地铁施工工法样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除。第一部分 地铁暗挖施工工法工法之一: 隧道中洞法施工工法1、 特点当前, 国内的双联拱隧道所采用的施工方法大多为中洞法施工, 即三导坑先墙后拱法。在施工中遵循”管超前、 严注浆、 短开挖、 强支护、 快封闭、 勤量测”的十八字方针。其特点为: 1.1 采用超前水平预注浆小导管、 径向系统锚杆、 锁脚锚杆、 挂网和格栅喷混凝土等支护手段, 加之开挖后立即封闭, 形成受力封闭环, 能有效的控制围岩变形和地表下沉, 大大提高了施工的安全度。1.2 其支护系统能很好地适应围岩的变形, 与围岩形成一个整体, 故能充分发挥围岩的自撑能力。1.3 能应用量测监控等信息化管理方法指导施工, 使整个施工过程均处于受控状态。1.4 施工作业简便, 不需要特殊的施工机械和设备, 容易推广使用。1.5 采用分部开挖, 其超前中洞可起到探测和预报地质情况的功能。1.6 中洞法施工减少了两个边导洞的施工, 拱墙采取整体一次或分次衬砌, 具有工序较简单、 机械化程度较高、 临时初期支护量小、 施工进度较快、 节约成本的特点。1.7 为了保证侧洞初支钢格栅与中洞钢格栅连接板准确连接, 该方法对中洞钢格栅的安装位置、 步距、 垂直度等要求相当高。1.8 由于在中洞中墙天梁位置空间狭小, 在破除临时中隔壁, 施工侧洞二衬时, 此处防水板的保护难度相当大。2、 工艺原理所谓中洞法, 就是在地下工程掘进中, 经过临时支撑将开挖断面分成几个部分, 中洞初支先行施工, 待中洞贯通后施工中墙顶部和底部防水, 再施工中墙结构; 然后利用中墙结构作为侧洞施工的支撑点, 再根据围岩情况进行其它部分的开挖与支护、 防水层及侧洞结构。此工法是以新奥法的基本原理为依据, 在开挖中尽量减少对围岩的扰动, 经过超前管棚、 锚(网)喷洞壁、 钢拱架或格栅拱架支护系统和临时支撑联结, 使断面及早闭合, 控制围岩变形, 并使之趋于稳定。同时, 建立围岩支护结构监控量测系统, 随时掌握施工过程中围岩的变化, 合理安排, 及时调整施工工艺和设计参数, 确保施工安全。事实上, 各种施工方法都是围绕着中墙施工来进行的, 中墙是整个隧道受力转换和受力平衡的支撑点, 在结构设计中其刚度和稳定性应作控制, 在施工中要认真处理好中墙的基底承载力和回填反压平衡, 确保中墙稳定。3、 应用实例北京地铁四号线第一标段工程设计起点至马家楼站区间工程, 起止里程为K0+000.000K0+338.800, 全长338.800 m, 为暗挖双联拱隧道。正线起点在南四环北侧, 马家堡西路下, 线位较低, 向北下穿出入线段左线后进入马家楼车站, 与出入线左线形成立交, 该部分为四号线南沿做预留, 结构覆土厚度10m左右, 线路设计坡度分别为-8、 23、 2, 采用复合式衬砌, 开挖跨度为11.111.142m, 开挖高度为6.56.9m。工法之二: 暗挖隧道双侧壁导坑施工工法1、 特点1.1本工法采用新奥法原理指导施工, 能充分发挥围岩的自承能力, 确保围岩稳定。开挖时首先进行两侧导洞的施工, 各掌子面之间错开一定距离, 多工序平行交叉施工, 避免各掌子面之间的相互干扰。1.2经过化整为零, 将大断面隧道分成多个小洞进行开挖, 避免了大规模塌方事件的发生, 掌子面情况易于掌控。1.3 施工工序比较复杂, 初支结构受力转换复杂, 格栅连接点多, 施工质量不容易保证。1.4 由于断面扁平, 支护结构受力较大, 初支结构的承载能力相对较小, 特别是底脚处受力较大, 结构要求有足够的地基承载力。1.5 对于浅埋暗挖隧道, 其埋深较浅, 土层自稳能力差; 特别是中洞开挖时, 两侧现行形成的导洞初支结构, 由于失去中间土层的侧向支撑力, 打破了原有的应力平衡, 容易产生水平位移, 极易上部土体, 乃至地表的沉降。1.6 为了保证中洞初支钢格栅与侧洞钢格栅连接板准确连接, 该方法对两边侧洞钢格栅的安装位置、 步距、 垂直度等要求相当高。2、 工艺原理双侧壁导洞法是以新奥法为指导的施工方法, 充分发挥围岩的自承能力。经过临时中隔壁, 将大断面隧道或地质条件差的隧道断面化整为零分成6个或9个对称布置的小洞, 进行开挖与支护。