一建【市政】建工讲义:城市轨道交通工程(二)1301
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一级市政知识点轨道工程1K413000城市轨道交通工程主要考点:1.地铁车站结构与施工工艺2.深基坑支护与边坡防护3.浅埋暗挖法施工工艺一、轨道工程车站施工工艺施工工艺特点明挖法1、施工作业面多、速度快、工期短2、敞开式施工容易控制施工质量3、工程造价低盖挖法1、维护结构变形小,有效控制周围土体变形、地表沉降2、受气候影响小,基底土体稳定,隆起小,施工安全3、可尽快恢复路面,对交通影响小4、混凝土结构水平施工缝处理较为困难5、盖挖逆做法,暗挖难度大、费用高,速度较明挖法慢6、由于竖向出口少,需水平运输,后期开挖土方不方便喷锚暗挖法1、对地层适应性广,适用结构埋深浅、地面建筑物密集、地下管线复杂2、有效控制地面沉降3、适宜地面交通繁忙、地下管线密布的地区1、盖挖法:主要分为:盖挖顺作法、盖挖逆作法基本流程:预制棚盖结构(现浇混凝土顶盖)→构筑支撑柱(墙)→棚盖下开挖→施作主体结构→防水结构→回填土恢复管、线、路→恢复道路结构作法特点盖挖顺作法1、顺作法主要依赖坚固的挡土结构:钢筋混凝土灌注桩、地下连续墙2、饱和软土:地下连续墙(刚度大、止水性好)作为挡土结构盖挖逆作法1、先施作车站周边围护桩和结构主体桩柱,棚盖置于围护桩(墙)、主体桩柱,恢复地面交通。
2、从上而下开挖土方、施作边墙、中板、底板衬砌的施工3、不需要设置临时支撑,靠结构顶板、中板自身水平刚度和抗压强度实现对基坑围护墙(桩)的支护作用,营造一个相对安全的作业环境。
4、占地小、对周围影响小、快速恢复交通、不受季节影响5、不可避免产生施工缝,对结构的强度、耐久性、防水性有影响2、对混凝土施工缝处理方法特点直接法传统做法,不易做到完全紧密接触注入法预先设置注入孔,注入水泥浆或环氧树脂,可以保证结构整体性充填法1、下部混凝土浇筑适当高度,清除浮浆后用无收缩或微膨胀混凝土或砂浆充填2、充填高度:用混凝土充填1.0m,用砂浆充填0.3m3、设置成V形施工缝保证施工缝的良好充填,倾角<30°二、明挖法1、地下水控制降水、隔水、回灌降水作用1、截住坡面及基底的渗水。
1K413000 都市轨道交通工程一、单项选择题1、喷锚暗挖法施工旳地铁车站旳开挖断面一般为()㎡。
A、100~150B、150~200C、150~250D、100~2002、()是修建地铁车站旳常用施工措施,具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等长处。
A、明挖法B、盖挖法C、喷锚暗挖法D、新奥法3、基坑开挖采用井点降水,当基坑宽度为4m且降水深度为5.5m时,可采用()井点。
A、单排B、双排C、环形D、井形4、工字钢桩围护构造不适于()。
A、粒径150mm旳砂卵石地层B、砂性土C、粒径100mm旳砂卵石地层D、黏性土5、预备压,用来赔偿施工中旳压力损失,设定泥水式盾构泥水压控制值时,预备压一般取()。
A、5~10kN/m2B、10~20kN/m2C、10~50kN/m2D、20~50kN/m26、土压式盾构开挖控制说法对旳旳是()。
A、以土压和排土量控制为主,以塑流性改良、盾构参数控制为辅B、以排土量和盾构参数控制为主,以土压、塑流性改良控制为辅C、以土压和塑流性改良控制为主,以排土量、盾构参数控制为辅D、以土压控制为主,以排土量、盾构参数和塑流性改良控制为辅7、管棚由钢管和()构成,钢管沿着开挖轮廓线,以较小旳外插角,向开挖面前方敷设。
A、小导管B、钢筋网C、锚杆D、钢拱架8、喷射混凝土施工前,应做混凝土凝结时间试验,混凝土初凝时间不应不小于()。
A、3minB、5minC、10minD、15min9、钢筋混凝土管片旳耐压性和耐久性都比很好;目前已可生产抗压强度达60MPa,渗透系数不不小于()cm/s旳管片。
A、10-12B、10-11C、10-13D、10-1510、当隧道曲线半径过小时,()施工较为困难。
A、喷锚暗挖法B、盾构法C、新奥法D、浅埋暗挖法11、按桥梁经济跨径旳规定,当桥跨构造旳造价()下部构造(墩台、基础)造价时最为经济。
A、不小于等于B、不小于C、等于D、不不小于12、基坑井点降水施工时,井点管距坑壁不应不不小于()。
三、城市轨道交通工程lK413010 城市轨道交通工程结构与特点lK413011 地铁车站结构与施工方法一、地铁车站形式与结构组成(一)地铁车站形式分类(二)构造组成地铁车站通常由车站主体(站台、站厅、设备用房、生活用房) ,出入口及通道,附属建筑物(通风道、风亭、冷却塔等)三大部分组成。
(三)出入口设置(4)安全出口应分散设置,当同方向设置时,两个安全出口通道口部之间净距不应小于10m。
二、施工方法(工艺)与选择条件(一)明挖法施工(1)明挖法按开挖方式分为放坡明挖和不放坡明挖两种。
放坡明挖法主要适用于埋深较浅、地下水位较低的城郊地段,边坡通常进行坡面防护、锚喷支护或土钉墙支护。
(2)明挖法是修建地铁车站的常用施工方法,具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点,缺点是对周围环境影响较大。
因此,在地面交通和环境条件允许的地方,应尽可能采用。
