地铁矿山法隧道施工过程中的接口处理

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第一篇:地铁矿山法隧道施工过程中的接口处理

地铁矿山法隧道施工过程中的接口处理

目前,在已投入使用的地铁矿山法隧道中.除地 铁正线隧道断面外,其服务隧道断面的尺寸由使用 功能决定。它们大小各异,如施工横通道的截面尺 寸就受到排风、限界及拱顶土层状况的影响。由于 施工顺序的不同,就会在竖井、正线隧道、横通道和 联络通道之间形成各种不同的接口形式,以及产生 不同的接口结构处理方法。矿山法隧道接口一般分为:由施工竖井破洞,施 工横通道的接口;由横通道破洞,施工正线隧道的接 口及由正线隧道破洞,施工联络通道的接口。三种 接口形式中前两种在地铁施工过程中较为常见,第 三种情况比较少见,经常出现在矿山法暗挖车站内。

1.从施工竖井破洞,施工横通道的接口

矿山法隧道施工时,一般先要做一个竖井,再在竖井内破墙,施工一条垂直于正线隧道的施工横通道。施工竖井一般采用钻孔桩(或人工挖孔桩)加拉锚或内支撑的形式进行基坑支护(少数竖井所处 地层地质情况较好,基坑围护可采用喷锚钢架支护+浅部软弱土层搅拌桩加固止水帷幕或采用吊脚桩 的围护形式)。对于在岩层中的拉锚,在需要破洞门的范围内不施作预应力锚杆(索),而为方便日后施工横通道时的截桩、破洞,破洞门范围内几根围护桩的桩内钢筋只需在洞门的上方布置,没有钢筋的下部桩体全部填充素?昆凝土。当岩层为泥质粉砂岩时,不适宜采用吊脚桩。

根据广州地铁的作法,施工竖井在完成施工阶段的 任务后,通常需要

施作竖井二衬,作为风井来使用。如果没有通风要求,横通道的净高度无需加高,它和竖井也不用做二衬,隧道施工完毕后进行回填即可。

施工时,竖井基坑向下开挖至洞门内一定深度时(一般至横通道能拼出上半环拱顶钢架的高程),就开始破墙施工横通道的上台阶。如果横通道高度较大,或岩层本身自稳性不强,需要在拼出初支钢架后施工横联或在拱脚部位垫设槽钢及施工锁脚锚杆,避免钢架变形过大。两种方式的选取 主要根据岩层的具体情况,因为在Ⅳ、V、Ⅵ级围岩中锚杆能起的作用是有限的。在地层较差的地区也有将竖井内部结构全部施工完毕后,再搭建平台施工上台阶的作法。

破洞后,横通道在进口3m范围内的初支钢架间距较密,一般是每0.5m一榀,并在洞口处(围护桩桩径范围内)施作几榀并排钢架。该处钢架内、外侧纵 向联系筋(022)的环向间距为0.5m,具体接口处理形式见图3。为保证破洞门后的施工安全,初支钢架的纵向联系筋必须与围护桩的竖向钢筋进行焊接。此时,纵向联系筋一般放在钢筋的内侧),两者的选择主要取决于横通道拱顶处岩层的情况。工字钢钢架先期强度比格栅钢架高,格栅钢架只有在施工的喷射}昆凝土达到一定强度后其整体强度才能体现出来。但是工字钢钢架在喷射?昆凝土时不易密实,它的加工相对比较麻烦,冷弯时容易造成工字钢强度的降低。因此,当横通道高度较大、且拱顶为V、Ⅵ级围岩时建议采用工字钢钢架。

横通道施工,待上台阶施工完一段距离并喷射混凝土后再开挖横通道下部围岩。开挖时,应根据现场岩层的实际情况,采取有针对性的方式进行施工。

避免下台阶一次性掘进纵向长度过大,应使初支钢架尽快封闭成环。只有在岩层自稳性较好,且裂隙水较少时才可以适当增加下台阶掘进的纵向长度.2.从横通道破洞,施工正线隧道的接口由横通道施工正线隧道时,会出现下列两种情况:一是横通道的顶标高低于正线隧道的顶标高;二是横通道的顶标高高于正线隧道的顶标高。一般来说,横通道与正线隧道的截面形式是不同的,横通道的截面大多为直墙拱形式,正线隧道的截面基本为马蹄形。当它们相交时只要横通道拱顶标高高于正线隧道拱顶标高一定距离,那么相交所产生的交线就位于同一竖平面内。这类接口在施工时,由于正线隧道范围内的横通道初支在没有全部拼装成环的情况下,要向外拆除钢架,施工正线隧道初支,因此施工风险相对要大。若横通道内的围岩按台阶法分上下两次开挖后才能将钢架完全拼接成环,则在开挖了上半部分围岩后,应立即拼接上半环初支钢架并绑扎上半环正线洞口环框梁的钢筋,待此部分初衬及环框梁施工完毕后,拆除钢架(须拆除的局部钢架可以不喷射混凝土,日后也不施作其下半部分钢架,但对横通道下台阶开挖后暴露出的岩面须作喷}昆凝土封闭),开挖正线隧道上部围岩并安装上半环钢架。应注意 在该类接口处正线隧道的初支钢架也需要加密布置。待正线隧道上半环围岩开挖了一定纵向长度 后,再开挖横通道内下半部分围岩,此时上半环初支及正线环框梁已经全部施工完毕。因为开挖下部围 岩后,已经喷}昆凝土完成的上半环环框梁及其上部初支会局部失去下部围岩的支承作用,所以需要根据实际地质情况确定纵向一次性掘进长度,确保横通道初支变形在控制范围以

