地铁施工技术概述
资料统计,当P/rh>0.4~0.6为浅埋隧道。
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
3、浅埋暗挖法
问题:浅埋与深埋?
城市地铁、地下工程结构断面变化很大, 仅用拱顶埋深确定深埋或浅埋是不妥的,还 必须考虑地下工程的跨度大小,跨度大时, 对覆土的影响范围也大。拱顶覆土厚度(H) 与结构跨度(D)之比,即H/D称为覆跨比。 当0.6<H/D≤1.5时,均称为浅埋;当 H/D≤0.6时,均称为超浅埋。
北京地铁东单站横断面图
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
3、浅埋暗挖法
断面形式
北京地铁五号线崇文门站横断面图
北京地铁五号线蒲黄榆站横断面图
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
3、浅埋暗挖法
断面形式
青岛地铁青纺医院站
车站主体位于微~未风 化的花岗岩中
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
管 棚 施 工
管棚设计要点
(1)根据地质条件选择长度,应保证有足 够的超前长度
• 管棚长度:一般为10~12m,采用分段 连接时选4~6m钢管,纵向以丝扣连接, 连接长度不应小于15cm。
(2)管棚钢管采用厚壁钢管。 管径70~180mm,钢管中心间距 200~800 mm;孔径比管径大20~30mm。
• 管棚法——称伞拱法。是在拟开挖的衬砌 拱圈隐埋线上,预先钻孔安设惯性力矩较 大的厚壁钢管,起超前支护。
• 特点:地下工程开挖前,采用超前注浆管 棚支撑土体结构,有效防止地面沉降,适 用于大跨度和极破碎岩体地段。
• 分类:短管棚(L<10m); 长管棚(L>10~45m); 板棚(L<10m)采用钢插板。
管棚的布置形式
(a)门字形布置 • 适用洞室跨度较大, • 边墙土体不稳的情况。
(b)口字形布置 • 适用大型洞室松软土层段。
管棚的布置形式
(c)一字形布置 • 适用洞室跨度不大, • 仅防上部土层坍塌。
(d)半圆拱布置 • 适用大跨度公路, • 地铁洞室不稳定地段。
管棚法 施工
管 棚 透 视 图
(3)管棚应沿隧洞纵向水平设置,并在管 内注浆;横断面采用钢拱架环向支撑, 钢拱架多采用工字钢和格栅钢架。
(4)管棚纵向的水平搭接长度不能小于 1.5m,外插角1°~2°。
管棚施工
(1)开挖工作室:为管棚施工提供操作 场地。
• 工作室尺寸:以布置钻机和钢管推进 机为确定条件。
• 但需超出隧道或洞室轮廓线0.5~1.0m (2)钻孔 • 钻孔一般为水平,孔径比管棚大
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
3、浅埋暗挖法
• 暗挖法:是在软土地层中以加固和处理软 弱地层为前提,采用足够刚性的复合衬砌 结构,选用非敞开分部开挖方式的地下施 工法。
• 浅埋暗挖法:是一种在离地表很近的地下 进行各种类型地下洞室暗挖施工的方法。
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
投入
2
矿山法 (钻爆
法)
岩石和坚硬土体, 如青岛和重庆地铁
地面干扰 小,造价 低
进度慢,劳 动强度高, 风险大
1)多臂钻孔台车,自动装药 引爆装置;2)光面爆破,喷 锚支护,监控数据反馈指导 设计和施工方法
3
暗挖法 (软土
)
埋深较浅对土体进 行冻结、注浆、深 地面干扰 层搅拌桩加固地基, 小,造价 棚管法加固,浅埋 低,便于 车站,如北京、哈 土法上马 尔滨等城市地铁
地铁施工技术概述
2、地铁施工技术
• 2.1 地铁施工方法的选择 • 2.2 车站施工 • 2.3 区间隧道施工
主要内容
2.1 地铁施工方法的选择
2.1 地铁施工方法的选择
2.1.1 主要方法
地铁车站
明挖顺作法 盖挖顺作法 盖挖逆作法 暗挖法或矿山法
地铁区间
盾构法
暗挖法或矿山法 沉管法 明挖法
2.1 地铁施工方法的选择
1)开发研制国产大型三心圆、 割圆异型盾构;2)开发新型衬 砌支护材料和施工技术
(1)大型沉井制作下沉施工技术; (2)相配套的小型挖土机,坑内 外降水技术;(3)大型沉井纠偏, 防止突沉、超沉、管涌流砂技术
2.1 地铁施工方法的选择
2.1.3 地铁区间隧道的施工方法
⑴沿海城市,饱和软地层,可以选用盾构法和顶管 法等; ⑵山区城市采用新奥法,条件允许应推广TBM法。 目前国内外常用地区间隧道施工方法如下表所示。
• 地铁施工方法选择主要受工程地质、水文 地质、地形地貌、沿线环境的要求、施工 单位的技术水平、施工进度、经济条件等 因素限制。
2.1 地铁施工方法的选择
2.1.2 地铁车站施工方法