首先施工一侧的导洞, 然后再施工另一侧的导洞, 分别形成永久支护和临时支护, 当两侧导洞开挖一定距离后再开挖中导洞, 使支护逐步成环。开挖完毕后, 四周形成永久支护, 中间是临时支撑的格构式支撑结构。为了避免由于多面开挖而形成变形叠加, 各掌子面之间须错开一定的距离。各个导洞首先自成环封闭, 然后经过中洞将两侧导洞的初支进行连接, 逐步使整个断面封闭成环。3、 应用实例北京地铁四号线工程马家楼-石榴庄路区间隧道为单孔大跨隧道, 工程起止里程为K0+722.000K0+915.806, 长度为193.806m。区间线路断面变化多, 共有5种不同断面, 分别为断面、 断面、 断面、 断面、 断面, 断面尺寸分别为: 13.3m( 跨度) 10.17m( 高度) 、 11.84m( 跨度) 9.247m( 高度) 、 11.6m( 跨度) 9.178m( 高度) 、 11.906m( 跨度) 9.266m( 高度) 、 12.406m( 跨度) 9.411m( 高度) , 其最大开挖断面达到了110m2, 拱部均为砂卵石层。初支施工采用双侧壁导坑法施工, 全断面分成6个掌子面开挖。施工期间平均进尺1.5米/天。工法之三: 暗挖隧道CRD施工工法1、 工法特点1.1 ”CRD”工法理论源于新奥法, 但强调预支护, 及时支护, 控制地面沉降, 保证施工、 地上建筑物、 地下构筑物和各种管线等的安全。1.2 隧道暗挖的”管超前, 严注浆, 短开挖, 强支护, 快封闭, 勤量测” 十八字方针, 是”CRD”工法的精髓。1.3 该工法施工组织计划和施工工序应严格遵守”先排管, 后注浆, 再开挖, 注浆一段, 开挖一段, 支护一段, 封闭一段”的原则。1.4 采用”CRD”工法施工安全度高、 2、 工艺原理 ”CRD”法是以新奥法的基本原理为指导, 采用监控量测信息来反馈设计和指导施工的新理念, 并采用先柔后刚复合式衬砌新型支护结构体系, 初期支护和二次衬砌共同承担上部荷载。在采用该法施工时, 同时采用多种辅助工法进行超前支护, 来改进和加固围岩, 调动部分围岩的自承能力; 及时支护、 封闭成环, 使其与围岩共同作用形成联合支护体系; 在施工过程中应用监控量测等手段, 及时反馈信息, 不断优化设计, 实现不塌方、 少沉降、 安全生产与施工。3、 应用实例北京地铁四号线第一标段的设计起点马家楼站区间风道采用”CRD六步法”施工。该风道长度为47.79m, 断面形式为城门洞型, 共分为三种断面形式( FA、 FB、 FC) , FA断面结构开挖尺寸为7.411.48m, 长度为27.05m; FB断面结构开挖尺寸为7.412.46m, 长度为15.99m; 渐变断为FA向FB断面过渡段, 长度为5.1m ; FC断面结构开挖尺寸为7.415.04m, 长度为5.4m。风道上部位于圆砾卵石层, 边墙处于中粗砂层、 粉土层, 底部处在圆砾卵石层。衬砌结构采用复合式衬砌。工法之四: 隧道衬砌模板台车施工工法1、 特点1.1 台车架优化设计, 既保证足够的强度和刚度, 又结构简单, 重量减轻, 且外形美观。1.2液压系统采用了液压锁、 平衡阀等措施, 对液压缸进行液压锁定, 同时配套采用了丝杠机械锁定, 这样的”双锁定”保证了模板在衬砌状态不变形、 不移位, 强化了模板的支承刚性, 减轻了模板结构重量。1.3 电气系统有全防爆式和不防爆式两种, 可用于瓦斯隧道和普通隧道的衬砌施工, 这在衬砌台车设备中具有创新性。1.4钢模衬砌台车的研制成功, 是对传统隧道衬砌施工方法的重大突破, 一次衬砌长度最长可达12m, 混凝土注入采用机械化, 衬砌效率是传统施工方法的数十倍, 可节省大量的人力物力, 改进了工人的工作条件。台车可广泛适用于长、 短隧道的衬砌施工, 同时衬砌、 开挖时车辆通行互不干扰, 可同时作业, 具有良好的经济效益和社会效益。2、 工艺原理台车是靠自身具有的支撑体系、 模板体系, 同时又具有走行系统形成既能快速移动又能快速支撑和拆除的一整套模板系统, 根据使用要求可分为明挖台车和暗挖台车。台车由行走机构、 台车架、 钢模板、 模板垂直升降和侧向伸缩机构、 液压系统、 电气控制系统部分组成。如图所示。