内(在施工过程中,已完成的上半环环框梁及其上部的初支有一段时间是局部悬空的,此时横通道初支主要靠背后的系统锚杆、岩石的摩擦力及初支壳体的纵向空间受力来保持稳定)。下部岩层掘进一定深度后,立即绑扎正线下半环环框梁的钢筋及拼装横通道下半环初支钢架,使其尽快封闭成环。上、下半环环框梁的受力主钢筋可以用接驳器进行连接。

当横通道的高度小于正线隧道的时候(因为有些施工竖井只在施工时作出土用,此时横通道只须满足施工要求即可,所以截面尺寸较小,日后也不施作二衬),需要在正线隧道附近挑高横通道截面高度(见图4),从而由大隧道施工小隧道。破洞门时按上述第二种情况的方法进行施工,但挑高横通道截面时会直接遇到地质较差的拱顶围岩。此时,施工中需要对初支拱顶的变形进行仔细的观测,若初支变形超过了一定界限,需要加1~2道横撑来稳定变形,在初支全部完工后须及时施工二衬。在实际的工程中,也有因为拱顶岩层强度很高,而不挑高横通道断面直接破洞的做法。这时,接口位置被打断的钢架只能靠洞口密集型加长锚杆的悬吊支承来自 稳。该法适用的情况较少,故不推荐使用。

在有些设计中,正线隧道洞门环框梁的放置位置受力明确,环框梁基本没有偏心受力。但在实际施工过程中该方式较难实施,尤其是在横通道初支使用工字钢钢架时,环框梁的受力主钢筋在钢架内很难布置安放成环,需要对工字钢进行一部分切割,且大多数施工单位在施工该环框梁时采用喷射混凝土的办法,而不是模筑。一般来说,横通道底面比正线隧道底面略高,这主要是因为通道底

板面高程受正线隧道轨面高程的制约,在实施时只需要在横通道初支的拱脚部位进行一定量的超挖,使横通道下部的正线隧道环框梁得以施工。最终需要将横通道中正线隧道范围内高于正线隧道底面的围岩全部挖除,然后再施工两隧道十字交叉处的一块筒形曲面底板(初支及二衬),但是这个过程要等到相邻的横通道二衬及左右两侧正线隧道二衬施工完以后才能实施。

3.从正线隧道破洞,施工联络通道的接口

这种情况比较少见,一般发生在暗挖的地铁车站中,由各人口进站的乘客选择乘坐上、下行的列车 及下车的乘客选择不同的出口,所以必须设置联络通道以满足客流疏散。

在这种类型的接口形式中,由于正线隧道截面为马蹄形,导致与联络通道(一般联络通道为直墙式截面,其尺寸小于正线隧道截面)接口的交线为一条空间三维曲线,按此曲线施工环框梁难度较大。施工中一般是由一条正线隧道破洞后施工联络通道,再由联络通道施工另一条正线隧道,所以这种接口又分两种形式:一种是由正线隧道施工横通道的接口。

在由正线隧道破洞施工联络通道的接口中,采取何种施工方式主要取决于岩层的好坏。如果开挖面岩层自稳能力较强(围岩级别≤Ⅲ级),可以在正线隧道初衬施工完毕后直接破洞施工联络通道。此时,在洞口不施作环框梁仅施作纵、向直过梁,接口处的安全完全靠岩石自稳及初支拱顶加密、加长系统锚杆的作用。在强度不高的残积层、全风化层及强风化层中,特别是裂隙水发育比较严重的地

方,则不宜采用上述方法。为保证正线隧道及联络通道拱顶的安全,较为普遍的一种方式是先浇筑正线隧道二衬,在接口处的二衬上预留 一个施孔洞,将来由此破洞施工联络通道。隧道二衬在此可起到支承接口处松散岩层的作用。采用 该法施工时,需保证正线隧道二衬达到设计强度后才能进行破除初支的工作。

在由联络通道施工正线隧道的接口中,由于正线隧道的截面大于联络通道截面,施工时也是由小截面施工大截面。这种接口有多种设计、施工的方法。

总的施工过程首先要挑高联络通道横截面,施工时做到以大吊小。为了将来方便施工,安装正线隧道的初支钢架,挑高的临时联络通道初支钢架做成门式,并在两支脚处打设锁脚锚杆,确保门架变形在控制范围以内;其次是架设正线隧道的上部初支钢架(此时初支钢架的自重均悬吊在门式初支钢架上),将来,在下部初支钢架拼装完成后,再将门式框架破除。因为在接口处正线隧道的上部初支无法成环受力,所以在开挖正线隧道上半环围岩时临时做一个门式支架,对不能成环的上部初支起到支承作用。待上半环正线隧道初支安装完毕,然后喷射混凝土;对先前安装门式钢架超挖的部分也用混凝土填实。等上半环初支达到强度后,再进行下部围岩的开挖。下部开挖不宜一次性开挖较多围岩,应少量多次的开挖,开挖后立即安装下部初支。需要注意的是,门式框架柱脚下部的围岩需等到门式框架中正线隧道下部的初支钢架拼接完毕后才能凿除,开挖下部围岩时,要保留门式框架基座下的围岩。开挖后上部初支变形较大,还需要增加临时施工措施对初支进行支撑,钢架全部拼接完毕及喷混凝土后立即浇注接口处的二