(3)围护结构及其支撑体系关系到明挖法实施的成败。
根据支撑方向的不同,可将支撑分为对撑、角撑和斜撑等,在特殊情况下,也有设置成环形梁的。
(5)明挖法施工时,土方应分层、分段、分块开挖,开挖后要及时施加支撑。
常用的钢管支撑一端为活络头,采用千斤顶在该侧施加预应力。
支撑施加预应力时应考虑操作时的应力损失,故施加的预应力值应比设计轴力增加10%并对预应力值做好记录。
在支撑预应力加设前后的各12h 内应加密监测频率,发现预应力损失或围护结构变形速率无明显收敛时应复加预应力至设计值。
(2)盖挖法具有诸多优点:1)围护结构变形小,能够有效控制周围土体的变形和地表沉降,有利于保护邻近建筑物和构筑物。
2)施工受外界气候影响小,基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全。
3)盖挖逆作法用于城市街区施工时,可尽快恢复路面,对道路交通影响较小。
盖挖法也存在一些缺点:1)盖挖法施工时,混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难。
2)由于竖向出口少,需水平运输,后期开挖土方不方便。
一级建造师城镇道路工程市政精讲讲义汇总二、城镇道路分级城镇道路分为即快速路、主干路、次干路和支路四个等级。
快速路:完全为交通功能服务。
主干路:以交通功能为主。
次干路:为区域交通集散服务,兼有服务功能。
支路:解决局部地区交通,以服务功能为主。
三、城市道路路面分类(一)按结构强度分类,分为高级路面和次高级路面。
高级路面包括水泥砼、沥青砼、沥青碎石、天然石材等材料。
次高级路面包括沥青贯入式、沥青表处。
(二)按力学特性分类。
分为柔性路面和刚性路面。
其特点对此如下:1K411012 沥青路面结构组成特点一、结构组成(一)基本原则(5)基层的结构类型可分为柔性基层、半刚性基层。
(二)路基与填料1.路基分类断面形式有:路堤、路堑和半挖半填三种形式。
2.路基填料高液限黏土、高液限粉土及含有机质细料土,不适用做路基填料。
(三)基层与材料1.基层是路面结构中的承重层。
基层分为基层和底基层。
2.应根据道路交通等级和路基抗冲刷能力来选择基层材料。
湿润和多雨地区,宜采用排水基层。
3.常用的基层材料(1)无机结合料稳定粒料。
(2)嵌锁型和级配型。
级配砂砾、级配砾石均属于柔性基层。
(四)面层与材料1.沥青路面面层可划分为磨耗层、面层上层和面层下层,或称之为上、中、下面层。
2.沥青路面面层类型①热拌沥青混合料面层。
适用于各种等级道路路面。
②冷拌沥青混合料面层。
适用于支路路面及各级沥青路面的基层。
③温拌沥青混合料面层。
添加沸石产生发泡润滑作用。
④沥青贯入式面层。
适用于城市次干路路面层使用。
⑤沥青表面处治面层。
作用:防水、磨耗、防滑或改善碎(砾)石路面作用。
二、结构层与性能要求(一)路基(2)性能主要指标1)整体稳定性。
2)变形量控制。
(二)基层1.基层是路面结构中的承重层。
面层下的基层应有足够的水稳定性。
2.性能主要指标1)基层应满足强度、扩散荷载的能力以及水稳性和抗冻性要求。
2)不透水性好。
(三)面层(2)面层。
承受行车荷载引起的竖向力、水平力和冲击力的作用,同时又受降水的侵蚀作用和温度变化影响。
2020年全国一级建造师考试《市政公用工程管理与实务》精讲班主讲老师:董祥1K413000 城市轨道交通工程16分16分1K413010 城市轨道交通工程结构与特点1分2019年2018年11月2018年9月2017年2016年2015年单项选择题001001多项选择题200000案例分析题000000共计201001加权平均每年考查11K413011地铁车站结构与施工方法考查年份考查分值考查内容备注2019一建8分基坑明挖法施工工序+钢管支撑施加预应力前、后预应力损失的处理1K413011 地铁车站结构与施工方法由上向下开挖由下向上进行结构施工回填基坑恢复地面地面建筑物少、拆迁少、地表干扰小放坡明挖不放坡明挖埋深较浅地下水位较低围护结构场地狭窄地下水丰富软弱围岩【提示】放坡支护常用周围环境影响较大地面交通环境【2019Ⅰ案】【例题(2019Ⅰ)】背景资料问题【答案】【解析】开挖后要及时施加支撑活络头千斤顶考虑操作时的应力损失施加的预应力值应比设计轴力增加10%【2019Ⅰ案】监测发现预应力损失复加预应力至设计值【2019Ⅰ案】顶部封闭下部工程在封闭的顶盖下进行施工交通不能中断顺作逆作半逆作棚盖结构主体结构是顺作【2009Ⅱ单】不需设置临时支撑顶板顶板完成恢复路面设置横撑施加预应力【2011Ⅱ单】围护结构变形小地表沉降保护邻近建筑物和构筑物气候影响小坑底土体稳定尽快恢复路面【2012上半年Ⅱ单】水平施工缝处理困难开挖土方不方便速度较明挖法较慢、工期长、费用高【提示】不考虑围岩自承能力围岩的自承能力锚杆喷射混凝土量测、监控初期支护有一定柔度初期支护有一定刚度【提示】既柔又刚【提示】开挖初期支护→防水层施工二次衬砌【提示】开挖初期支护→防水层施工二次衬砌【提示】开挖初期支护→防水层施工二次衬砌【提示】开挖初期支护→防水层施工二次衬砌【提示】开挖初期支护→防水层施工二次衬砌软弱围岩地层浅埋条件钢结构锚喷“十八字”方针管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