气管道、交通繁忙地段的电讯、电力电缆的悬吊等，比较适 合采用这种方法悬吊。沿管道方向平行架设两根支承梁，并在
5、它们之间设置横梁，形 成刚度较大的水平框架式承重结构，吊索由横梁承受，就地将管道1.2.2 地下埋设管网的处理地铁线路方向悬吊管道地面双根梁悬吊管线方法9(2)临时桩支撑方法与地铁线路相交的大型管道，如 下水管道、直径大于120cm的自来水 管等，因其重量大，用悬吊方法处理 可能发生事故，应该用临时桩支撑的 方法处理。(3)开挖范围内管网的保护方法如果基坑位于软弱地层中，除了 在基坑内要悬吊处理外，在基坑两侧 一定范围内也需要处理。一般可对管线下部土体进行注浆 加固。也可干脆挖开土体，再用悬吊 方法处理管线。地下铁道线路纵向地铁结构顶板表面管道混凝土填充模板临时横撑支撑梁临时支撑桩地 面临时支
6、撑管道方法1.2.2 地下埋设管网的处理管线基坑注：=45-/2；土壤内摩擦角影响范围1.2.3 交通疏解交通疏解基本方法（6原则）(1)开源节流总体原则。开源：通过完善施工方案和交通组 织方案，提高施工点段和市区路网的通行能力。节流：减少拥 堵点段的交通流量。(2)“点、线、面、界”组织原则。分四个层次，按节点、线路、核心区块、外围边界控制分别进行交通组织。通过整理 次干道路、背街小巷，实施部分单行线等方法挖掘交通潜力。(3)交通流量均衡分布原则。采取种种措施，从时间上、空1.2 施工准备间上使流量尽可能均衡分布，削峰填谷。111.2.3 交通疏解交通疏解原则基本方法（6原则）(4)优先保障
7、有序，兼顾安全畅通原则。通过科技监控、严 格管理保证堵而不乱，有序通行。(5)人非系统、公交系统依次优先保障原则。当道路条件不 足以通行所有交通流时，优先保障行人、非机动车的通行，然 后视情况许可保障公交线路车，最后再考虑其它机动车。(6)诱导为主，管制为辅的原则。交通分流手段主要通过两 种途径，一是驾驶员根据交通诱导，自觉自主分流。二是驾驶 员按照交通管制措施的规定，现场禁令标志的限制，被动选择1.2 施工准备其它路径。121.3 交通疏解工程案例长沙地铁1号线城南路站该车站位于长沙市城南路与黄兴南路交 叉路口，黄兴路步行街南端，南侧为劳动路 广场。为长沙市最繁华的商业区域，周边均 为沿街商
8、铺及商场；施工期间对地面交通分 两期疏解：一期施工期间：主要利用棚户拆迁区作为交通疏解和施工场地;保持劳动路和城南路东侧双向4个机动车道+2个人非车道，城南路横 跨基坑部分采用架铺临时路面系统保证道路通行二期施工期间：仍利用棚户拆迁区作为交通疏解和施工场地;保 持劳动路和城南路西侧双向4个机动车道+2个人非车道。1.地铁施工技术概述13长沙地铁1号线城南路车站一期施工期间交通疏解方案1.3 交通疏解工程案例一期：东侧双向4个机 动车道+2个人非车道施工场地14长沙地铁1号线城南路车站1.3 交通疏解工程案例二期施工期间交通疏解方案二期：西侧双向4个机 动车道+2个人非车道施工场地15长沙地铁1
9、号线城南路车站1.3 交通疏解工程案例161.地铁施工技术概述2.明挖法施工技术3.盖挖法施工技术4.暗挖法施工技术地下铁道车站施工技术172.明挖法施工技术2.1 概述2.1.1 明挖法基坑的类型2.1.2 明挖法施工的主要工序2.1.3 明挖法施工的特点2.2 有围护结构的基坑施工2.2.1 围护结构内不设支撑的开挖法2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法2.3 软弱基坑的失稳现象及工程对策2.3.1 基坑失稳的主要现象2.3.2 主要工程措施2.4 工程案例182.1 概述2.1.1 明挖法基坑的类型明挖法基坑2.明挖法施工技术敞口放坡基坑有围护结构的基坑边坡面 支护喷砼面 和锚杆 护坡
10、钢板桩(钢管桩)灌注桩预制砼 板桩地下连 续墙土钉墙(复合式)1920202.1.2 明挖法施工的主要工序从地面向下开挖至基底设计标高，然后从下往上施作地铁 结构，结构施作完成后进行回填及恢复路面。2.1 概述2.1 2明挖法施工的主要工序;|-mj21CfBmlI第-步:架设围挡.管线改移，开挖至冠梁底设计标高，第二步:分别架设三道支撑，直至基坑底部，并严格遵守进行围护桩及冠梁施工.先支撑，后开挖的原则.第三步:进行基坑底部处理，施工垫层，铺设防水层，施 工底板、底梁，并在边楠部位预留施工缝.M引h自圳，第四步:拆除第三道支撑，继续向 上铺设防水层，浇筑边 第五步:拆除第二道嫁，继续向上铺设