侧模板 顶模板 上纵梁 垂直升降机构( 顶部液压缸和垂直支承丝杠) 侧部液压缸、 侧向支承丝杠 侧向支承丝杠 侧向支承丝杠 门架立柱 门架横梁 行走机构 下部支承丝杠 图 钢模衬砌台车的结构 行走机构行走机构由主动、 被动两部分组成, 共套装置, 分别安装于台车架两端的门架立柱下端, 整机行走由套主动行走机构完成, 即行走电动机带动减速器, 经过链条传动, 使主动轮驱动整机行走, 被动轮随动。行走传动机构带有液压推杆制动器, 以保证整机在坡道上仍能安全驻车。 台车架台车架由端门架、 中间门架、 上下纵梁、 斜拉杆、 支承杆等组成, 各部分经过螺栓联为一体, 两端门架支承于行走轮架上, 中门架下端装有支承螺杆, 衬砌施工时, 混凝土载荷经过模板传递到个门架上, 并分别经过行走轮和支承丝杠传至轨道地面。在行走状态下, 螺杆应缩回, 门架上部前段装有操作平台, 放置液压及电气装置。 模板模板是直接衬砌混凝土的工作部件, 是由螺栓联为一体的数块顶模和侧模组成, 顶模与侧模采用铰接, 侧模可相对顶模绕销轴转动, 支模时, 顶部液压缸将顶模伸到位, 再操纵侧向液压缸, 将侧模伸到位, 调整顶部、 侧部支承丝杠、 完成支模; 收模时, 按上述相反顺序实施。不需拆模板, 采用衬砌台车提高了衬砌质量和施工效率, 降低了劳动强度, 暗挖台车每块模板上有工作窗口, 做为灌注混凝土时的观察窗口, 同时在顶部预留有注灰口。 液压系统由电动机、 液压泵、 手动换向阀、 垂直及侧向液压缸、 液压锁、 油箱及管路组成, 其功能是快捷、 方便地完成支收模、 即顶模升降和支承侧模。手动换向阀分别控制模板垂直升降和两侧模的侧向伸缩, 当液压缸将模板支承到位后, 再调整支承丝杠到位, 灌注混凝土对模板产生的垂直和侧向载荷主要由液压缸和丝杠承载。3、 应用实例 北京地铁四号线第一标段北京地铁四号线第一标段工程包括三个单位工程, 即设计起点-马家楼区间工程、 马家楼站工程和马家楼站至石榴庄区间工程。其中设计起点-马家楼站区间包含两部分, 即出入段线和正线起点至马家楼站。出入段线起自马家楼站南端, 与马西路并行至南四环北侧, 右转沿南四环辅路西行穿过佑外大街, 最后北转进入马家堡车辆段。明、 暗挖隧道工程分别采用明、 暗挖钢模衬砌台车施工, 经过这种施工方法的应用减少了施工投入的人力、 物力, 降低了职工的劳动强度, 提高了隧道施工的机械化程度。 北京地铁四号线第四标段北京地铁四号线第四合同段工程南起角门北站, 沿马西路下穿马草河后向东偏移, 经南三环、 万芳亭公园、 凉水河、 京山铁路后到达北京南站, 然后经南二环路、 南护城河, 沿菜市口南大街北行至陶然亭站, 全线总长为7552m。该工程包含两座车站和三个区间, 即北京地铁四号线北京南站工程、 北京地铁十四号线北京南站工程、 北京地铁四号线角门北站-北京南站区间、 北京地铁四号线北京南站-陶然亭站区间、 北京地铁十四号线北京南站预留工程区间。其中北京地铁四号线角门北站-北京南站区间和北京南站-陶然亭站区间暗挖工程总长1217m, 均采用模板台车进行隧道二衬施工。工法之五: 108大管棚定向施工工法1、 工法特点1.1大管棚超前支护施工所用机械设备相对较小, 且均为履带或步履式, 移动灵活, 工艺简单, 操作方便; 1.2所用的机械动力有柴油动力和电力两种形式, 在施工过程中废水、 废液产生很少, 产生污染较小, 符合施工环保要求; 1.3 施工速度快, 对整个工程工期影响较小; 1.4 超前支护效果明显, 经济和社会效益显著。2、 工艺原理大管棚超前支护施工工法是利用管棚钻机作为动力, 直接用管棚钢管作为钻杆, 按照一定的入射角度, 边钻进边用特制套筒接长钻杆, 同时辅以循环液冷却钻头、 保护孔壁和携带泥土等, 直至达到设计深度为止; 然后利用注浆设备, 把配置好的注浆材料经过管棚钢管及其前面的注浆花管, 注入到软弱地层里, 使注浆材料在软弱地层里向四周迅速扩散和固结, 并使管棚钢管和土体固结在一起, 起到棚护和加固地层的作用, 使围岩变形和应力得到有效控制。管棚的作用机理是将工作面前方开挖应力释放能量传递到稳定土体中, 以达到控制开挖沉降的目的, 并能提高执护和围岩的承载能力。这种超前支护体系刚度大, 可穿透工作面滑动土层破裂面, 将管棚承受的部分地层荷载有效地传递到以封闭的初期支护或衬砌结构上。