衬。

4.结语

以上列举了地铁建设中矿山法隧道多种接口的不同处理方式。由于矿山法隧道大多是人工开挖各类接口也没有统一的标准形式,因此在处理各种接口时,最重要的是根据接口处实际的地层情况,选择最适合的开挖方式进行破洞开挖。

第二篇:矿山法隧道施工监测监理要点

一、监测项目

矿上法隧道施工监测主要包括以下项目:地质与支护状态观察、地表沉降监测、隧道拱顶下沉监测、水平收敛监测、建筑物沉降及裂缝观察、锚杆或锚管轴力监测、围岩与喷层间接触压力等。

二、监测点埋设及监测方法 2.1洞内观察

隧道开挖工作面的观察,在每个开挖面进行,特别是在软弱破碎围岩条件下,开挖后立即进行地质调查,绘出地质素描图。若遇特殊不稳定情况,进行不间断地观察。

①对开挖后没有支护的围岩的观察

a)节理裂隙发育程度及其方向;

b)开挖工作面的稳定状态,顶板有无坍塌; c)涌水情况:位置、水量、水压等; d)隧道底是否有隆起现象; ② 开挖后已经支护地段围岩动态的观察

a)有无锚杆被拉断或底板脱离围岩现象; b)钢拱架有无被压变形情况;

c)锚杆注浆和喷射混凝土施工质量是否符合规定的要求; ③ 观察围岩破坏形态并分析

a)危险性不大,不会发生急剧变化的情况,如加临时支护之后即可稳定的情况;

b)应当引起注意的破坏,如拱顶混凝土喷层因受弯曲压缩的变化而引起的裂隙; 2.2地表沉降监测

地表下沉监测点按二等水准基点埋设,并在破裂面以外3~4倍洞跨处设若干水准基点,作为各测点高程测量的基准。

地表下沉量测应在开挖前方(2~3)倍B(B为毛洞宽度)处开始进行,直到开挖面后方(3~5)B,地表下沉基本停止处为止。

地面下沉测点与洞内拱顶下沉测点应对应设置在同一个断面上,地表下沉降监测点的布置见,用水准仪及铟钢尺,由地面已知水准点(不少于3个,按照闭

合路线布置),可测出隧道上方地表下沉量及其与时间的变化关系。隧道上地表下沉,应在隧道未开挖之前进行量测,测出其初始值,借以获得开挖过程中的全位移曲线。

全位移值的计算公式为 u=u1+u2 u——全位移值

u1——未挖到该点时已发生的位移 u2——从开挖到该测点量测时已发生的位移

2.3 隧道拱顶下沉监测

由地面垂直位移检测控制网的水准点将标高通过风井引至 风井衬砌混凝土侧壁上,并假定此点的标高为A,在左右侧隧道中分别置镜,并分别观测临时水准点上的正尺和监测点下的倒尺,既可得出监测点相对于临时水准点的高程变化。

监测点高程H=A+c+e 衬砌上水准点的高程由悬挂钢尺法引测得到,引测时将检定过的50米钢卷尺垂直悬吊于风井中,下挂与检定时拉力相同的重锤。分别在井上、井下用两台水准仪同时观测。并由下公式得到临时水准点的高程。

BM临=BM井上+a-H+b 监测过程中每两周用上述方法复核一次侧壁水准点的高程,如变化范围在8√0.5=6mm之内则不调整,否则应在侧壁水准点假定高程10m的基础上调整,并调整相应观测结果。

2.4水平收敛位移监测 2.4.1水平收敛埋设

隧道开挖后,周边点的位移是围岩和支护力学形态变化的最直接、最明显的反映,净空的变化(收缩和扩张)是围岩变形最明显的体现。本标段主要体现在矿山法隧道及联络通道的开挖。

矿山法隧道左右线每5m一个断面,其中标准断面4个,横通道2个断面,其中横通道与隧道接口处必须布设1个断面。共布置10个断面。隧道标准断面每个断面埋设12个监测点,横通道每个断面埋设4个监测点。量测时每2个监

测点为一组。监测头的制作可用φ12的长杆膨胀螺栓30~50厘米。在顶端加工一个M6×25左右的螺孔,把不绣钢制作在挂钩拧上即可。把加工过的膨胀螺栓按照相应的位置焊接在格栅钢架和钢筋网上,露出格栅钢架8~10cm,焊接牢固,待喷射混凝土后,立即清除不锈钢挂钩上的混凝土,做好标记,以方便日后量测。

监测时采用SD-1A型收敛计。安装测点时,在被测结构面用凿岩机或人工钻孔径为40~80mm、深20cm的孔,在孔中填塞水泥砂浆后插入收敛预埋件,尽量使两预埋件轴线在基线方向上并使销孔轴线处于垂直位置,上好保护帽,待砂浆凝固后即可进行量测。