11、防水层，施工站第六步:拆除第一道支撑.回填覆土，恢复临时改移管线埔结构，施工柱、中纵架和中板。厅层剩余结构，铺设顶饭防水层 及路面 i 施工车站各层二次结构。2.1.3 明挖法施工的特点(1)优点工序简单、管理方便作业面宽敞、便于使用高效率施工机械施工进度快施工质量可以得到充分保证造价低(2)缺点影响城市正常交通，给居民生活带来很多不便对环境的污染比较大只有在各方面条件都许可的前提下才能采用明挖法施工的关键是基坑坑壁的稳定2.1 概述222.2 有围护结构的基坑施工2.2.1 围护结构内不设支撑的开挖法首先施作围护结构，然后在围护结构的保护下开挖基坑内 土体，在围护结构内始终不设支撑(横撑等)
12、，靠围护结构本身 刚度和插入基底面以下的深度来平衡外侧土压力。开挖到设计 基底面后，再从下往上进行主体结构的施工。基坑内无支撑，便于展开机械化施工，容易保证工程质量。但不设支撑，对围护结构的技术要求高，施工难度也相应增大。只宜用于主体结构高度较小的情况。232.明挖法施工技术2.2 有围护结构的基坑施工2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法当基坑深度较大时，地层对围护结构的侧压力 也随之增大，这就需要设置支撑来加强围护结构。支撑设计涉及到支撑的强度、刚度、间距、层 数及施工工艺等诸多因素，应根据力学分析计算确 定。施工中应进行监控量测，以了解支撑设置得是否合理。242.明挖法施工技术基坑内支撑
13、：水平撑斜撑基坑拐角或断面变化处用角撑，其它部位用横撑基坑外支撑：拉锚支撑2.2有围护结构的基坑施工2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法横撑 角撑2525横撑腰梁工字钢桩水平支撑围护结构角撑基坑支撑立面图基坑支撑平面图2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(1)支撑结构的型式2)按材料分：钢管支撑型钢支撑(型钢组合)钢筋混凝土支撑 钢和钢筋混凝土的组合支撑等2.2有围护结构的基坑施工2626钢支撑布置形式2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法27(1)支撑结构的型式3)按受力形式分单跨压杆式支撑对撑式双向多跨压杆式支撑2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法28(1)支撑结构的型式3)按受力形
14、式分钢筋混凝土的水平封闭式框架支撑矩形支撑环形环形2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法292.2.2圄护结构内设置支撑的开挖法2.2.2圄护结构内设置支撑的开挖法上海城惶庙广场2.2.2圄护结构内设置支撑的开挖法(2)水平支撑的构造1)构造2)角撑作用是为了应付在围护结构拐角处产生的应力集中而采取的加强 措施，其施作方法类似于横撑。当开挖基坑宽度较大时，水平支撑应加设临时中间立柱来保 持其稳定性。2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法33钢支撑端部接头形式2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法342.2有围护结构的基坑施工2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(3)水平支撑的特点与选形 优点
15、：安全可靠，开挖深度不受限制。缺点：对基坑内的施工形成干扰，特别是影响基坑挖掘机械的施工。从施工的角度：平面形状以矩形为最佳；从受力的角度：环形结构的受力条件最好。采用何种型式取决于主体结构的形状。35锚固段地下连续墙自由段开挖面锚头地面2.2有围护结构的基坑施工2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系(土钉墙)通过施作在围护结构周围地层中的锚杆或锚索，形成在36围护结构以外的支撑形式。拉锚支撑由锚头和锚体组成。基坑开挖时，作用在围护 结构上的侧压力由锚体与岩土 之间的作用力来平衡。特点：适用于深度大；土 质差；承受荷载较多。(4)斜支撑当基坑横向宽度较大或