3、 应用实例北京地铁四号线设计起点-马家楼站区间包含两部分, 即出入段线和正线, 其中出入段线起自马家楼站南端, 与马西路并行至南四环北侧, 右转沿南四环辅路西行穿过佑外大街, 最后北转进入马家堡车辆段。马家堡西路是一条新建成的马路, 路面结构下敷设各类管线, 因此结构纵断设计在该处尽量压低线位, 采用矿山法施工, 既不用破坏新建成的马路, 又能避开所有管线, 但有一条DN1100污水管管底标高33.20左右, 从结构上方横穿而过, 距离结构顶( 出入段线单线马蹄结构) 最近距达到0.8m, 并沿结构左线并行一段30m左右, 当结构左线右拐后逐渐离开。DN1100污水管横穿隧道结构, 污水管线由水泥管节组成, 拱顶距地下管线近, 管节间接缝处受沉降影响极易出现破裂断开, 为保护管线, 在双联拱K0+160K0+180段、 出入段线左线CRK0+588552段、 出入段线右线CRK0+554534段施工108大管棚后, 再向前施工。出入段线右线大管棚施工长度为20米, 从南向北施工, 一次施工完成; 左线施工长度为36米, 从南北两侧对打, 分两次完成, 单侧施工长度为20米, 搭接长度为4米; 正线双联拱大管棚施工长度为20米, 从南向北施工, 一次完成。管棚一次钻进长度为20米, 依照设计端面布设施工管棚, 管棚分布宽度为拱顶120范围内, 要求钢管中心间距为0.3米。本工程大管棚施工开工时间为 4月30日, 竣工时间 5月19日。大管棚施工完成后, 隧道暗挖作业中没发生管线渗漏、 错位等情况, 起到了保护管线的良好作用, 暗挖大管棚的施工是成功的。工法之六: 超前小导管注浆施工工法1、 特点1.1 小导管注浆施工工艺简单, 易于操作, 施工安全, 土层加固见效快, 浆液损失少, 成本低, 是隧道施工中最常见的加固土层的方法之一; 1.2 小导管注浆仅作为地下工程施工防坍塌和沉陷的辅助手段。对于正常断面开挖仍应坚持”管超前、 严注浆、 短开挖, 强支护, 快封闭, 勤量测”的十八字方针。大断面仍应选择合适的分部开挖法, 也同样遵循上述十八字方针。1.3 小导管超前注浆施工的难点是注浆材料的配置, 小导管超前注浆设计应根据地质条件、 隧道断面大小及支护结构型式选用不同的设计参数。2、 工艺原理在软弱土层中沿着开挖轮廓线和加固轮廓线, 按照一定的入射角度, 打设一定数量的小导管, 用注浆设备把配置好的注浆材料, 经过小导管注入到软弱地层里, 使注浆材料在软弱地层里向四周迅速扩散和固结, 并使小导管和土体固结在一起, 起到棚护和加固地层的作用。3、 应用实例北京地铁四号线第一标段工程包括一座车站和两个区间工程, 即马家楼车站工程、 设计起点马家楼区间工程和马家楼站石榴庄路站区间工程。其中设计起点马家楼区间工程和马家楼站石榴庄路站区间工程中, 隧道穿越粉细砂层、 中粗砂层、 卵石圆砾层等多种复杂地层, 为了保证开挖期间土体的稳定, 采用在隧道拱部打设小导管超前注浆加固等辅助技术措施。本工程开工时间为 9月20日, 竣工时间 10月31日。 截至到 11月25日, 设计起点马家楼区间工程中的超前小导管注浆施工已经全部结束, 当前马家楼站石榴庄路站区间工程的超前小导管注浆施工正在实施。从以上两个工程应用情况来看, 超前小导管注浆加固效果相当显著。第二部分 地铁盾构施工工法工法之一: 土压平衡盾构施工工法1、 特点1.1 盾构施工为多工序程序化作业, 其自动化程度高, 施工速度快、 质量好、 安全性高。1.2 盾构掘进不需降水辅助施工, 且管片属工厂预制, 有利于环境保护和减少施工对城市正常生活秩序的干扰。1.3 经过建立并保持密封仓内土压与开挖面水土压力的动态平衡, 减少了施工对土层的扰动, 工作面稳定, 能有效地控制地表隆陷。1.4 与泥水盾构工法相比, 其所需场地面积小, 施工成本低。2、 工艺原理土压平衡式盾构机的工作原理是随着盾构机的推进, 刀盘切削下来的土体进入密封仓, 利用该部分土体使仓内维持适当压力, 使之与开挖面水土压力相平衡。同时, 经过螺旋输送机及其排土阀门等排土机构的控制, 实现排土量与盾构推进量的匹配, 形成盾构推进的同时保持开挖面稳定的动态平衡。3、 应用实例北京地铁四号线角门北路站北京南站区间工程, 作为北京地铁四号线工程一部分。