埋往围岩里套在仪器上φ22

100mm

图7-2

收敛计预埋件示意图

2.4.2 数据处理

将第i次对每个监测点的测量值与第i-1次的数据进行比较,并计算变化值,即变化值△d=本次测量值-上次测量值,单位以mm计。

2.5建筑物沉降及裂缝观察 2.5.1矿山法隧道周边建筑物调查

根据地质情况和矿山法隧道的钻爆设计、埋深等确定施工的影响范围,对隧道上方所有地面建筑物进行两次调查,第一次为全面调查,第二次为建筑物调查。

调查的内容为建筑物的名称、位置、所属业主、建筑物的用途、建筑物的层数(高度)、有无地下室、建造时间、结构类型、建筑物的基础类型和基础深度、建筑物结构裂缝宽度等。其中建筑物的基础类型、基础深度、尺寸及其与矿山法隧道的相对位置关系是调查的重点。

根据地面建筑物的调查情况、隧道的开挖情况决定监测措施。

2.5.2周边建筑物沉降、倾斜、裂缝监测

观测时充分考虑施工的影响,避免在机械振动影响范围之内,其余监测原理、方法同前述盾构建筑物监测方法。

2.6锚杆或锚管轴力监测 2.6.1埋设与安装

锚杆计可在钢筋加工场预先与锚杆焊好,焊接时应将锚杆与锚杆计的连接杆对中之后采用对接法焊接在一起。如果在现场焊接,可在埋设锚杆计的位置上将锚杆截下相应的长度,之后将锚杆计焊上,为了保证焊接强度,在焊接处需加焊邦条,并涂沥青,包上麻布,以便与混凝土脱开。为了避免焊接时仪器温度过高而损坏仪器,焊接时仪器要包上湿棉纱并不断在棉纱上浇冷水,直到焊接完毕后锚杆冷却到一定温度为止,焊接在发黑(未冷红)之前,切记浇上冷水,焊接过程中仪器测出的温度应低于60℃。

2.6.2计算公式 P = K△F+b△T+B 式中: P—被测锚杆的载荷(KN);K—锚杆计的标定系数(KN/F);△F—锚杆计输出频率平方实时测量值相对于基准值的变化量(F); b—锚杆计的温度修正系数(KN/℃);

△T—锚杆计的温度实时测量值相对于基准值的变化量(℃);

B —锚杆计的计算修正值(KN)。

2.6.3绘制轴力-时间变化曲线图

根据轴力-时间变化曲线图和设计规定的轴力限值分析锚杆轴力是否满足设计要求,在监测简报中提出监测分析和建议。

2.7围岩与喷层间接触压力

量测作用于喷层和岩土体之间的径向接触应力,采用钢弦式压力盒及VW-1型频率接收仪。

应把测点布设在具有代表性的隧道断面的关键部位上(如拱顶、拱腰、拱脚、边墙仰拱等)。每一断面宜布置10~14个测点,并对各测点逐一进行编号。

压力盒埋设,要使压力盒的受压面向着围岩。根据实际围岩情况,采取适当方法将压力盒固定在岩面。再谨慎施作喷砼层。不要使喷砼与压力盒之间有间隙。保证围岩与压力盒受压面贴紧。

三、信息反馈

1、当日报表:

通常作为施工调整和安排的依据,内容包括测点编号、初始值、本次监测值、较上次监测值增量值及累计变化量。日报表须在当天报送监理。

2、周报表:

主要结合工程例会、阶段性小结。须在每周末报送监理。

3、月报表:

主要归入工程监测总报告中。须在月末报送监理

第三篇:盾构法隧道施工

盾构法隧道施工 Shield tunnel construction 摘要:盾构法隧道施工在地铁建设中应用最为广泛。在实施盾构法隧道施工工作应熟悉和掌握施工质量监控重点,从而保证工程质量。盾构法施工的内容包括盾构的始发和到达、盾构的掘进、衬砌、压浆和防水等。

关键字:盾构法施工 一:盾构的始发和到达 1.1始发竖井

始发竖井的任务是为盾构机出发提供场所,用于盾构机的固定、组装及设置附属设备,如反力座、引人线等;与此同时,也作为盾构机掘进中出碴、掘进物资器材供应的基地。因此,始发竖井的周围是盾构施工基地,必须要有搁置出碴设备、起重设备、管片储存、输变电设备、回填注浆设施和物资器材的场地。

1.2到达竖井

两条盾构隧道的连接方式有到达竖井连接方式和盾构机与盾构机在地下对接的方式。其中,地下对接方式是在特殊情况下采用,例如连接段在海中难以建造竖井,或者没有场地不能设置竖井等。但在正常情况下一般都以到达竖井连接。

1.3盾构机拼装

盾构在拼装前,先在拼装室底部铺设50cm厚的混凝土垫层,其表面与盾构外表面相适应,在垫层内埋设钢轨,轨顶伸出垫层约5cm,可作为盾构推进时的导向轨,并能防止盾构旋转。若拼装室将来要作他用,则垫层将凿除,费工费时。此时可改用由型钢拼装的盾构支撑平台,其上亦需要有导向和防止旋转的装置。由于起重设备和运输条件的限制,通常将盾构机拆成切口环、支承环、盾尾三节运到工地,然后用起重机将其逐一放入井下的垫层或支承平台上。切口环与支承环用螺栓连接成整体,并在螺栓连接面外圈加薄层电焊,以保持其密封性。盾尾与支承环之间则采用对接焊连接。