16、形状不规则，不便使用水平支撑时，可采用斜支撑。斜支撑采用挖槽法设置：开挖基坑内土体至斜支撑基础底标高，浇筑 基础，及时安斜支撑，使支撑一端支 承在围护结构上，另一端支承在已浇 筑的基础上，然后挖其余土体。斜支撑开挖面混凝土基础围护结构地面2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法37斜支撑的支撑作用不如水平支撑，特别是上部水平位移会 比较大，易引起基坑外地面及附近建筑物下沉，在对地面沉陷 要求严格的工程地段应慎重使用。38382.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系1)主要优缺点拉锚支撑的优点：拉锚支撑设置在基坑外，有利于机
17、械开挖及主体结构的施 工；能适用于各种形状的围护结构；锚身易于施加预应力，可 更好地控制围护结构的水平位移；可设成单层或多层，深度不 受限制。拉锚支撑的缺点：工艺复杂；锚杆不能回收，增加了造价；基坑四周建筑物 有密集的深基础时，不宜采用；随着时间推移，锚身会产生蠕变，导致承载力下降。2.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法392.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系2）主要施工程序402.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系3)维护结构（灌注桩）的施工41(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系3)维护结构（灌注桩）的施工吊放
18、钢筋笼待护坡桩成桩后，在桩上留出一段钢筋笼，与挡土 墙间构造柱绑在一起，再砌筑上面的挡土墙。4242.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法22.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系 3)维护结构（灌注桩）的施工人工提土制作钢筋笼43432.2.2 围护结构内设置支撑的开挖法(4)拉锚支撑土层锚杆+护坡桩支撑体系442.3 软弱基坑的失稳现象及工程对策2.3.1 基坑失稳的主要现象(1)基底隆起 指在软弱粘性土中，围护结构墙体背面的土压引起基坑底面滑动的破 坏现象，即当墙体背面的地面荷载与 土体自重之和大于地基承载力时，背 面的土就会从墙脚下向基坑内移动(塑性流
19、动)，导致基坑底面的隆起。2.明挖法施工技术45452.3.1 基坑失稳的主要现象(2)管涌在地下水较大的砂性地层中进行基 坑开挖，当水从基坑底面以下向上流动 时，地基中的砂土颗粒就会受到渗透压 力引起的浮托力作用。一旦出现过大的 渗透压力，砂土颗粒就会在流动的水中 呈悬浮状态，向上涌起，这就是所谓的“管涌”现象，它会导致插入基底部分 的围护结构抵抗力下降。2.3 软弱基坑的失稳现象及工程对策462.3.2 主要工程措施(1)采用止水性强，刚度大的围护结构，并应深入基底面以 下足够的深度。(2)选择合适的降水法排水。(3)对围护结构内面地基采用化学注浆、砂桩、生石灰桩等方法进行改良。(4)在开
20、挖最下层横撑与基底面之间的土体时，沿线路方向 分段，进行左右跳槽开挖。基底开挖后，应立即浇筑底板垫层 混凝土，对基底形成一定的压重，以抵抗基底的隆起；(5)沿线路方向的开挖区段不宜过长。底部防水层及底板混 凝土应尽快施工，并采用早强混凝土。2.3 软弱基坑的失稳现象及工程对策472.4 工程案例济南地铁6号线西客站深基坑工程近年来，随着城市轨道交通建设的快速发展，各种复杂环境下的地铁车站超大深基坑的工程实例不但涌现。济南地铁 6 号线西客站基坑工程是地铁车站超大深基坑施工技术的典型工 程案例，充分体现了基坑工程组合支撑体系的深化应用。2.明挖法施工技术济南西客站482.4.1 工程概况济南地铁
21、6号线西客站基坑工程属于整个枢纽中的一部 分，整个枢纽通过地下1层大通道实现各种交通工具之间的 换乘，地下2层沿东西轴线引入地铁1号线，地下3层南北方 向平行于进站高架桥东侧引入地铁6号线。基坑长255.6m、宽 56.2m，开挖深度23.51m，分两级开挖：一级基坑开挖13.000m，二级基 坑开挖深度自从一级基坑再往 下约10.51m。济南西客站平面规划图2.4 工程案例 济南地铁6号线西客站基坑工程492.4.2 基坑支护方案一级基坑为两阶平台三阶放坡大开挖，网喷支护二级基坑支护结构为钻孔灌注桩并加设内支撑体系各支撑的中点均设置临时钢立柱支撑，下设钻孔灌注桩，保证支撑的整体刚度和施工安全