整个工程自南四环马家楼, 向北沿终至龙背村, 线路全长28.14km, 共设24座车站。其中角门北路站北京南站区间盾构法施工隧道长: 2392.922m( 见图3所示) , 其中左线长: 1161.488m, 右线长: 1231.434m。区间管片外径6000mm, 内径5400mm, 宽1200mm, 每环6块。隧道埋深约1017m, 线路最小水平曲线半径350m, 最大水平曲线半径600m, 线间距1221.49m; 最小竖曲线半径3000 m, 最大竖曲线半径5000m; 区间线路纵坡成”V”字形, 角门北路站位于纵坡最大坡度2上坡段, 出站后区间线路以15的坡率下坡, 至最低点后左右线分别以6.863和6.906的坡率上坡, 北京南站位于纵坡2上坡段。工法之二: 小半径曲线段盾构始发施工工法1、 特点1.1 纠偏能力强, 轴线控制好。1.2 能利用CAD软件进行纠偏曲线拟合, 清晰直观, 预控性强。1.3 能最大限度利用了始发空间和盾构机本身的纠偏能力。1.4 始发阶段超挖范围少, 节省成本, 有利于地表沉降控制。2、 工艺原理盾构机在始发机座上不能开铰接和采用分区油压差来进行曲线纠偏, 只能直线推进, 因而小半径曲线段盾构机始发主要是经过对盾构机始发轴线向曲线内侧的旋转和偏移, 在始发段盾构机长度范围内直线推进, 过该直线段后用比设计转弯半径小的实际推进曲线来拟合设计曲线, 充分利用盾构机自身的纠偏设计如超挖刀、 铰接、 分区油压差等, 再加上合理的管片选型来保证实际推进曲线与设计曲线偏差在规范允许的范围内。3、 应用实例北京地铁四号线工程角门北路站-北京南站盾构区间右线于 9月10日开工。设计里程: 右K2+446.318-右K3+778.224, 全长1382.858 m, 其中盾构法区间长度为1231.434m, 在K3+635.000处设盾构始发竖井。盾构法区间隧道设计断面形式为圆形, 外径为6.0米, 内径5.4米。本区间隧道轨顶设计标高为17.75m -25.00m, 隧道结构顶标高为22.75m-30.0m, 隧道结构底标高为16.75m-24.00m, 隧道埋深约为16.0-23.5m, 覆土厚度约为10.0m-17.5m, 盾构机在设计线路为半径350m的圆曲线上始发。如下图所示。工法之三: 地面工作井盾构刀盘修复及换刀工法1、 特点1.1 施工中基本不使用土体加固等辅助施工措施, 节省进舱技术措施费, 并对环境无污染。1.2 有利于施工过程中通风换气, 便于刀盘修复及刀具更换的焊接作业。1.3 刀盘修复和刀具更换时, 作业人员处于工作井内, 安全可靠性好。1.4 工作井占地面积小, 对周边环境影响小。1.5 换刀作业期间, 只需少量排出盾构土仓内的渣土, 有利于保持盾构前方掌子面的稳定。1.6 工作井采用简易可靠的圆形结构, 施工速度快, 成本低。2、 工艺原理地面工作井法刀盘修复及刀具更换的工作原理, 就是从地面在盾构刀盘正上方施工工作井, 工作井一般为净空1.5米的圆形结构; 作业人员经过工作井到达盾构刀盘, 对刀盘及刀具的磨损情况进行检查, 制定针对性强的修复方案, 在工作井内对刀盘进行修复和对刀具进行更换。由于工作井远小于盾构的刀盘, 采取小角度转动刀盘的方法, 实现对全部刀盘和刀具的检查、 修复和更换。刀盘和刀具修复和更换完成后, 回填工作井, 恢复盾构掘进作业。3、 应用实例本次盾构刀具修复及更换施工位于北京地铁四号线角门北路站北京南站区间万芳亭公园内, 左线工作井位置位于区间历程K2+946.77, 隧道埋深16.941m; 右线工作井位置位于区间历程K3+045.152, 隧道埋深16.572m。根据现场勘探、 原位测试及室内土工试验成果, 换刀位置地层为全断面砂卵石地层, 隧道下方处于层间潜水层, 在成孔深度内无地下水影响, 为此不考虑地下水对工作井施工影响。工作井开挖直径为1500mm, 深度18m, 工作井护壁厚度采用150mm, 工作井护壁用C25混凝土浇注。工法之四: 盾构始发与到达掘进端头高压旋喷桩加固土体施工工法1、 特点1.1 盾构始发与到达掘进端头土体高压旋喷桩加固与一般地基加固、 建筑物纠偏等高压旋喷注浆施工不同, 盾构端头土体高压旋喷桩加固主要是对端头一定范围内的土体进行改良, 使土体的抗剪、 抗压强度适当提高, 透水性减弱, 能保持短时间的自稳。