测【提示】浅埋暗挖法:超前预支护及预加固→新奥法不允许带水作业【2014Ⅰ单】开挖面具有一定的自立性和稳定性【2014Ⅰ单】明挖法施工矩形框架结构拱形结构盖挖法施工矩形框架结构喷锚暗挖(矿山)法施工单拱式车站、双拱式车站或三拱式车站【2019Ⅱ单】【2013I】【答案】A【2019Ⅱ】【答案】A1K420111地铁车站工程施工质量检查与验收(考试用书第2章P367)考查年份考查分值考查内容备注2018.6二建4分基坑开挖的机械开挖、人工清底2013一建4分水池施工缝设置部位市政公用工程各专业通用2016二建3分水平施工缝留置位置+施工要求市政公用工程各专业通用1K420111地铁车站工程施工质量检查与验收自上而下开挖至邻近基底200mm人工配合清底不得超挖或扰动基底土勘察、设计、监理、施工单位验收【2019Ⅱ案、2018Ⅱ案】【提示】基底【2019Ⅱ案】降水坡度支护管线便桥。
城市轨道交通工程413010城市轨道交通工程结构与特点一、掌握地铁车站结构与施工方法1、施工方法:1》、明挖基坑:适用空旷、无建筑、空地满足不影响环境。
具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点。
2》、盖挖法:优点:2个小,变形和隆起小;开挖深度考虑稳定、环保、永久结构形式和浇注作业。
盖挖缺点:缝、难、贵、精度要求高顺做靠挡土结构,根据现场条件、水位、开挖深度和周围建筑邻近情况选择钻孔灌注桩和地下连续墙。
软弱地层用地连墙。
盖挖逆做法:逆作优点:1大1小;空间大、影响小;对交通影响小,作业环境安全,占地少,施工灵活,交通导改灵活,基本不受天气的影响,低噪音扰民少,设备简单。
对钢管柱的加工运输吊装就位要求精度高半逆做横撑施加预应力,3-10mm施工缝,中间立柱与基础链接,钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱,插入1米钢管底部开孔,流动加强连接,H型钢连接。
3》、喷锚暗挖法:适用浅、建筑密集交通繁忙管线密布对地面沉降要求高的地区。
{新奥法:初期支护有一定柔度刚度,利用围岩的自承能力浅埋暗挖法:以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,格栅锚喷为手段。
不适于带水作业,要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。
大范围淤泥软土、粉细沙、降水困难、经济不合算不适用。
单跨不大于10米用台阶,22米双侧壁导坑,20米PRCDBA2\车站结构明挖矩形或拱形,侧式双跨,岛式双跨三跨,站台宽10米宜用双跨,也可单跨,道路狭窄上下限重叠。
结构由围护结构(底板侧墙顶板)和内部构件(楼板梁柱内墙),立柱采用方形矩形圆形或椭圆形截面,间距6-8米。
二、掌握地铁区间隧道结构与施工方法1、明挖法:矩形断面,整体式衬砌:结构整体性好,防水性能有保证,适用于各种地质,但施工工序多,速度慢。
预制装配式衬砌,整体性差,防护\抗震慎用.2、喷锚暗挖法施工:拱形结构,单拱适用区间隧道或联络通道,双拱多跨连拱适用停车线\折返线\喇叭口岔线.隧道衬砌=支护结构干燥无水坚硬围岩只做初期支护,在防水要求不高,围岩有一定自立能力时可采用单层的模注混凝土衬砌。
lK413000 城市轨道交通工程lK413010 城市轨道交通工程结构与特点lK413011 地铁车站结构与施工方法二、施工方法(工艺)与选择条件(三) 喷锚暗挖法2.浅埋暗挖法在城镇软弱围岩地层中,在浅埋条件下修建地下工程,以改造地质条件为前提,以控制地表沉降为重点,以格栅(或其他钢结构)和锚喷作为初期支护于段,遵循“新奥法”大部分原理,按照“十八字”方针(即管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测)进行隧道的设计和施工,称之为浅埋暗挖技术。
采用浅埋暗挖法时要注意其适用条件。
首先,浅埋暗挖法不允许带水作业,如果含水地层达不到疏干,带水作业是非常危险的,开挖面的稳定性时刻受到威胁,甚至发生塌方。
大范围的淤泥质软土、粉细砂地层,降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层,不宜采用此法。
其次,采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。
三、不同方法施工的地铁车站结构(一)明挖法施工车站结构明挖法施工的车站主要采用矩形框架结构或拱形结构。
其中,矩形框架结构是明挖车站中采用最多的一种形式。
lK413012 地铁区间隧道结构与施工方法一、不同方法施工地铁区间隧道的结构形式(三)盾构法施工隧道1.预制装配式衬砌衬砌环内管片之间以及各衬砌环之间的连接方式,目前较为通用的是柔性连接,常用的有:单排螺栓连接、销钉连接及无连接件等。
一、暗挖施工方法比较与选择(一)喷锚暗挖(矿山)法(4)二次衬砌二次衬砌模板可以采用临时木模板或金属定型模板,更多情况则使用模板台车。
(5)监控量测经验证明拱顶下沉是控制稳定较直观的和可靠的判断依据,水平收敛和地表下沉有时也是重要的判断依据。