22、2.4 工程案例 济南地铁6号线西客站基坑工程一级基坑剖面图二级基坑与支护结构剖面5图02.4.3 基坑施工步骤(1)施工区域划分结合现场条件、交通状况、结构设计特点与施工要求，将 工程划分为3个区域。2.4 工程案例 济南地铁6号线西客站基坑工程施工区域划分图512.4.3 基坑施工步骤(2)施工步骤桩基础施工。包括地铁6号线一级基坑外围的双轴水泥 搅拌桩与降水施工以及二级基坑支护桩(钻孔灌注桩)、高压 旋喷桩止水帷幕和临时钢立柱桩施工开挖一级基坑。2，3区均开挖至相对高-10.800m，1区 开挖至相对标高-13.000m 并进行网喷支护。降水至二级基坑 设计坑底标高以下1m开挖二级基坑。
23、内支撑与土方开挖结合进行，确保基坑 支护稳定后才能进行下一工序施工地铁主体结构施工2.4 工程案例 济南地铁6号线西客站基坑工程522.4.4 关键施工技术(1)一级基坑的开挖与支护土方开挖：土方开挖时，沿网喷支护的基坑边分层开挖，每一 层开挖到位、作业面修理平整后，及时施作网喷支护，以稳定壁面边坡支护：坡顶护坡宽度1.5m，每隔1.50m设置钢筋挂网。坡面采用钢筋网片，每隔3m设16钢筋打入土层1m深，外露80mm以挂 钢筋网片兼作保护层支架，钢筋网片焊在钢筋上，保护层厚为4cm基坑降水：一级基坑开挖支护的同时进行一级基坑降水工程：基坑外围采用双轴水泥搅拌桩“二喷四搅”工艺进行止水，渗 透系
24、数控制在10-7cm/s的范围内；基坑内采用大口径管井降水，确保地下水位降至基坑设计坑底 标高以下1m2.4 工程案例 济南地铁6号线西客站基坑工程532.4.4关键施工技术(2)二级基坑的开挖与支护基坑开挖：由南北侧两端向中间 同时开挖，出土口设在场地东侧的中段基坑支护：采用钻孔灌注桩加3道 内支撑的支护方式。内支撑用3道双钢管 支撑体系及1道钢管换撑，各钢管支撑中 部均设置临时钢立柱，下设钻孔灌注桩基坑降水：与开挖支护同时进行基坑外围用高压旋喷桩止水，渗 透系数控制在107cm/s的范围内，且 桩身28d无侧限极限抗压强度1.0MPa；基坑内用大口径管井降水，确保 水位降至二级基坑设计坑底
25、标高以下1m2.4 工程案例 济南地铁6号线西客站基坑工程54二级基坑开挖分层示意图支撑安装示意图1.地铁施工技术概述2.明挖法施工技术3.盖挖法施工技术4.暗挖法施工技术地下铁道车站施工技术553.1 盖挖法的概念与特点3.2 盖挖法的几种类型1.盖挖顺作法2.盖挖逆作法3.2.3 盖挖半逆作法3.2.4 盖挖顺作与逆作组合3.3 盖挖法施工措施3.3.1 施工期地面的处置与围护结构3.3.2 中间立柱3.3.3 混凝土施工缝处理3.4 工程案例3.盖挖法施工技术563.1 盖挖法的概念与特点(1)盖挖法的概念又称为:路面覆盖式基坑法。它是一种既非完全明挖，也 非完全暗挖的施工方法，一般使用
26、在城市交通繁忙地段。其主要宗旨是尽可能地减少对城市交通的干扰。因此在开 挖到一定深度时，先以临时路面或结构顶板恢复地面畅通，然 后才继续向下开挖，故称之为盖挖施工法。因车站的层数多在两层或两层以上，且其宽度和高度都较 大，施工周期长，故一般都采用盖挖法施工，以尽量减少对地 面的干扰。573.盖挖法施工技术3.1 盖挖法的概念与特点(2)盖挖法的特点优点：结构水平位移小，安全系数高；对地面交通等影响小，受外界气候影响小。缺点：盖板上不允许留下过多的竖井，所以后继开挖的土方，需要柔取水平运输，出土不方便；施工作业空间较小，施工速度较明挖法低，工期较长；和基坑开挖、支档开挖相比费用较高。583.盖挖
27、法施工技术3.2 盖挖法的几种类型盖挖顺作法 盖挖逆作法盖挖法盖挖半逆作法盖挖顺作与逆作法组合3.盖挖法施工技术593.2 盖挖法的几种类型3.2.1 盖挖顺作法早期的盖挖法是在基坑围护结构的钢桩上架设 钢梁，铺设临时路面维持地面交通，开挖到基坑底后，再从下至上施作主体结构，故称为盖挖顺作法。临时路面一般由型钢纵、横梁和路面板组成。由于主体结构是顺作，施工方便，质量易于保 证，故仍然是盖挖法中常用的方法。3.盖挖法施工技术603.2 盖挖法的几种类型3.2.1 盖挖顺作法61车站例子3.2 盖挖法的几种类型3.2.1 盖挖顺作法62车站例子3.2.2 盖挖逆作法(1)概念基坑围护结构施工完毕，