1.2经高压旋喷桩加固后的土体单轴无侧限抗压强度以0.31.0MPa为宜, 太高则盾构机刀盘切土困难, 易引起机器故障。1.3 高压旋喷桩施工设备简单、 轻便, 结构紧凑、 机动性强、 占地少, 适合地铁工程施工场地狭小的特点。1.4 盾构始发与到达掘进端头高压旋喷桩所形成的土体与其它加固方法如注浆法、 冻结法等工法所形成的加固土体相比, 质量均匀、 加固体形状可控, 有利于始发与到达时盾构机各项参数的稳定控制; 2、 工艺原理盾构机始发与到达端头土体高压旋喷桩加固是在地表利用工程钻机钻孔至要求深度后, 用高压旋喷台车把安有水平喷嘴的注浆管下到设计标高, 利用高压设备使喷嘴以一定的压力( 一般大于20MPa) 把浆液喷射出去, 高压射流冲击切割土体, 使一定范围内的土体结构破坏, 浆液与土体搅拌混合固化, 随着注浆管的旋转和提升而形成圆柱形桩体, 凝固后便在土体中形成圆柱形状、 有一定强度、 相邻桩体相互咬合成一体的固结体, 该固结体有一定的抗剪与抗压强度, 能保持一定的自稳性。3、 应用实例北京地铁四号线工程角门北路站北京南站区间、 北京南站陶然亭站区间位于北京市丰台区与宣武区交界处从万芳亭公园至陶然亭公园段, 于 1月1日开工。两区间段采用盾构法及暗挖法施工, 其中盾构区间总长4319m, 暗挖区间总长1217m。角门北路站北京南站盾构区间段采用盾构井始发, 车站接收; 北京南站陶然亭站盾构区间段采用盾构井始发, 盾构接收井接收。两区间段共施工始发及接收竖井6个, 端头土体高压旋喷桩加固6个小分段。第三部分 地铁明挖工程施工工法工法之一: 地下结构外墙单侧支模施工工法1、 特点1.1 施工简单快捷, 利于工厂化组装运输, 降低施工现场工人劳动强度, 周转灵活, 部件标准化程度高, 提高支模速度。1.2该单侧模板受力体系主要为模板后侧的三角架, 这种体系的受力效果完全能够等同于满堂红支架, 而且具有占地少, 节省大量架料以及周转灵活等优势。1.3 可利用工地剩余短钢筋头作为埋件, 埋件用量少, 受力合理, 整体刚度大, 系统稳定性能好, 安全性高。设置的临边、 防坠落安全防护体系严密、 合理, 使施工更加安全可靠。1.4 配合采用大模板体系, 在混凝土墙面成型后缝隙有序、 外观光滑、 平整, 表观效果好。1.5根据支架不同组合方式, 适用不同高度墙体, 在具有一定操作空间的前提下, 一次最大浇筑高度7.5m。1.6 当墙体模板采用单侧支架后, 模板无需再拉穿墙螺栓, 墙体刚性防水性能大大增强。2、 工艺原理单侧墙体模板体系包括大模板及三角支架受力支撑系统, 大模板受力均匀传递到三角支架上, 三角支架经过地锚将力传递到基础( 楼板) 。三角支架与地锚连接经过一个45O高强度螺栓进行, 一端与地脚螺栓用刚性套筒连接或焊接连接, 另一端依靠高强螺母及压梁槽钢斜拉住单侧模板支架, 45O斜拉螺栓受斜拉锚力F后分为一个垂直方向力YA和一个水平方向力XA, 其中垂直方向力YA抵抗支架上浮力, 水平力XA则保证支架不会产生侧移。3、 工程实例北京地铁四号线马家楼车站主体结构为明挖车站, 结构形式主要为双层四跨矩形框架结构, 车站主体结构宽度33.7m, 长度为381.2m, 建筑面积约30000m2 。地下2层净高为6.2m和6.1m; 地下1层净高为5.1m, 局部为6.1m; 东西侧墙厚度为700mm、 800mm, 南北侧墙厚度为800mm。根据设计要求和现场具体情况共设置了26个流水段, 最小流水段长度11.8米, 最大流水段长度21米, 4道水平纵向施工缝, 分别留置在底板以上600mm、 中板和顶板下腋角处及中板板面位置。模板采用铝梁维萨板模板结构, 面板使用18mm维萨板,竖肋为S150的铝梁,中心间距为300mm; 水平横背楞为210槽钢, 中心间距为600mm1200mm左右; 侧墙模板配板宽2440mm, 高度为5570mm, 共配制墙体大模板14块, 合计面积190.27m2, 每块大模板配置4组单侧支架, 共56组, 车站工程墙体面积约8500m2, 平均周转45次。该工法自 5月11日开始应用, 12月9日已经全部结束。