lK413021 地下水控制三、降水(二)工程降水方法的选用(四)井点降水(2)轻型井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。
当基坑(槽)宽度小于 6m 且降水深度不超过 6m 时,可采用单排井点,布置在地下水上游一侧;当基坑(槽) 宽度大于 6m 或土质不良,渗透系数较大时,宜采用双排井点,布置在基坑(槽)的两侧,当基坑面积较大时,宜采用环形井点。
城市轨道交通工程一、城市轨道交通工程结构与特点(一)地铁车站结构与施工方法1、地铁车站形式分类:按站台形式分岛式站台、侧式站台和岛侧混合式站台;2、施工方法:明挖法、盖挖法、喷锚暗挖法;3、明挖法:首先确定基坑安全等级,然后根据等级选用基坑支护结构;4、盖挖法(1)盖挖法围护结构变形小,可尽快恢复路面,但水平施工缝的处理较为困难;(2)盖挖法分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法;5、喷锚暗挖法(1)分为新奥法和浅埋暗挖法;(2)新奥法:以维护和利用围岩的自承能力为基点,要求初期支护有一定柔度;(3)浅埋暗挖法:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测;不允许带水作业;要求开挖面具有一定的自立性和稳定性(预加固和预处理);6、明挖法主要采用矩形框架结构或拱形结构;盖挖法多采用矩形结构;喷锚暗挖可采用单拱式车站、双拱式车站和三拱式车站;(二)地铁区间隧道结构与施工方法1、施工方法:明挖法、喷锚暗挖法、盾构法;2、明挖法(1)结构通常采用矩形断面,一般为整体浇筑或装配式结构;分整体式衬砌结构和装配式衬砌结构,装配式整体性较差,对于有特殊要求的地段要慎用;3、喷锚暗挖法(1)一般采用拱形结构,断面形式为单拱、双拱和多跨连拱;(2)衬砌的基本结构类型为复合式衬砌,这种结构由初期支护、防水隔离层和二次衬砌组成;(3)在干燥无水的坚硬围岩中,也可采用单层的喷锚支护(不做防水和二次衬砌);在防水要求不高,围岩有一定的自稳能力时,也可采用单层的模筑混凝土衬砌(不做初期支护和防水层),又称整体式衬砌;4、盾构法(1)衬砌有预制装配式衬砌、预制装配式衬砌与模筑钢筋混凝土整体式衬砌相结合的双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三种;(2)预制装配式衬砌管片间连接分刚性连接和柔性连接;常用柔性连接,方法有单排螺栓连接、销钉连接及无连接件等;(3)双层衬砌主要用在输水隧洞工程和含有腐蚀性地下水的地层中;(4)挤压混凝土整体式衬砌一次成型,无须注浆,但需要较多的施工设备;5、喷锚暗挖法分普通喷锚暗挖法、新奥法和浅埋暗挖法(1)新奥法适用于稳定地层;(2)浅埋暗挖法主要针对埋置深度较浅,松散不稳定的土层和软弱破碎岩层施工面而形成的;与新奥法相比更强调地层的预支护和预加固;常用的预加固和预支护有小导管超前预注浆、开挖面超前深孔注浆及管棚超前支护;(3)浅埋暗挖法总原则是预支护、预加固一段,开挖一段;开挖一段,支护一段;支护一段,封闭成环一段;通过监测确认达到基本稳定状态时,进行二次衬砌的混凝土灌注工作;(4)二次衬砌施作时机需通过监控量测来指导;拱顶下沉是控制稳定较直观的和可靠的判断依据;(三)轻轨交通高架桥梁结构1、墩台分倒梯形墩墩、T形桥墩、双柱式桥墩和Y形桥墩;2、上部结构采用最多的是连续梁、连续刚构、系杆拱;(四)轨道结构1、轨道结构应具有足够强度、稳定性、耐久性和适量弹性,应保证列车运行平稳、安全,并应满足减振、降噪;2、标准轨距为1435;轨道尽端应设置车挡,能承受15码撞击荷载;3、一般减振轨道结构可采用无缝线路、弹性分开式扣件和整体道床或碎石道床;特殊的还有加轨道减振器扣件或弹性短枕式整体道床和浮置板整体道床;二、明挖法施工(一)地下工程降排水1、常用的降水方法有:集水明排、轻井降水、喷射井点、管井;2、集水明排:适用于降水深度小于等于2米的,排水明沟布置距建筑0.4米以上,距边坡0.3米以上,底面比土面低0.3~0.4米,集水井比沟底低0.5米以上;与市政管网连接口应设置沉淀池;3、轻型(真空)井点降水(1)降水深度在12米以下;宜用金属管,井管距坑壁不应小于1.0~1.5米;(2)当基坑宽度小于6米且降水深度小于6米时,可采用单排井点;4、真空井点和喷射井点(降水深度20米以下)可选用清水或泥浆钻进、高压水套管冲击工艺(钻孔法、冲孔法或射水法),对不易塌孔的也可用长螺旋钻机成孔,成孔深度宜大于设计深度0.5~1米;宜用中粗砂做滤料,上方用黏土封堵;5、隔(截)水帷幕(1)可选用旋喷法或摆喷注浆帷幕、水泥土搅拌桩帷幕、地下连续墙或咬合式排桩;(2)隔水帷幕深入降水含水层隔水底板中时(落底式帷幕),降水井设置在坑内;(3)隔水帷幕位于承压水含水层顶板中,降水井应布置在坑外(放坑内多了封井问题);(4)隔水帷幕位于承压水含水层中,应把降水井设置在坑内;(二)深基坑支护结构与边坡防护1、基坑围护应用较多的有排桩、地下连续墙、重力式挡墙、土钉墙;2、排桩(1)分型钢桩、预制混凝土板桩、钢板桩、钢管桩、灌注桩和SMW工法桩;(2)型钢桩噪声较大,且必须配合降水;(3)预制混凝土板桩有矩形、T形、工字形和口字形,矩形应用较多;施工困难、挤土严重;(