28、以及将工程桩接升到地面的中 间支撑柱后，直接施工地下结构的顶板，然后再依次逐层向下 进行向地面以下的挖土和各层楼板的建造，直至底板施工。是一种在盖挖顺作法的基础上发展而成的方法,利用主 体结构的顶板作为路面支撑。结构施作顺序是自上而下施工，正好与顺作法的顺序相反，故称为逆作法。开挖范围较大，难以铺设临时路面采用。我国地下工程中开始使用是在20世纪80年代中期，目前已成为城市地铁施工的一种主要施工方法。633.2 盖挖法的几种类型3.2.2 盖挖逆作法(2)施工步骤643.2 盖挖法的几种类型3.2.2 盖挖逆作法(3)逆作法的特点优点主体结构的水平位移小；利用结构横向构件作为基坑的支撑，节省临
29、时支撑；缩短了封闭道路的时间，大大减少了对地面的干扰；受外界气候影响小。缺点出土不方便；板墙柱施工接头多，需进行防水处理；施工速度慢；土建工程造价较高。653.2 盖挖法的几种类型3.2.2 盖挖逆作法(4)我国逆作法具有明显地域性按地质情况基本可分为：深基岩的软土地区，以上海为典型；浅基岩的软土地区，以广州为典型；粘土、砂土地区，以砂卵石或砂砾作持力层，以北 京为代表。持力层的不同导致围护结构、立柱桩施工方法等方 面存在明显的差异，使逆作法施工各城市间呈现较明显的 地域特点。663.2 盖挖法的几种类型3.2.3 盖挖半逆作法(1)施工过程施工过程流程图673.2 盖挖法的几种类型a)设置围
30、护结构d)浇筑中层板围护结构d)浇筑中层板e)从下往上施作地铁主体结构中层板基底标高横撑1横撑2b)施作立柱围护结构围护结构立柱c)浇筑顶板、向下挖土横撑1横撑3横撑2底板围护结构顶板3.2.3 盖挖半逆作法(1)施工过程图6-33 盖挖半逆作法施工示意图683.2 盖挖法的几种类型3.2.3 盖挖半逆作法(2)半逆作法与顺作法的主要区别：结构顶板的构筑时机不同，在半逆作法中顶板是先做 好，而在顺作法中顶板是最后才完成(在这之前一直是临时顶 板)。与明挖法相比，半逆作法减少了对地面交通的干扰。与全逆作法相比，它仍然需要设置临时横撑。(3)半逆作法的适用性 该法特别适用于顶板行车、行人或堆场有要
31、求的工程，如市政中的地铁工程、城市绿地工程、地下广场工程。693.2 盖挖法的几种类型3.2.4 盖挖顺作法与逆作法的组合当地铁主体结构层数较多时(如换乘站)，为加快施工进度，缩短 影响地面交通的周期，可将盖挖顺作法与盖挖逆作法结合起来使用。施工步骤施作地下连续墙作围护结构；设置中间立柱；开挖至顶板底面、浇筑顶板、回填、恢复路面；开挖至顺作法与逆作法分界标高处；浇筑分界处楼板；施作第一层楼板(顺作),同时开挖至第三层楼板底面，施作第 三层楼板(逆作)；开挖至基底，浇筑底板。3.2 盖挖法的几种类型79围护结构第三层楼板第二层楼板第一层楼板e)拆除横撑，浇筑第一层楼板。向下开挖至第三层楼板底面，
32、并浇筑第三层楼板；d)浇筑分界处楼板分界处楼板(第二层楼板)横撑往下逆作往上顺作a)设置围护结构顶板围护结构b)施作立柱顶板围护结构围护结构立柱f)开挖至基底，浇筑底板。底板第三层楼板第二层楼板第一层楼板c)浇筑顶板、向下挖土至逆作与顺作分界处顶板顶板3.2.4 盖挖顺作法与逆作法的组合施工步骤图6-34 盖挖顺作法与逆作法的组合713.2 盖挖法的几种类型3.3 盖挖法的施工措施3.3.1 施工期间地面的处置与维护结构(1)地面的处置在施工期间应根据道路行车宽度和交通流量的具体情况，或 者虽非交通路段，但地面的日常活动是否需要正常的维持，分别 采用不同的处置方式。这些方式有：全部占用地面；部
33、分占用地面，分条带施作临 时路面和结构顶板，维持部分交通；夜间施工、白天恢复交通等。(2)围护结构需采用盖挖法的地段，一般都对地表沉陷有较高的要求，多 属于或者是城市交通要道，或者是城市繁华地区，因而宜采用地 下连续墙作围护结构，尤其在软弱土层中，更应如此。3.盖挖法施工技术723.3.3 中间立柱(1)临时立柱当采用盖挖顺作法或盖挖半逆作法施工时，如果车站结 构的基坑开挖宽度比较大，则需要设置中间临时立柱来支撑 盖板，在结构框架形成之前临时柱是承受竖向荷载的主要受 力构件。临时柱通常采用钢管柱或H形钢柱。临时柱应设在永久柱位置的两侧，以不影响永久柱的施工为原则，随着开挖的深入，临时柱逐渐加长
34、。待挖至基底 后，再立模施作永久立柱，然后拆除临时柱。3.3 盖挖法的施工措施733.3.3 中间立柱(2)永久立柱当采用盖挖逆作法施工时 永久立柱(简称“中柱”)必须 先做，即在围护结构施作完毕 之后，就施作中柱。一般是在 施作盖板(顶板)之前采用钻孔 桩工艺，钻至基底标高，一次 性将中柱设置完成，这就不需 另行设置临时立柱，其结构如 右图，施作工艺见下图。，743.3 盖挖法的施工措施1.上口钢管定位3 =2.1500钻孔3.1200套管4.600钢管柱5.车站梗胁结构6.杯口混凝土7.底部定位8.1500基桩混凝土图6-34车站中柱结构示意图78645213.3.3 中间立柱中间立柱施工