1.4盾构机的始发

盾构机的始发是指利用临时拼装管片等承受反作用力的设备,将盾构机从始发口进入地层,沿所定的线路方向掘进的一系列施工作。根据临时拆除方法和防止开挖面地层坍塌方法的不同,施工方法有以下的几种。

第1种方法,使开挖面地层能够自稳,再将盾构机贯入自稳的开挖面。一般是通过化学注浆、高压喷射注浆、冻结施工法等来加固开挖面地层,或向始发竖井压气,平衡开挖面的地下水、土压力,使地层自稳。

第2种方法,利用挡土墙防止开挖面崩塌,让盾构机开始掘进。这种方法有两种,一种是将始发竖井的挡土墙做成双层,以防止内层挡土墙拆除时开挖面崩塌,盾构机向前推进,到达开挖面地层后,起吊盾构机前方的外层挡土墙,盾构机开始开挖;另一种是在始发竖井的近旁再挖一个竖井,盾构机从该竖井内向前推进,在回填后开始开挖。

1.5盾构机的达到

盾构机的到达是指在稳定地层的同时,将盾构机沿所定路线推进到竖井边,然后从预先准备好的大开口处将盾构机拉进竖井内,或推进到到达墙的指定位置后停下等待的一系列作业。

施工方法有两种,一种是盾构机到达后拆除到达竖井的挡土墙再推进,另一种是事先拆除挡土墙,再推进到指定位置。

二:盾构的掘进

盾构掘进时必须根据围岩条件,保证工作面的稳定,适当地调整千斤顶的行程和推力,沿所定路线方向准确地进行掘进。掘进时应注意以下问题:

(1)正确地使用千斤顶所需台数和重要的位置,使之产生推力按设计的线路方向行走,并能进行必要的纠偏;

(2)不应使开挖面的稳定受到损害,一般是在开挖后立即推进,或在开挖的同时进行推进。每次推进的距离可为一环衬砌的长度,也可为一环衬砌长度的几分之一,推进速度约为10~20mm/min。衬砌组装完毕后,应立即进行开挖或推进,尽量缩短开挖面的暴露时间;

(3)不应使衬砌等后方结构受到损害,推进时应根据衬砌构件的强度,尽力发挥千斤顶的推力作用。为使每台千斤顶的推力不致过大,最好用全部千斤顶

来产生所需推力。在曲线段、上下坡、修正蛇行等情况下,有时只能使用局部千斤顶,要尽量多增加千斤顶的使用台数。在当采用的推力可能损坏衬砌等后方结构物时,应对衬砌进行加固,或者采取一定的措施。

(4)为使盾构能在计划路线上正确推进、预防偏移、偏转及俯仰现象的发生,盾构隧道施工前,应在地表进行中线及纵断面测量,以便建立施工所必须的基准点。施工时必须精密地把中心线和高程引入竖井中,以便进行施工中的管理测量,使组装的衬砌和盾构在隧道的计划位置上。测量时应注意及早掌握盾构推进与设计位置之间的偏差,随时进行监视,毫不迟疑地修正盾构推进的方向。原则上一日二次左右。测量应考虑与其他工序的关系,力求简化和合理。管片与盾构的相对位置,可以从上下左右千斤顶活塞的差值确定出大致的情况,盾构本身的俯仰、偏移、偏转等可用装在盾构上的垂球、U型管、振子式倾斜仪和经纬仪等进行测量。

三:衬砌、压浆和防水 3.1一次衬砌

在推进完成后,必须迅速地按设计要求完成一次衬砌的施工。一般是在推进完了后将几块管片组成环状,使盾构处于可随时进行下一次的状态。

一次装配式衬砌的施工是依照组装管片的顺序从下部开始逐次收回千斤顶。管片的环向接头一般均错缝拼装。组装前彻底清扫,防止产生错台存有杂物,管片间应互相密贴。注意对管片的保管、运输及在盾尾内进行的安装时,管片的临时放置问题,应防止变形及开裂的出现,防止翻转时损伤防水材料及管片端部。

保持衬砌环的真圆度,对确保隧道断面尺寸,提高施工速度及防水效果,减少地表下沉等甚为重要。除了在组装时要保证真圆度外,在从离开盾尾至注浆材料凝固时止的期间内,应采用真圆度保持设备,确保衬砌环的组装精度是有效的。

紧固和再次紧固螺栓,紧固衬砌接头螺栓必须按规定执行,以不损害组装好的管片为准。由于盾构推进时的推力要传递到相当远的距离,故必须在此推力的影响消失后,进行再次紧固螺栓。

不用螺栓接头的管片有铰接接头的管片,是在环间设置榫头,管片间做成柔软的转向节结构。以错缝拼装及数环间的共同作用来保持稳定,不能用暗榫头对接结构。由于组装是从前方插入,故使推力与隧道方向平行是极为重要的。

3.2回填注浆

采用与围岩条件完全相适合的注浆材料及注浆方法,在盾构推进的同时或其后立即进行注浆,将衬砌背后的空隙全部填实,防止围岩松弛和下沉增加结构的整体性和抗震性

3.3衬砌防水

衬砌防水分为密封、嵌缝、螺栓孔防水三种。

密封是在管片接头表面进行喷涂或粘贴胶条的方法。密封材料的必要特性是:应具有弹性,在盾构千斤顶推力反复作用及衬砌变形上保持防水性能,在承受紧固螺栓的状态下具有均匀性;对衬砌的组装不会产生不良影响;密封材料和衬砌之间需密贴;具有良好的化学稳定性并可适应气候的变化;易于施工等。