4)钢板桩与钢管桩:钢板桩隔水效果好,最大开挖深度在7~8米,钢管桩更深,但施工更难,锁口止水难以保证,需有防水措施相配合;(5)钻孔灌注桩一般用机械成孔,多用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等;砼强度等级不宜低于C25;(6)SMW工法桩宜采用42.5级以上普通硅酸盐水泥,内插型钢有密插型,插二跳一型和插一跳一型;3、重力式水泥土挡墙:28天无侧限抗压强度不宜小于0.8Mpa;混凝土强度不宜低于C15;4、地连墙(1)挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式;(2)宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头或混凝土预制接头等柔性接头;(3)当地连墙作为主体地下结构外墙时,宜采用刚性接头,一字形或十字形穿孔网板接头,钢筋承插式接头等;5、支撑结构类型(1)内支撑有钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑及钢与混凝土的混合支撑等;外拉锚有拉锚和土锚两种形式;(2)必须坚持先支撑后开挖的原则;6、边坡防护(1)边坡影响因素:未按坡度开挖;坡顶堆载;降水不力;暴露过长;未及时刷坡或反挖;(2)放坡应以控制分级坡高和坡度为主,优先采用坡率法控制边坡的高度和坡度;(3)分级放坡过渡平台对岩石边坡不于0.5米,对土质边坡不小于1米;(4)防护措施:护面;坡顶禁加载;开挖过程随挖随刷;暴露时间长采取护坡措施(叠放砂包或土袋、水泥抹面、挂网喷浆或混凝土、锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面);(三)基槽土方开挖及基坑变形控制1、发生下列异常时停止开挖(1)变形达限值或位移速率持续增长;(2)支护结构内力超设计值或突然增大;(3)渗漏、流土、管涌;(4)基底明显异常;(5)围护结构异响;边坡或围护出现失稳征兆;周边建筑变形过大或已开裂;2、基坑变形特征:土地变形;围护墙体水平变形、竖向变位;坑底隆起;地表沉降;3、基坑变形控制:增加围护、支撑刚度;增加围护入土深度;加固基坑内被动土体;减小开挖尺寸和支撑时间;控制降水;4、坑底稳定控制:加深围护结构入土深度;坑底土体加固;坑内井点降水;适时施作底板;(四)地基加固处理方法1、基坑加固的目的主要有:提高土体的强度和土体的侧向力;减少围护结构位移,保护建筑物及管线;防止隆起;防止坑底土体渗流破坏;弥补围护墙体插入深度不足等;2、基坑内被动区加固形式主要有墩式加固、裙边加固、抽条加固、格栅式加固和满堂加固;3、常用方法有注浆法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法等4、注浆法分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类;注浆检验在28天后进行;5、水泥土搅拌法:可分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌;当地下水的含水量小于30%(黄土25%)时,不宜用粉体搅拌法;3天内采用轻型动力触控检查均匀性,7天后采用浅部开挖桩头检查均匀性;6、高压喷射注浆法:根据试验效果确定适用程度,有旋喷、定喷、摆喷三种;单管法和双管法的高压泥浆及三管法的高压水压力应大于20Mpa;注浆材料宜为42.5级以上普通硅酸盐水泥;三、盾构法施工(一)盾构机选型要点1、基本原则:适用性、技术先进性、经济合理性;2、盾构分密闭式和敞开式两种,密闭式又分土压式和泥水式,敞开式分手掘式、半机械开挖式和机载挖掘式;3、采用敞开式盾构多同时采用压气、注浆等辅助工法;(二)盾构施工条件与现场布置1、盾构由切口环、支撑环及盾尾组成;2、适用条件:足够埋深,1D以上;有修建始发、接收井位置;与其它构建物水平1米,竖向1.5米以上距离;除硬岩外相对较均匀地质条件;经济角度讲300米以上;3、工作井需降水的,应有降水系统(水泵房);气压法盾构要有空压机房;泥水平衡盾构要有泥浆处理系统、泥浆池;土压平衡盾构要有电机车电瓶充电间;(三)盾构施工阶段划分及始发与接收技术1、施工一般分为始发、正常掘进和接收三个阶段;2、始发分为洞口土体加固段掘进、初始掘进两个阶段;3、洞口加固的目的(1)拆除工作井洞口围护时,确保洞口稳定,防止地下水流入;(2)防止盾构周围地下水及土砂进入工作井(3)防止地层变形对构筑物及管线造成破坏;4、加固方法有注浆法、高压喷射搅拌法和冻结法;5、决定初始掘进长度的因素:衬砌与周围地层的摩擦阻力;后续台车长度;6、初始掘进的任务:收集掘进数据及地层变形量测数据,判断土压(泥水压)、注浆量、注浆压力等设定值是否适当;把握方向控制特性;(四)盾构掘进技术1、控制四要素:开挖控制、一次衬砌、线形控制、注浆;2、开挖控制(1)土压式盾构以土压和塑流化改良控制为主,辅以排土量、盾构参数控制;泥水式盾构以泥水压和泥浆性能控制为主,辅以排土量控制;(2)在细颗粒含量低于30%或砂卵石地层,必须加泥或泡沫等改良材料,以提高塑性流动性和止水性,称为塑料流化改良,一般使用有矿物系(膨润土泥浆)、界