工法之二: 自钻式锚杆施工工法1、 特点1.1 自钻式锚杆采用无缝钢管制作, 表面加工成螺纹状, 实现了锚杆成孔、 注浆、 锚固等功能的统一。中空锚杆体既是钻杆, 又是注浆管, 同时也是土压力的承载体。能够根据工程需要截成任意长度和进行任意连接, 施工速度快, 使用方便。1.2 自钻式锚杆所配套的特殊性能的各类专用钻头, 可适用于各类地层。1.3 采用机械切削工艺加工的高强度联结套, 使自钻式锚杆具有边钻进边加长的特性, 使其可在狭小的施工空间内施工较长的锚杆。1.4 由于采用锚杆杆体做为钻杆, 成孔时不需套管护壁、 预注浆等措施。2、 工艺原理自钻式锚杆是利用表面带螺纹状的空心锚杆杆体做为锚杆成孔时的钻杆, 在杆体端部联接一次性钻头, 利用钻机将杆体打入地层, 再经过杆体的中孔向地层注浆, 使锚杆杆体外裹水泥砂浆或水泥净浆体, 沿通长与周围土体接触, 并形成一个结合体, 以群体起作用。在土体发生变形的条件下经过与土体接触面上的粘结摩擦力, 使锚杆被动受力, 并主要经过受拉给土体以约束, 加固或使其稳定。锚杆的设置方向与土体可能发生的主拉应变方向大致一致, 接近水平并向下呈不大的倾角。3、 应用实例北京地铁四号线工程北京南站位于北京市丰台区东庄公园。地铁南站与国铁北京南站合建, 地铁车站位于地下二层与地下三层, 地下二层地铁四号线南站长150.3m, 宽125m, 高度约10m; 地下三层地铁十四号线南站长150.3m, 宽30.9m, 高度约8m。车站总建筑面积32202m2。在施工中, 本工程大面积成功地应用了自钻式锚杆进行超大超深砂卵石地层的支护施工。该工法于 11月30日开始应用, 9月30日结束。第四部分 地铁防水工程施工工法工法之一: EVA防水板施工工法1、 特点1.1 EVA防水板施工特点1.1.1施工工艺简单, 可操作性好, 可修补性强; 施工过程中无明火、 无烟、 无有毒气体产生, 对施工环境要求低, 特别适用于隧道、 管道等狭小空间及通风条件差和有渗透水的环境施工。1.1.2 EVA防水板系统包含保护层、 防水板和注浆系统三部分, 施工中需要的塑料垫片、 注浆吸盘、 注浆管、 止水带等辅材均由厂家配套供应, 无需单独购买。1.1.3 防水板连接采用专用双缝热合焊机焊接, 焊缝连接效果好、 强度高。防水板采用无钉铺设、 双焊缝采用充气检查、 焊接质量可肉眼鉴别, 防水效果好。1.1.4材料耐久性好, 防水等级、 耐久年限可根据板材厚度调节。适用施工过程对施工环境温度要求低, 对基层平整度要求低, 对基层含水率无特殊要求, 无明水即可施工, 特别适用于有渗透水的环境施工。1.1.5防水系统采用多道防水措施, 对施工缝等薄弱部位有专门的注浆加强措施, 能有效保证施工缝的防水效果。2、 工艺原理3.1 EVA防水板施工工艺原理3.1.1经过在基层上预铺无纺布保护层, 防止防水板与基层的直接接触, 保护防水板在二衬混凝土压力作用下不被破坏。3.1.2经过在基层上预设塑料固定垫圈, 利用热风粘合技术, 使防水板与塑料垫圈粘合, 达到无钉铺设的效果, 保证防水板的完整性。3.1.3经过热风焊接的方法将防水板融化粘合, 连接成一个密闭整体系统, 使结构物与外界的环境分开, 达到防水的效果。3.1.4利用充气检漏的原理, 保证焊缝的质量, 确保滴水不漏。3.1.5利用注浆防水的原理, 经过预留注浆管对施工缝等薄弱部位及漏水部位进行加固, 确保防水效果。3、 应用实例北京地铁四号线第一标段工程包括一座车站和两个区间工程, 即马家楼车站工程、 设计起点-马家楼区间工程和马家楼站-石榴庄路站区间工程。设计起点-马家楼区间工程包括出入段线和正线两部分; 出入段线包含左、 右线两条单洞马蹄形标准断面隧道, 其中左线设计里程段为CRK0+383.528CRK0+886.3, 右线设计里程段为CRK0+382.528CRK0+855.000, 两条隧道全长974.244米; 正线为双联拱暗挖隧道, 设计里程为K0+0K0+338.8, 隧道全长338.8m。马家楼-石榴庄路区间工程为单孔大跨隧道, 设计里程为K0+722.000K0+915.806, 长度为193.806m。