螺栓孔防水是在螺栓垫圈及螺栓孔间放入环形衬垫,在紧固螺栓时,此衬垫的一部分产生变形,填满在螺栓孔壁和垫圈表面间形成的空隙中;防止从螺栓孔中漏水。衬垫的材料须具备下述特点:伸缩性良好且不透水、可承受螺栓紧固力、耐久性好等一般使用合成树脂类的环状衬垫,也有时采用尿烷类的具有遇水膨胀特性的衬垫。

嵌缝指预先在管片的内侧边缘留有嵌缝槽,以后用嵌缝材料填塞。嵌缝材料需具有以下特点:具有不透水性;化学稳定性及良好的适应气候变化的性能,在湿润状态下易于施工;良好的伸缩及复原性;硬结时不受水的影响;施工后尽早具有不粘着性,终凝时间短;收缩小等。

3.4二次衬砌

二次衬砌须在一次衬砌、防水、清扫等作业完全结束后进行。依据设计条件的不同,二次衬砌可用无筋或有筋混凝土浇注,有时也用砂浆、喷射混凝土。浇注二次衬砌时,特别是在拱顶附近填充混凝土极为困难,对此必须注意。必要时应预先备有砂浆管、出气管等,用注入的砂浆等将空隙填实。

二次衬砌施工前,必须紧固管片螺栓,清扫衬砌并对漏水采取止水措施。脱模应在所浇注的混凝土强度达到设计要求时进行。以防过早脱模导致混凝土裂纹等有害影响的发生。达到所需强度的时间,应根据在与现场同一条件下养生的混凝土试件抗压实验确定。脱模后,应进行充分养护。

参考文献张凤祥,朱文华.盾构隧道[M].北京:人民交通出版社,2004

第四篇:城市地铁隧道常用施工方法概述123

城市地铁隧道常用施工方法概述

[摘要]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。主要阐述了修建地铁车站施工方法的原理、施工流程、优缺点,为我国各大城市修建地铁车站时选择合理的施工方法提供有益的参考。

[关键词]地铁车站;施工方法;施工流程;优缺点;适用条件

伴随着我国社会主义经济建设的迅猛发展与综合国力的增强,城市的规模也不断的增大,城市人口流量还在增加、再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势,交通状况不断恶化。为了改善交通环境,采取了各种措施,其中兴建地下铁道得到了普遍的认可,如最近几年在北京、广州、深圳等城市便兴建了大量的地下铁道。由于在城市中修建地下铁道,其施工方法受到地面建筑物、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。下面将就城市地下铁道施工方法分别加以介绍。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。1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施工方法。

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。

明挖法施工程序一般可以分为4大步:维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土,如图1。

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,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。2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。2.1盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上,施工主体结构和防水措施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后,视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。施工顺序如图2。

在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时,可考虑采用盖挖顺作法。

工程实例:深圳地铁一期工程华强路站位于深圳市最繁华的深南中路与华强路交叉口西侧,深南中路行车道下。该地区市政道路密集,车流量大,最高车流量达3865辆/h。车站主体为单柱双层双跨结构,车站全长224.3 m,标准断面宽18.9 m,基坑深约18.9 m,西端盾构并处宽22.5 m,基坑深约18.7 m。南侧绿地内东西端各布置一个风道。主体结构施工工期为2年,其中围护结构及临时路面施工期为7个月.为保证深南中路在地铁站施工期间的正常行车,该路段主体结构施工采用盖挖顺作法施工方案。2.2盖挖逆作法

盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺作法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原,恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行,即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板,如图3。

如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近,为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷,或需及早恢复路面交通,但又缺乏定型覆盖结构,常采用盖挖逆作法施工。

工程实例:南京地铁南北线一期工程的区间隧道在地质条件和周围环境允许的情况下,以造价、工期、安全为目标,经过分析、比较,选择了全线区间施工方法。其中,三山街站,位于秦淮河古河道部位,位于粉土、粉细砂、淤泥质粘土土层中。因为是第1个车站,又位于十字路口,因此采用地下连续墙作围护结构.除人口结构采用顺作法外,其余均为盖挖逆作法。2.3盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力,如图4。

3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。

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,其工艺流程见图5。

工程实例:北京地铁东单车站东南风道与车站主体结构正交,北侧在长安街下,中部及南侧穿过居民区,风道全长43.4 m。采用浅埋暗挖洞桩法施工,在基本维持环境原状条件的情况下从地面居民生活区和人防设施下面顺利通过。3.2盾构法修建地铁随道

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(shield)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,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见下图6所示。

按盾构断面形状不同可将其分为: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、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。

工程实例:北京地铁五号线即采用了盾构法施工地铁五号线是一条贯穿北京市中心的南北向地下交通大动脉。南起丰台区宋家庄,向北经蒲黄榆、祟文门、东单、东

四、雍和宫止于昌平区太平庄北站,全长27.7 km。由于该路段地上大型建筑物密集,交通流量大,地下管网复杂,为减少对城市经济和市民生活的影响,经专家论证,决定在雍和宫至北新桥约700 m长的试验段率先采用盾构施工方法。该盾构为大直径土压平衡盾构机。4沉管法

沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。

沉管隧道对地基要求较低,特别适用于软土地基、河床或海岸较浅,易于水上疏浚设施进行基槽开外的工程特点。由于其埋深小,包括连接段在内的隧道线路总长较采用暗挖法和盾构法修建的隧道明显缩短。沉管断面形状可圆可方,选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业,彼此干扰相对较少,并且管段预制质量容易控制。基于上述的优点,在大江、大河等宽阔水域下构筑隧道,沉管法称为最经济的水下穿越方案。

按照管身材料,沉管隧道可分为2类:钢壳沉管隧道(有可分为单层钢壳隧道和双层钢壳隧道)和钢筋馄凝土沉管隧道。钢壳沉管隧道在北美采用的较多,而钢筋混凝土沉管隧道则在欧亚采用较多。

沉管隧道施工主要工序:管节预制→基槽开挖→管段浮运和沉放→对接作业→内部装饰。

上程实例:广一州珠江隧道是我国第一条公路与地铁合用的越江隧道,公路隧道全长1 238.5 m。河中段隧道埋置在河床下.不影响水面通航,河中沉管段全长457 m。该沉管为多孔矩形钢筋混凝土结构,其中包括两个双车道机动车孔、一个地铁孔、一个电缆管廊。沉管断面为典型矩形断面,外形尺寸为33 mx7.956 m(宽x高),底板厚1.2 m、顶板厚1.0 m,两外侧墙分别为0.7 m和0.55 m、最长管节的混凝土量达12 000砰。管段的基底坐落在河床的风化花岗岩层上。开槽时采用了炸礁施工。基础处理采用灌砂法。5混合法

可以根据地铁隧道的实际情况,在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用,称其为混合法。

工程实例:北京地铁东四站位于朝阳门内大街与东四南大街交叉日上,处于繁华的市中心,有多路公交车经过。车站主体顺东四南大街,呈南北走向,东四南大街规划道路红线宽70 m,现状路宽为22 m,朝内大街已改造完,道路红线宽60 m,两方向客流均衡,交通十分繁忙;且远期六号线顺朝内大街,呈东西走向,在此站换乘。本车站两端为明挖段,结构形式为3层三跨框架结构;中间为暗挖段,结构形式为单层三拱两柱结构。车站总长度197 m,暗挖段长为96.80 m,明挖段长为100.20m。6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。

参考文献

1赵京.地铁区间施工方法及造价分析.铁路工程造价管理,2004 2朱小龙,张庆贺,朱斌.南京地下铁道施工方法的选择.施工技术,2002 3刘钊,佘高才,·周振强.地铁Z二程设计与施上.北京人民交通出版社,2004 4于书翰,杜漠远.隧道施工.北京:人民交通出版社,2001周顺华.城市轨道交通结构工程.上海:同济大学出版社2003 5谈一评.深圳华强路地铁站盖挖顺作法施工.地下工程,2002

第五篇:城市地铁隧道常用施工方法概述

城市地铁隧道常用施工方法概述

[摘要]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。主要阐述了修建地铁车站施工方法的原理、施工流程、优缺点,为我国各大城市修建地铁车站时选择合理的施工方法提供有益的参考。

[关键词]地铁车站;施工方法;施工流程;优缺点;适用条件

伴随着我国社会主义经济建设的迅猛发展与综合国力的增强,城市的规模也不断的增大,城市人口流量还在增加、再加上机动车辆呈现逐年上涨的趋势,交通状况不断恶化。为了改善交通环境,采取了各种措施,其中兴建地下铁道得到了普遍的认可,如最近几年在北京、广州、深圳等城市便兴建了大量的地下铁道。由于在城市中修建地下铁道,其施工方法受到地面建筑物、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。下面将就城市地下铁道施工方法分别加以介绍。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。1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施工方法。

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。

明挖法施工程序一般可以分为4大步:维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土,如图1。

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,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。2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。2.1盖挖顺作法

盖挖顺作法是在地表作业完成挡土结构后,以定型的预制标准覆萧结构(包括纵、横梁和路面板)置于挡土结构上维持交通,往下反复进行开挖和加设横撑,直至设计标高。依序由下而上,施工主体结构和防水措施,回填土并恢复管线路或埋设新的管线路。最后,视需要拆除挡上结构外露部分并恢复道路。施工顺序如图2。

在道路交通不能长期中断的情况下修建车站主体时,可考虑采用盖挖顺作法。

工程实例:深圳地铁一期工程华强路站位于深圳市最繁华的深南中路与华强路交叉口西侧,深南中路行车道下。该地区市政道路密集,车流量大,最高车流量达3865辆/h。车站主体为单柱双层双跨结构,车站全长224.3 m,标准断面宽18.9 m,基坑深约18.9 m,西端盾构并处宽22.5 m,基坑深约18.7 m。南侧绿地内东西端各布置一个风道。主体结构施工工期为2年,其中围护结构及临时路面施工期为7个月.为保证深南中路在地铁站施工期间的正常行车,该路段主体结构施工采用盖挖顺作法施工方案。2.2盖挖逆作法