面活性剂系(泡沫)、高吸水性树脂系和水溶性高分子系四类;(3)掌握塑流性状态:根据排土性状、土砂输送效率、盾构机械荷载;(4)泥水式盾构泥浆性能控制:比重、黏度、PH值、过滤特性和含砂率;(5)排出量控制:土压式盾构分为重量控制与容积控制;泥水式盾构分为容积控制和干砂量控制;3、管片控制(1)管片环从盾尾脱出后,到注浆体硬化到某种程度过程中,多采用真圆保持装置;(2)盾构纠偏应及时连续,过大的偏斜不能采取一次纠偏的方法,纠偏时不得损坏管片,并保证后一环的拼装;4、注浆控制(1)注浆目的是及早让衬砌环安定、防止地层变形、形成有效防水层;(2)一次注浆分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式;(3)二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的,补充一次注浆未填充部分、补充浆体收缩引起的体积变小、防止地层松弛;(4)注浆控制分为压力控制和注浆量控制;5、线形控制(五)盾构法施工地层变形控制措施1、近接施工管理:制定专项方案;施工过程监测反馈指导施工;2、盾构掘进地层变形控制措施(1)前期沉降控制:关键是保持地下水压;(2)开挖面前沉降(隆起)控制:主要措施是土压(泥水压)管理;实现平衡;(3)通过时沉降(隆起)控制:控制好盾构姿态;注浆减阻措施;(4)尾部空隙沉降(隆起)控制:采用适宜的衬砌前后注浆措施;(5)后续沉降控制:减小地层扰动;地层内注浆;3、既有结构保护措施(1)盾构隧道周围地层加固:注浆加固、高压喷射搅拌;(2)既有结构基础地层加固:同上(3)隔断盾构掘进地层应力与变形:施作隔断桩,高压旋喷桩、钢管桩、柱桩、连续墙等形式;四、喷锚暗挖(矿山)法施工(一)掘进方式选择1、全断面开挖法:适用土质稳定、断面较小的;2、台阶开挖法:适用土质较好的,又分下台阶法和中隔壁台阶法;3、环形开挖预留核心土法:适用一般土质或易坍塌的软弱围岩,断面较大的;4、单侧壁导坑法:适用断面跨度大,地表沉降难控制的;5、双侧壁导坑法:跨度很大,地表沉降要求严格的;6、中隔壁法和交叉中隔壁法:适用地层较差的不稳定的沉降要求高的;7、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法:地质条件差,断面特大时,多跨结构;(二)喷锚加固支护施工技术1、喷锚初期支护:钢筋网喷射混凝土、锚杆-钢筋网喷射混凝土、钢拱架-钢筋网喷射混凝土等支护结构;2、暗挖隧道内常用的技术措施:超前锚杆或超前小导管支护、小导管周边注浆或围岩深孔注浆、设置临时仰拱;3、暗挖隧道外常用技术措施:管棚超前支护、地表锚杆或地表注浆加固、冻结法固结地层、降低地下水位法;4、喷射混凝土要求初凝时间不应大于5分钟,终凝时间不得大于10分钟,分层喷射厚度宜为50~100;5、暗挖隧道外的超前加固:降低地下水位法、地表锚杆(管)、冻结法固结地层;。
一建市政教材图文讲义1K411000 城镇道路工程1K411010 城镇道路工程结构与材料注:砌块路面采用混凝土预制块时,设计年限为10年;采用石材时,为20年。
二、城镇道路分级岩石或填石路基顶面应铺设整平层。
整平层可采用未筛分碎石和石屑或低剂量水泥稳定粒料,其厚度视路基顶面不平整程度而定,一般100~150mm。
(三)基层与材料(1)基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到路基。
基层可分为基层和底基层。
(2)应根据道路交通等级和路基抗冲刷能力来选择基层材料。
排水基层——湿润和多雨地区。
底基层——未设垫层且路基填料为细粒土、黏土质砂或级配不良砂(承受特重或重交通),或者为细粒土(承受中等交通)时。
底基层可采用级配粒料、水泥稳定粒料或石灰粉煤灰稳定粒料等。
(3)常用的基层材料:无机结合料稳定粒料——属于半刚性基层,包括石灰稳定土类基层、石灰粉煤灰稳定砂砾基层、石灰粉煤灰钢渣稳定土类基层、水泥稳定土类基层等,其强度高,整体性好,适用于交通量大、轴载重的道路。
嵌锁型和级配型材料——属于柔性基层,可用作城市次干路及其以下道路基层。
为防止冻胀和湿软,天然砂砾应质地坚硬,含泥量不应大于砂质量(粒径小于5mm)的10%,砾石颗粒中细长及扁平颗粒的含量不应超过20%。
级配砾石用作次干路及其以下道路底基层时,级配中最大粒径宜小于53mm,用作基层时最大粒径不应大于37.5mm。
(四)面层与材料(1)高级沥青路面面层可划分为磨耗层、面层上层、面层下层,或称之为上(表)面层、中面层、下(底)面层。
(2)沥青路面面层类型:1)热拌沥青混合料面层(HMA)——包括SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)和OGFC(大空隙开级配排水式沥青磨耗层)等嵌挤型热拌沥青混合料,适用于各种等级道路的面层。
2)冷拌沥青混合料面层——适用于支路及其以下道路的面层、支路的表面层,以及各级沥青路面的基层、连接层或整平层;冷拌改性沥青混合料可用于沥青路面的坑槽冷补。
1K413030盾构法施工1K413031盾构机选型要点一、盾构类型与适用条件(一)盾构类型盾构类型可按照不同的分类方法进行分类。