上述两个隧道工程采用复合式衬砌结构, 防水层结构为400g/m2无纺布缓冲层+1.5mmEVA防水板, 采用无钉铺设技术。其暗挖隧道的防水全部采用本工法施工, 所有焊缝均100%充气检查, 未发现有渗漏现象, 达到了设计、 规范和相关验收标准的要求。工法之二: 地铁明挖结构SBS外防内贴施工工法1、 特点1.1 聚酯胎体SBS改性沥青防水卷材施工工艺简单、 对环境适应性强、 相对于聚氨酯防水涂料施工来说对基层要求底, 施工效率高。1.2 全粘贴热融法, 操作安全方便、 对环境污染小; 无论是施工或使用过程中局部损坏后易于及时发现修补。1.3 聚酯胎体SBS改性沥青防水卷材在水的作用和被水浸润的情况后其性能基本不变, 在水的压力下具有不透水性。在高温下不流淌、 不起泡、 不滑动; 低温下不脆裂, 有良好的机械强度、 延伸度和抗断裂性, 具有在阳光、 热、 氧气及其它化学侵蚀介质、 微生物侵蚀介质等因素的长期综合作用下抵抗老化, 抵抗侵蚀的能力。2、 工艺原理采用热融法施工工艺, 使用火焰加热器加热卷材, 卷材表面热融后立即滚铺卷材, 排除卷材下面的空气, 并碾压使防水卷材与基层粘结牢固。滚铺卷材时接缝部位必须溢出沥青热融胶, 并应随即刮封使接缝粘结严密。同时作好防水层末端收头处理及成品保护, 形成防水性能可靠, 耐久性能优异的防水层。3、 应用实例由中国建筑一局( 集团) 有限公司承建的北京地铁四号线第一标段工程于 9月20日开工, 车站总长383.2m, 宽33.7m, 结构底板距地面平均深度为17m, ; 结构顶板埋覆土厚度为3.5m; 侧墙防水面积为11700m2, 底板防水面积约为14000 m2。结构主体采用明挖法施工, 钻孔灌注桩围护。车站主体、 出入口通道及机电设备集中的风道防水等级为一级, 不允许渗水, 结构表面无湿渍。马家楼站车站顶板采用2.5mm厚单组份聚氨酯涂膜防水, 底板和侧墙附加防水层采用两层各4mm厚的聚酯胎体SBS改性沥青防水卷材( 面层为SBS II PY S、 底层为SBS II PY PE) , 即上层与混凝土结构接触面为单面带砂, 下层与基础面接触的SBS卷材为不带砂。车站主体、 出入口通道及机电设备集中的风道防水等级为一级, 不允许渗水, 结构表面无湿渍。工法之三: 地铁明挖结构单组分聚氨酯涂膜防水施工工法1、 特点1.1 操作易控制, 使用工具简单, 施工方便。1.2 涂膜防水采用冷施工作业, 能够避免火灾和烧伤, 大大改进作业条件, 减少对环境的污染, 没有公害。1.3 聚氨酯防水材料在固化前为无定形的粘稠状液态物质, 它对于任何形状复杂、 管道纵横的部位都容易施工, 特别是阴阳角、 管道根部以及端部收头容易处理。1.4涂膜与混凝土、 石材、 木材、 金属等粘接性能都很强, 形成涂膜后有较大弹性和延伸能力, 抗裂性能好, 对基层伸缩或开裂的适应性强, 机械强度高, 没有接缝, 能形成一个整体的防水层, 因此能够确保防水质量。2、 工艺原理单组分聚氨酯防水涂料具有高延伸率、 耐水性、 耐溶剂性并具有足够拉伸强度及低温抗裂性等特点, 经过单组分聚氨酯防水涂料及其防水系统、 整体密封的防水构造及施工工艺, 从而确保形成具有一定厚度的连续弹性防水涂层。同时, 采用配套材料在变形缝、 管道根、 阴、 阳角及涂膜防水层收头等典型细部节点都用聚氨酯密封膏封闭。最后, 施工过程的基层准备、 附加层处理、 涂料涂布、 防水层保护等都有严格的要求和操作步骤, 保证了涂膜完整密封的防水效果。3、 工程实例北京地铁四号线工程第一标段马家楼站工程位于南四环公益西桥以北马家堡西路路中, 全明挖施工, 桩锚支护体系。车站工程长383.6m, 宽33.7m, 地下二层框架结构, 底板及侧墙采用双层4mm厚SBS防水卷材, 顶板均采用2.5mm厚单组份聚氨酯涂膜防水, 防水面积约1 平方米; 防水设计等级为一级, 不允许渗水, 结构表面无湿渍。聚氨酯涂膜防水施工于 10月开始, 12月防水施工完毕。经雨后检查结构无渗漏水现象, 结构表面无湿渍, 达到并满足地铁工程设计要求。工法之四: 地铁工程细部结构防水工法1、 特点1.1地铁车站结构防水等级为一级, 区间结构防水等级为二级, 对防水要求均较高, 对防水施工质量要求也极为严格。1.2 地铁结构防水以结构自防水为主, 施工缝、