35、工艺3.3 盖挖法的施工措施7531.1500钻孔(泥浆护壁)；2.下钢筋笼和套管；3.灌注基桩混凝土；4.钻心抽泥浆；5.人工凿杯口混凝土；6.安装定位器；7.安装钢管柱；8.固定钢管柱上口，然后灌注杯口混凝土；9.灌600钢管柱混凝土；10.钢管套回收、灌砂充填钢管套外壁与钻孔孔壁之间的空隙。67812910453.3.4 混凝土施工缝处理逆作法施工时，结构的内衬墙和临时立柱是由上而下分段 施作的，这就有一个施工缝的接头处理问题。根据结构对强度 及防水的要求，接头处施工缝有三种处理方式。(1)直接法 在先浇混凝土的下面继续浇筑，浇注口高出施 工缝，利用混凝土的自重使其密实，对接缝处实行二次
36、振捣，尽可能排除混凝土中的气体，增加密实性。(2)充填法 在先浇和后浇混凝土之间留一个充填接头带，清除浮浆后再用膨胀混凝土或砂浆充填。(3)注入法 在先浇和后浇混凝土之间的缝隙压入水泥浆或 环氧树脂使其密实。3.3 盖挖法的施工措施76后浇混凝土 先浇混凝土图6-35 施工缝的接头方式a.立柱V型接头方式b.内衬边墙L型接头方式地下连续墙模板浇灌口立柱模板浇灌口内衬边墙3.3.4 混凝土施工缝处理3.3 盖挖法的施工措施77c.注入法a.直接法后浇混凝土先浇混凝土图6-36 施工缝的接头方式b.充填法浇灌口膨胀混凝土或砂浆充填后浇混凝土先浇混凝土后浇混凝土先浇混凝土水泥浆或环氧树脂3.3.4
37、混凝土施工缝处理783.3 盖挖法的施工措施3.4 工程案例长沙地铁一号线黄兴广场站工程（盖挖逆作法）3.4.1 工程概况(1)车站位置黄兴广场站为长沙地铁一号线中间 站，处于城南路与黄兴路交叉口，黄 兴路步行街南端,所在地段为长沙市最 为繁华的商业区域，周边均为沿街商 铺及商场；车站东侧为新大陆银座、南门口百货大楼等整体商场，车站南 侧为劳动路广场，人流量大。3.盖挖法施工技术79施工前的人流施工前的人流3.4.1 工程概况(2)车站结构黄兴广场站为长沙地铁一号线中间站，为地下二层9m岛式 车站，标准段总宽18.7m，车站总长217.4m车站基坑埋深约18.75m，车站顶板覆土1.5m，不设
38、中柱，横向为两层单跨框架结构，盾构站内过站。车站主体部分采用800mm厚地下连续墙,与400mm厚墙叠合 形成永久结构侧墙，车站主体结构各层板同时作为基坑开挖期间 的内支撑体系。3.4 工程案例 长沙地铁一号线黄兴广场站工程黄兴广场站平面图80卵石层，该层顶面埋深介于 地表下面4.908.80m。砂卵地层3.4.1 工程概况(3)工程地质概况 黄兴广 场站 场地内的地层从上至下主要为：人工填 土、杂填土、粉质粘土、粗砂、卵石、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩、砾岩等。黄兴广场站地下水类 型主要为孔隙潜水，地下水 位埋深为 5.295.71m。主 要含水层为厚度511m的砂3.4 工程案例长沙
39、地铁一号线黄兴广场站工程8182施工过程3.4.1 工程概况(4)工程特点周边环境复杂，施工风险高所在地段为长沙市最为繁华的商业区域，人流 量大，周边均为沿街商铺及商场,黄兴路步 行街道路宽度为20m。地层条件差，富水且弱承压 所处 地层，主要为松散的砂卵地层，基本无自 稳能力，地下连续墙成槽过程中，易出现 塌孔现象，成槽困难。施工干扰大，工程地位关键 工程 两端均接盾构区间，必须满足盾构的过站 条件，而车流、人流均很大，影响因素众 多，协调工作量大，工期紧张。施工过程中的人流3.4 工程案例长沙地铁一号线黄兴广场站工程3.4.2 关键施工技术主要包括以下三方面内容：(1)富水砂卵地层地铁车站
40、连续墙槽壁稳定性技术(2)建筑密集区富水砂卵地层车站连续墙施工关键技术(3)建筑密集区富水砂卵地铁车站主体结构施工技术3.4 工程案例长沙地铁一号线黄兴广场站工程一一 号号 线线 走走 向向 图图83黄兴广场站3.4.2 关键施工技术(1)富水砂卵地层连续墙槽壁稳定性技术 1)富水砂卵地层连续墙槽壁稳定性分析整体失稳：常常发生在地表或者 槽段深度515m左右延伸至地表沿整个 槽段分布，基本呈椭圆形或者矩形。整体失稳破坏示意图局部失稳破坏示意图局部失稳：一般是由于地基土体 有不稳定夹层引起，导致超挖现象。3.4 工程案例长沙地铁一号线黄兴广场站工程3.4 工程案例长沙地铁一号线黄兴广场站工程3.