序号分类方法分类内容1按支护地层的形式自然支护式、机械支护式、压缩空气支护式、泥浆支护式、土压平衡支护式密闭式土压式和泥水式2按开挖面是否封闭敞开式手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式圆形3按盾构的断面形状异型盾构多圆形、马蹄形、类矩形和矩形(二)盾构机的刀盘配置盾构的刀盘主要由刀盘体、刀具、磨损检测器、搅拌棒、泡沫及膨润土管路等零部件组成。
刀盘具有三大功能:(1)开挖功能(2)稳定功能(3)搅拌功能土压平衡盾构的刀盘有两种形式——面板式和辐条式。
面板式刀盘特点:开口率相对较小,面板直接支撑面,有挡土功能,有利于切削面稳定,但在开挖黏土层时,易发生黏土粘附面板表面影响开挖效率,防止措施是注入改良材料等。
辐条式刀盘特点:开口率大,土砂流动顺畅,不易堵塞,土仓压力能有效作用于开挖面,但不能安装滚刀,且中途换刀安全性较差。
(目前已出现复合式刀盘,在辐条式基础上改进后可以加装滚刀)(三)各种盾构对地质条件的适用性当前,土压平衡盾构与泥水加压盾构已经成为盾构法隧道施工使用最多的盾构。
1.土压平衡盾构(1)土压平衡盾构,简称EPB盾构。
土压平衡盾构的支护材料是土壤本身。
(2)工作原理如下:盾壳对挖掘出的还未衬砌的隧道起着临时支护作用,并将地下水阻隔在盾壳外面。
掘进、排土、预制管片拼装等作业在盾壳的掩护下进行。
(3)地质适应范围:土压平衡盾构主要应用在黏稠土壤,具有低渗透性。
该土质在螺旋输送机内压缩形成防水土塞,使土仓和螺旋输送机内部产生土压力,来平衡掌子面的土压力和水压力。
除软黏土外需进行改良。
改良的方法通常为,加水、膨润土、黏土、CMC、聚合物或泡沫等。
2.泥水加压盾构(1)泥水加压盾构也称泥水加压平衡盾构,简称SPB盾构。
(2)泥水盾构的构成,除了具有刀盘驱动系统、推进系统、管片拼装系统、盾尾密封系统、液压系统、电气系统、同步注浆系统、外加剂注入等土压平衡盾构具有的系统外,还具有以下系统:1)保持开挖面稳定的泥水循环系统;2)综合管理排泥状态、泥水压力及泥水处理设备运转状况的综合管理系统;3)泥水分离处理系统;(3)泥水平衡盾构开挖面支护原理:泥水盾构利用循环悬浮液的体积对泥浆压力进行调节和控制,采用膨润土悬浮液(俗称泥浆)作为支护材料。
(4)地质适应范围:适应所有的地层。
二、盾构选型依据与原则(二)选型的基本原则1.适用性原则2.技术先进性原则3.经济合理性原则(三)盾构选型的配置要求(2)刀盘应符合下列规定:1)刀盘结构的强度和刚度满足使用功能要求。
2)刀盘体应采取耐磨措施。
(3)刀盘主驱动应符合下列规定:1)刀盘主驱动最大设计扭矩应满足地质条件和脱困要求。
2)刀盘转速应根据地质条件和施工要求确定,转速应可调。
(4)推进液压缸应采取分区压力控制,每个分区液压缸应具备行程监测功能。
(6)后闸门应具有紧急关闭功能。
(10)人舱和保压系统应满足作业人员开仓作业要求,人舱宜采用并联双舱式。
1K413032盾构施工条件与现场布置一、盾构法施工条件(一)盾构法施工适用条件与施工准备(1)适用地层范围:除硬岩外的相对均质的地质条件,广州等地区有采用复合盾构施工软硬不均地层的成功经验。
(2)隧道埋深:覆土最大有限制,取决于盾构对地下水的抵御能力和衬砌的防水性能。
(3)地下水防治:采用密闭式盾构时,除了始发和接收区以及开仓换刀时需要之外,不需要辅助施工法。
(4)截面形状:标准形状为圆形。
也可采用异形截面。
(5)截面大小:除地铁盾构常用的φ6~φ7m左右的直径外,也有用直径φ11.58m和φ10.22m盾构同时建造地铁上、下行线的实例。
(6)急转弯施工:(7)对环境的影响:除工作井部分外对道路交通影响较小;振动、噪声一般限制在工作井洞口附近,可用隔音墙防护。
(二)施工准备3.工作井位置和施工方法选择按工作井的用途分为盾构始发和接收工作井。
工作井位置选择要考虑不影响地面社会交通,对附近居民的噪声和振动影响较少。
工作井通常采用明挖法施工。
4.工作井断面尺寸确定井壁上设有盾构始发洞口,井内设有盾构基座和反力架。
始发、接收工作井的井底板应低于始发和到达洞门底标高。
始发工作井尺寸应满足电瓶车出土吊装及管片吊装和人员下井楼梯安装的要求。
二、盾构施工现场布置(二)施工现场平面布置与施工设施设置1.施工现场平面布置主要包括盾构工作井、工作井防雨棚及防淹墙、垂直运输设备、管片堆场、管片防水处理场、拌浆站、料具间及机修间、同步注浆和土体改良泥浆搅拌站、两回路的变配电间等设施以及进出通道等。
2.施工设施设置(1)工作井施工需要采取降水措施时,应设降水系统(水泵房)。
(2)采用气压法盾构施工时,施工现场应设置空压机房。
(3)采用泥水平衡盾构施工时,施工现场应设置泥浆处理系统(中央控制室)、泥浆池。
(4)采用土压平衡盾构施工时,应设置电机车电瓶充电间等设施。
三、盾构的组装调试与现场验收(一)盾构的组装与调试(4)组装后,应先进行各系统的空载调试,然后应进行整机空载调试。
1K413033盾构施工阶段划分及始发与接收施工技术一、盾构施工阶段划分盾构施工一般分为始发、正常掘进和接收三个阶段。
始发是指盾构自始发工作井内盾构基座上开始掘进,到完成初始掘进(通常50~100m)止。