盖挖逆作法是先在地表面向下做基坑的维护结构和中间桩柱,和盖挖顺作法一样,基坑维护结构多采用地下连续墙或帷幕桩,中间支撑多利用主体结构本身的中间立柱以降低工程造价。随后即可开挖表层土体至主体结构顶板地面标高,利用未开挖的土体作为土模浇筑顶板。顶板可以作为一道强有力的横撑,以防止维护结构向基坑内变形,待回填土后将道路复原,恢复交通。以后的工作都是在顶板覆盖下进行,即自上而下逐层开挖并建造主体结构直至底板,如图3。

如果开挖面积较大、覆土较浅、周围沿线建筑物过于靠近,为尽量防止因开挖基坑而引起临近建筑物的沉陷,或需及早恢复路面交通,但又缺乏定型覆盖结构,常采用盖挖逆作法施工。

工程实例:南京地铁南北线一期工程的区间隧道在地质条件和周围环境允许的情况下,以造价、工期、安全为目标,经过分析、比较,选择了全线区间施工方法。其中,三山街站,位于秦淮河古河道部位,位于粉土、粉细砂、淤泥质粘土土层中。因为是第1个车站,又位于十字路口,因此采用地下连续墙作围护结构.除人口结构采用顺作法外,其余均为盖挖逆作法。2.3盖挖半逆作法

盖挖半逆作法与逆作法的区别仅在于顶板完成及恢复路面后,向下挖土至设计标高后先浇筑底板,再依次向上逐层浇筑侧墙、楼板。在半逆作法施工中,一般都必须设置横撑并施加预应力,如图4。

3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。3.1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。

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,其工艺流程见图5。

工程实例:北京地铁东单车站东南风道与车站主体结构正交,北侧在长安街下,中部及南侧穿过居民区,风道全长43.4 m。采用浅埋暗挖洞桩法施工,在基本维持环境原状条件的情况下从地面居民生活区和人防设施下面顺利通过。3.2盾构法修建地铁随道

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(shield)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,在竖井内安装盾构,盾构开挖出的土体由竖井通道送出地面。盾构法施工工艺见下图6所示。

按盾构断面形状不同可将其分为: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、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。

工程实例:北京地铁五号线即采用了盾构法施工地铁五号线是一条贯穿北京市中心的南北向地下交通大动脉。南起丰台区宋家庄,向北经蒲黄榆、祟文门、东单、东

四、雍和宫止于昌平区太平庄北站,全长27.7 km。由于该路段地上大型建筑物密集,交通流量大,地下管网复杂,为减少对城市经济和市民生活的影响,经专家论证,决定在雍和宫至北新桥约700 m长的试验段率先采用盾构施工方法。该盾构为大直径土压平衡盾构机。4沉管法

沉管法是将隧道管段分段预制,分段两端设临时止水头部,然后浮运至隧道轴线处,沉放在预先挖好的地槽内,完成管段间的水下连接,移去临时止水头部,回填基槽保护沉管,铺设隧道内部设施,从而形成一个完整的水下通道。

沉管隧道对地基要求较低,特别适用于软土地基、河床或海岸较浅,易于水上疏浚设施进行基槽开外的工程特点。由于其埋深小,包括连接段在内的隧道线路总长较采用暗挖法和盾构法修建的隧道明显缩短。沉管断面形状可圆可方,选择灵活。基槽开挖、管段预制、浮运沉放和内部铺装等各工序可平行作业,彼此干扰相对较少,并且管段预制质量容易控制。基于上述的优点,在大江、大河等宽阔水域下构筑隧道,沉管法称为最经济的水下穿越方案。

按照管身材料,沉管隧道可分为2类:钢壳沉管隧道(有可分为单层钢壳隧道和双层钢壳隧道)和钢筋馄凝土沉管隧道。钢壳沉管隧道在北美采用的较多,而钢筋混凝土沉管隧道则在欧亚采用较多。

沉管隧道施工主要工序:管节预制→基槽开挖→管段浮运和沉放→对接作业→内部装饰。

上程实例:广一州珠江隧道是我国第一条公路与地铁合用的越江隧道,公路隧道全长1 238.5 m。河中段隧道埋置在河床下.不影响水面通航,河中沉管段全长457 m。该沉管为多孔矩形钢筋混凝土结构,其中包括两个双车道机动车孔、一个地铁孔、一个电缆管廊。沉管断面为典型矩形断面,外形尺寸为33 mx7.956 m(宽x高),底板厚1.2 m、顶板厚1.0 m,两外侧墙分别为0.7 m和0.55 m、最长管节的混凝土量达12 000砰。管段的基底坐落在河床的风化花岗岩层上。开槽时采用了炸礁施工。基础处理采用灌砂法。5混合法

可以根据地铁隧道的实际情况,在地铁隧道的施工过程中采用以上2种或2种以上的方法同时使用,称其为混合法。

工程实例:北京地铁东四站位于朝阳门内大街与东四南大街交叉日上,处于繁华的市中心,有多路公交车经过。车站主体顺东四南大街,呈南北走向,东四南大街规划道路红线宽70 m,现状路宽为22 m,朝内大街已改造完,道路红线宽60 m,两方向客流均衡,交通十分繁忙;且远期六号线顺朝内大街,呈东西走向,在此站换乘。本车站两端为明挖段,结构形式为3层三跨框架结构;中间为暗挖段,结构形式为单层三拱两柱结构。车站总长度197 m,暗挖段长为96.80 m,明挖段长为100.20m。6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。

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