41、4.2 关键施工技术(1)富水砂卵地层连续墙槽壁稳定性技术 2)富水砂卵地层连续墙泥浆重度设计保证富水砂卵层地下连续墙槽 壁整体稳定的最小泥浆重度：s=max sz，sj sz 整体失稳时的泥浆重度；sj 局部失稳时的泥浆重度。85(1)富水砂卵地层连续墙槽壁稳定性技术3)成槽效果检测及对比分析在保证理论上的连续墙最小泥 浆重度下，连续墙槽壁基本保持稳 定；仅部分槽段有小范围的局部失 稳，但砂卵层失稳发生的深度与理 论结果基本相符3.4.2 关键施工技术86(2)建筑密集区富水砂卵地层车站连续墙施工关键技术1)富水砂卵地层连续墙旋挖钻引孔成槽技术技术背景：目前，地下连续墙施工常采用液压抓斗 与
42、 冲孔桩机相 结合的方法成 槽，采用此 方 法，成槽垂直 度及两侧槽壁 平整度难以 控 制，且由于抓斗入岩能力弱，常需增加大量 冲孔桩机配合施工，效率低，环境污染大。技术原理：通过旋挖钻机自带钻桅杆定位及垂直 度控制系统，提高导向孔垂直度和定位精 度，为液压抓斗抓槽施工发挥导向作用，提 高成槽质量。通过旋挖钻先引孔，形成临空面进行 抓斗作业，提高抓槽效率，增强入岩能力。3.4.2 关键施工技术87工艺流程(2)建筑密集区富水砂卵地层车站连续墙施工关键技术1)富水砂卵地层连续墙旋挖钻引孔成槽技术3.4.2 关键施工技术应用效果经济效益：与采用液压抓斗直接成槽的方 法相比，节约成本约70万元 社会
43、效益：采用此工法完成该站地下连续 墙施工，较计划提前了20天 环境效益：有效减小泥浆排放量与噪音污 染，降低了对环境的不利影响88(2)建筑密集区富水砂卵地层车站连续墙施工关键技术2)低矮建筑区连续墙槽内移笼施工技术技术背景：受现场周边建筑物影响，上空受限，钢筋笼无法整体吊 装入槽，须将钢筋笼分节后逐 节吊装入槽，焊接作业量大且 操作不方便，质量难以保证，安全风险高，工效低、耗时长 且极易造成槽壁塌孔。893.4.2 关键施工技术(2)建筑密集区富水砂卵地层车站连续墙施工关键技术2)低矮建筑区连续墙槽内移笼施工技术技术原理：适当加 大泥浆比 重和成槽 槽 宽，入槽、移笼槽段一次成槽，保证 钢筋
44、笼顺利入槽、移笼。在分节钢筋笼咬合面按钢筋笼 水平钢筋间距设置“”形式的咬合 钢筋，并与水平钢筋焊接搭设，两笼 间留设咬合长度、咬合间隙，保证钢 筋笼咬合质量与整体性。903.4.2 关键施工技术工艺流程(2)建筑密集区富水砂卵地层车站连续墙施工关键技术2)低矮建筑区连续墙槽内移笼施工技术913.4.2 关键施工技术钢筋笼吊装与就位(2)建筑密集区富水砂卵地层车站连续墙施工关键技术2)低矮建筑区连续墙槽内移笼施工技术应用效果受屋檐呈W型建筑物影响的12.5m 连续 墙于 2013 年 4 月 2 日开 始槽 段施 工，至4月30日全部完成，共计28天，较原计划提前4天完成。施工过程中，未发生任
45、何安全事 件、事故，连续墙经第三方检测均为 类桩，基坑开挖中经测斜管检测各 项数据正常。3.4.2 关键施工技术9293(3)建筑密集区富水砂卵地层车站结构施工技术1)黄兴广场站盖挖逆筑法土方开挖技术施工组织为提高盖挖逆作的施工效率，采用通道式逆作施工技术先从一端出土口开始沿着基 坑走向挖出一条纵向通道贯通到 另外一个出土口，在满足土方开 挖和运输设备正常工作的情况下 尽量保留纵向通道两侧留土，以 抵抗基坑围护结构变形。逆作通道式开挖示意图3.4.2 关键施工技术(3)建筑密集区富水砂卵地层车站结构施工技术1)黄兴广场站盖挖逆筑法土方开挖技术3.4.2 关键施工技术通道开挖采用挖掘机挖土和水平