始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架,分体始发时还要将后续台车移入隧道内。
接收是指自掘进距接收工作井100m到盾构到达接收工作井内接收基座上止。
二、洞口土体加固技术(一)洞门土体加固作用(2)由于拆除洞口围护结构后,在坑外水土压力作用下,会导致洞口土体失稳和地下水涌入工作井,且盾构在始发掘进的一段距离内或到达接收洞口前的一段距离内难以建立起土压(土压平衡盾构)或泥水压(泥水平衡盾构)以平衡开挖面的土压和水压。
(3)拆除洞口围护结构及盾构掘进通过加固区域时,防止地层变形,将周边地面建筑物及地下管线破坏。
(二)常用的洞口土体加固方法(1)盾构工作井洞口土体加固要求:强度和渗透性,还要考虑经济性要求。
对于地铁盾构隧道,始发与到达端地层加固范围一般为隧道衬砌轮廓线外左右两侧各3.0m、顶板以上3.0m、底板以下3.0m。
加固长度根据土质而定,富水地层加固长度必须大于盾构本体长度2m及以上(刀盘+盾壳)。
(2)常用的加固有化学注浆法、砂浆回填法、深层搅拌法、高压旋喷注浆法、冷冻法等。
国内较常用的是深层搅拌法、高压旋喷注浆法、冷冻法。
近期,在工作井围护采用盾构直接切削GFRP筋地下连续墙以及与加固方法相合的钢套筒法在高水压地层也有应用。
(3)冻结法缺点:造价高、解冻后存在沉降;旋喷桩加固效果好,但造价远高于深层桩。
所以除工作井较深、洞门处土层为水头较高的承压水层外,洞门土体加固较为广泛采用的是深层搅拌法,并在搅拌桩加固体与连续墙间无法加固的间隙处,用旋喷桩补充加固。
(三)洞口土体加固的风险防控和处理(1)洞口土体加固最常见的问题有两点:一是加固效果不好造成洞门土体坍塌;二是加固范围不当,造成始发时水土流失。
在盾构掘进至到达工作井时,一种常见的风险事故是洞门处位于承压水地层时,由于加固体长度过短,水土沿着盾构外侧涌入到达工作井。
(3)出现开洞门失稳现象时,在小范围的情况下可采用边破除洞门混凝土,边喷素混凝土方法对土体临空面进行封闭。
如果土体坍塌失稳情况严重时,封闭洞门重新加固。
(4)加固后地层在凿除洞门后能够自稳,且具有低渗透性。
洞口土体加固完成后,应进行钻孔取芯试验以检查效果。
在加固区钻水平孔和垂直孔检查渗水量,水平孔分布于盾构隧道上、下、左、右部和中心处各一个。
检查孔使用后,采用低强度水泥砂浆封孔。
三、盾构始发施工技术要点(一)盾构始发施工流程盾构始发是指利用反力架和负环管片,将始发基座上的盾构,由始发工作井推入地层。
盾构始发是盾构施工的关键环节之一。
(二)初始掘进长度的确定决定初始掘进长度的因素有两个:一是衬砌与周围地层的摩擦阻力,二是后续台车长度。
始发结束后要拆除临时管片、临时支撑和反力架,将后续台车移入隧道内,以便后续正常掘进。
此后盾构的掘进反力只能由衬砌与周围地层的摩擦阻力承担。
(三)始发掘进施工要点(2)始发前,应对洞口土体加固进行质量检查,制定洞门围护结构破除方案。
(4)始发时,应对盾构姿态进行复核。
(姿态即盾构机的空间方位和走向)(7)盾尾密封刷进入洞门结构后,应进行洞门圈间隙的封堵和填充注浆。
(8)初始掘进过程中应控制盾构姿态和推力,并应根据监测结果调整掘进参数。
四、盾构接收施工技术要点(一)盾构接收施工流程盾构接收程序:洞门凿除→接收基座的安装与固定→洞门密封安装→到达段掘进→盾构接收。
接收设施包括盾构接收基座(也称接收架)、洞门密封装置。
接收架一般采用盾构始发架。
(二)盾构接收施工的主要内容盾构到达施工主要内容包括:(1)接收井洞口土体加固。
(2)在盾构贯通之前100m、50m处分两次对盾构姿态进行人工复核测量。
(3)接收洞门位置及轮廓复核测量。
(4)确定盾构姿态控制方案并进行盾构姿态调整。
(三)接收施工要点(1)盾构接收可分为常规接收、钢套筒接收和水(土)中接收。
(3)当盾构到达接收工作井100m时,应对盾构姿态进行测量和调整。
(4)当盾构到达接收工作井10m内,应控制掘进速度和土仓压力等。
(6)盾构主机进入接收工作井后,应及时密封管片环与洞门间隙。
1K413034盾构掘进技术一、土压平衡盾构掘进(一)土压平衡式掘进特点为了获得盾构的排土量对土压力和出土量进行计量,对螺旋式排土器的转数和盾构的推进速度进行控制达到平衡状态,还要掌握刀盘扭矩和推力等。
(二)土仓压力管理(1)土仓压力不足,发生开挖面涌水或坍塌风险。
压力过大会引起刀盘扭矩或推力的增大而发生推进速度下降或地面隆起等问题。
(2)土仓压力管理的基本思路:作为上限值,以尽量控制地表面的沉降为目的使用静止土压力;作为下限值,允许产生少量地表沉降,但可确保开挖面的稳定为目的使用主动土压力。
(4)推进过程中,土仓压力维持有如下的方法:①用螺旋排土器转数控制;②用盾构千斤顶的推进速度控制;③两者的组合控制等。
通常盾构设备采用组合控制的方式。
(三)排土量管理(1)仅单独根据排土量管理控制开挖面坍塌或地基沉降困难,最好根据压力舱的压力管理和开挖土量管理同时进行。
(2)排土量管理的方法可大致分为容积管理法和重量管理法。
作为容积管理法,一般是采用计算渣土搬运车台数的方法或从螺旋排土器转数等进行推算。
重量管理法,一般是用渣土搬运车重量进行验收。
计算渣土搬运车台数方法在现场使用较多。
(四)渣土改良(1)改良渣土的特性:在土压平衡工况模式下渣土应具有以下特性:1)塑流状态。