⑴地铁车站的施工应考虑环境的要求; ⑵依据不同的地质情况、工作环境,综合考虑施 工进度及安全经济方面的矛盾因素。 地铁车站施工方法如下表所示。
土体进行冻结、
3
浅埋 暗挖法
注浆、深层搅 地面干扰 拌、管棚法加 小,造价 固,浅埋车站, 低
地下作业风险 大,机械化程 度低
如北京地铁
发展方向
1)开发大型导板式开凿 机,深层地下连续墙,桩 排墙施工技术;2)预应 力钢支撑技术;3)地面 变形监控技术4)SMW工 法土丁墙支护
1)多臂钻孔台车、自动 装药引爆装置;2)光面 爆破,喷锚支护,监控数 据反馈指导设计和施工方 法;3)分断面开挖,眼 镜工法;4)大型土方机 械
8~10m)
机械设备复杂, 价格昂贵,施工 工艺繁,专业施 工队伍
1)开发适用不同地质条件, 自动更换刀盘的气压、土压 泥水平衡盾构和顶管,超前 探测排障技术;2)钢纤维挤 压混凝土衬砌;3)三维仿真 计算机管理系,管理信息化, 自动化4)自动导向,中途对 接异型盾构
5
沉管 法
跨越江河湖 海,软地基, 造价省,速 如广州、宁 度快,隧道 波、上海过 断面大 江隧道
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
2、盖挖法
盖挖逆筑工法一般是对交通作短暂封锁 ,顶板施工结束后恢复交通;
盖挖顺筑法利用临时性设施维持道路通 行,夜间封锁道路,掀盖施工。
⒉浅埋暗挖法
⑴优点:避免了大量拆迁、改建工作,减少了对 周围环境的粉尘污染和噪声影响,对城市交通的 干扰小; ⑵施工原则:管超前、严注浆、短开挖、强支护 、快封闭、勤量测; ⑶适用条件: ①不允许带水作业; ②开挖面具有一定的自立性和稳定性。
地铁车站施工方法一览表
序 号
施工 方法
环境场地要求
优点
缺点
1
明挖法
浅埋车站,有 进度快,
宽阔的施工场 造价低,
地,如京、津、 便于大型
沪、穗地铁车 机械化施
站
工
破坏、污染环 境,影响市区 居民生活,风 险大
2
矿山法 (新奥 法)
坚硬岩土介质、 地下水位低
地面影响 小,造价 低
进度慢,劳动 强度高,风险 大
7
沉井 (连续 沉井)
软弱地层, 地域空广
造价省、速 度快、工艺 成熟
对环境影响,泥 浆污染,地面下 沉
1)不均匀沉降的监测设备仪 器;2)泥浆或水力减摩措施; 3)控制突沉或倾斜方法;4)排 队孤石障碍物设备。
2.2 车站施工
2.2 车站施工
2.2.1 常用施工方法 2.2.2 工程实例 2.2.3 发展与展望
周围地面沉
7
沉井 法
软土地层或水域,较 开阔的施工场地,深 浅埋小型车站,如上 海60年代地铁试验段 车站
分节制作下 沉,进度快, 机械化施工, 安全
降,地下水 位变化,对 居民生活有 影响,下沉 纠偏有一定
困难
续上表
发展方向
1)建立合理的施工管理网络, 交叉施工,流水作业;2)地下 小型施工机具;3)作为永久衬 砌支护的地下连续墙,钻孔桩柱 施工质量控制和托换技术 1)建立合理的施工管理网络, 交叉施工,流水作业;2)地下 小型施工机具;3)作为永久衬 砌支护的地下连续墙,钻孔桩柱 施工质量控制
适用:
不宜明挖,含水量较小的各种地层,尤其 是对地面沉陷要求较严,且需修造浅埋的 地下工程。
在软弱围岩浅埋地层中修建山岭隧道洞口 段、城区地下铁道及其他浅埋结构物。
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
3、浅埋暗挖法
断面形式
多拱多跨
单拱多跨 单拱大跨
北京地铁王府井站横断面图
北京地铁西单站横断面图
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
3、浅埋暗挖法
优点:
在建筑物密集、管线密布和交通繁忙等情况 下避免大量拆迁、改建工作,减少了对周围环境 的粉尘污染和噪声影响,对城市交通的干扰小。
管超前、严注浆、短开挖、强
施工原则:
支护、快封闭、勤量测
2.2 车站施工 2.2.1 常用施工方法
3、浅埋暗挖法
地铁区间隧道施工方法一览表
序 施工 号 方法
环境场地要求
优点
缺点
发展方向
进度快,
1
明挖法
市郊施工场地开阔, 软岩和土体,如北 京和天津地铁
工作面大, 便于机械 和大量劳 动力
破坏环境生 态,影响交 通,带来尘 土和噪声污
1)有效井点降水系统;2) 可靠的支撑系统;3)大型土 方机械,混凝土搅拌及运输 机械
机械化程度 低,劳动强 度高,环境 恶劣,风险 大
1)发展可靠的浅地层地基处 理技术;2)小型灵活的地下 开挖机械;3)可靠的临时支 护措施和机具
续上表
序 施工 环境场地要
号 方法
求
优点
缺点
发展方向
盾构
4
和 顶管
法
地面影响 城市软地层、 小,机械化 深埋隧道, 程度高,安 如上海、广 全,工人劳 州、北京等 动强度低, 城市地铁 进度快(日均