46、运土设 备运土，由设置在基坑取土口处的取土专用 设备将土方提升装车外运。通道形成后，由另一端的出口处开始分 段开挖两侧留土到挖土结束，同时跟进楼板 和叠合墙的施工养护。施工材料通过远离初始出土口处的楼板预留口垂直运输到作业面，避免了挖土施工作业面和楼板叠墙施工作业通道式坑内土体开挖面的冲突，做到流水化作业，提高施工效率。顶板梁间土体清除作业94(3)建筑密集区富水砂卵地层车站结构施工技术2)建筑密集区车站逆筑法主体结构叠合墙施工技术技术背景：黄兴广场站主体结构侧墙与地下连续墙采用叠合墙体系，梁、板主筋、侧墙拉结筋在地下连续墙中预埋，数量多且易因钢筋笼就 位不准确导致预埋筋错位，无法进行有 效连
47、接，影响结构整体质量。同时，车 站采用盖挖逆作法，地下一、二层侧墙 分别在顶板、中板完成后施工，与顶板 中板连接位置的侧墙段因空间受限难以进行混凝土浇筑。、3.4.2 关键施工技术95技术原理钢筋笼制作时，按设计准确预埋 梁、板主筋并安装接驳器。根据实测标高，计算吊筋长度，控制钢筋笼笼顶标高，使钢筋笼、预埋 梁板主筋及接驳器位置准确。调整施工缝位置，将顶板与顶板 下方 20cm 侧墙砼、中板与中 板上方 40cm、下方20cm侧墙砼分别同步施工，并采用带溜槽口的移动式模板台车，形 成中间段侧墙砼浇筑口。板、墙分段施工示意图(3)建筑密集区富水砂卵地层车站结构施工技术2)建筑密集区车站逆筑法主体
48、结构叠合墙施工技术3.4.2 关键施工技术96侧墙拉毛及钢筋绑扎(3)建筑密集区富水砂卵地层车站结构施工技术2)建筑密集区车站逆筑法主体结构叠合墙施工技术工艺流程侧墙（叠合墙）施工3.4.2 关键施工技术溜槽式整体侧墙模板台车97层板施工满堂支架法施做层板施工完成后层板(3)建筑密集区富水砂卵地层车站结构施工技术2)建筑密集区车站逆筑法主体结构叠合墙施工技术3.4.2 关键施工技术989 9(3)建筑密集区富水砂卵地层车站结构施工技术2)建筑密集区车站逆筑法主体结构叠合墙施工技术应用效果项目于 2013 年 5 月开始施 工，至今已安全顺利完成车站主 体结构施工，较原计划提前完成 施工，期间未
49、发生任何安全质量 事故。经检测，主体结构强度、建 筑净宽、外观质量、防水等各项 指标均符合设计和规范要求，受 到了业主、监理的一致好评。该项技术形成省级工法一项，国家专利一项。3.4.2 关键施工技术1.地铁施工技术概述2.明挖法施工技术3.盖挖法施工技术4.暗挖法施工技术地下铁道车站施工技术1004.1 浅埋暗挖隧道的基本施工方法4.1.1 深度分界4.1.2 地铁浅埋暗挖隧道的特点4.1.3 地铁浅埋暗挖基本施工方法4.2 地铁车站浅埋暗挖施工方法1.中洞法2.侧洞法3.双眼镜工法4.洞桩法4.2.5 拱盖法4.3 工程案例4.浅埋暗挖法施工技术101引言我国采用浅埋暗挖法修建地下铁道始于
50、1980年代，目前浅 埋暗挖法已成为地铁施工的一种重要方法。它以新奥法原理为 基础，采用多种辅助施工措施加固地层，开挖后及时支护，封 闭成环，使支护结构与围岩共同作用而形成联合支护体系，从 而有效地抑制地层变形。我国隧道工作者在地铁施工中总结了一套浅埋暗挖的施工 原则，即“管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量 测”。这18字原则是对新奥法施工基本原则的发挥，它充分体 现了浅埋暗挖法的工艺技术要求。4.浅埋暗挖法施工技术1021034.1.1 深度分界由于地铁暗挖隧道与山岭隧道同属于矿山法范畴，故可以借 鉴山岭隧道深浅埋的分界准则，即：hp=(2.02.5)hq(m；hq-坍落拱高度）当
