轨道交通工程

1K413000 城市轨道交通工程1K413010 城市轨道交通工程结构与特点1K413011 地铁车站结构与施工方法•一、地铁车站形式与结构组成•（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。

•二、施工方法（工艺）与选择条件（一）明挖法施工•(2)明挖法—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)常见的基坑内支撑结构形式有：现浇混凝土支撑、钢管支撑和H形钢支撑等。

根据支撑方向的不同，可将支撑分为对撑、角撑和斜撑等。

钢管斜撑•(4) 明挖法施工工序•围护结构施工→降水（或基坑底士体加固）→第一层开挖→设置第一层支撑→第n层开挖→设置第n层支撑→最底层开挖→底板混凝土浇筑→自下而上逐步拆支撑（局部支撑可能保留在结构完成后拆除）→随支撑拆除逐步完成结构侧墙和中板→顶板混凝土浇筑。

•(二）盖挖法施工•(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。

•3)作业空间小，施工速度较明挖法慢、工期长、费用高。

•(3)盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。

•1)盖挖顺作法：•临时路面一般由型钢纵、横梁和路面板组成.•对于饱和的软弱地层应以刚度大、变形小、止水性能好的地下连续墙为首选方案。

•2)盖挖逆作法：•施工过程中不需设置临时支撑，而是借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩（墙）的支撑作用。

•（三）喷锚暗挖法• 1.新奥法•要求初期支护有一定柔度，以利用和充分发挥围岩的自承能力。

• 2.浅埋暗挖法•“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。

•首先，浅埋暗挖法不允许带水作业；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•（二）盖挖法施工车站结构• 2.侧墙：地下连续墙，按其受力特性可分为四种形式•(1)临时墙：仅用来挡土的临时围护结构。

•(2)单层墙：既是临时围护结构又作为永久结构的边墙。

•(3)作为永久结构边墙一部分的叠合墙。

•(4)复合墙。

1K413012 地铁区间隧道结构与施工方法•一、暗挖施工方法比较与选择•（一）喷锚暗挖（矿山）法•初期支护必须从上向下施工，二次衬砌模筑必须通过变形量测确认初期支护结构基本稳定时，才能施工，而且必须从下往上施工，绝不允许先拱后墙施工。

•浅埋暗挖法与新奥法相比，更强调地层的预支护和预加固。

•(1)地层预加固和预支护：•常用的预加固和预支护方法有：小导管超前预注浆、开挖面超前深孔注浆及管棚超前支护。

•(2)隧道土方开挖与支护：•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。

•(3)初期支护形式：•钢拱锚喷混凝土支护是满足上述要求的最佳支护形式。

•(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：•拱顶沉降是控制稳定较直观的和可靠的判断依据，水平收敛和地表沉降有时也是重要的判断依据。

•（二）盾构法•二、不同方法施工地铁区间隧道的结构形式•（一）明挖法施工隧道•在场地开阔、建筑物稀少、交通及环境允许的地区，应优先采用施工速度快、造价较低的明挖法施工。

•（二）喷锚暗挖（矿山）法施工隧道• 1.衬砌的基本结构类型——复合式衬砌•由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成，复合式衬砌外层为初期支护——是衬砌结构中的主要承载单元。

•——最适宜采用喷锚支护。

•（三）盾构法隧道• 1.管片类型•抗压强度达60MPa、抗渗等级大于P12级的管片。

• 2.管环构成•管环通常由A型管片（标准环）、B型管片（邻接块）和K型管片（封顶块）构成，管片之间一般采用螺栓连接。

1K413023 基坑（槽〉土方开挖及基坑变形控制•一、基本要求•(1)基本规定如下：•2)放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降水排水措施。

•3)软土基坑必须分层、分块、对称、均衡地开挖，分块开挖后必须及时支护。

当基坑开挖面上方的支撑、锚杆和土钉未达到设计要求时，严禁向下开挖。

•4)基坑开挖过程中，必须采取措施防止开挖机械等碰撞支护结构、格构柱、降水井点或扰动基底原状土。

•5)出现异常现象、不明物体时，应停止开挖，在采取相应措施后方可继续开挖。

•(2)发生下列异常情况时，应立即停止开挖，并应立即查清原因和及时采取措施后，方可继续施工；•1)支护结构变形达到设计规定的控制值或变形速率持续增长且不收敛。

•2)支护结构的内力超过其设计值或突然增大。

•3)围护结构或止水帷幕出现渗漏，或基坑出现流土、管涌现象。

•4)开挖暴露出的基底出现明显异常（包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层水位过高造成开挖施工困难）。

•5)围护结构发生异常声响。

•6)边坡或支护结构出现失稳征兆。

•二、基坑（槽）的土方开挖方法•(2)基坑分块开挖顺序：•地铁车站的长条形基坑开挖应遵循“分段分层、由上而下、先支撑后开挖”的原则。

••三、基坑的变形控制•（一）基坑变形特征• 1 .土体变形•基坑周围地层移动主要是由围护结构的水平位移和坑底土体隆起造成的。

• 2.围护结构水平变形•表现为墙顶位移最大，向基坑方向水平位移，呈三角形分布。

• 3.围护结构竖向变位•给基坑的稳定、地表沉降以及墙体自身的稳定性均带来极大• 4.基坑底部的隆起•过大的坑底隆起可能是两种原因造成的：•（1）基坑底不透水土层由于其自重不能够承受下方承压水水头压力而产生突然性隆起；•（2）由于围护结构插入基坑底土层深度不足而产生坑内土体隆起破坏。

•一般通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况。

•（二）基坑的变形控制•(2)控制基坑变形的主要方法有：•1)增加围护结构和支撑的刚度。

•2)增加围护结构的入土深度。

•3)加固基坑内被动土压区土体。

•4)减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖后未及时支撑的暴露时间。

•5)增加隔水帷幕深度甚至隔断透水层，提高管井滤头底高度，降水井布置在基坑内均可减少降水对环境的影响。

1K413024 地基加固处理方法•一、地基加固处理作用与方法选择•（一）基坑地基加固的目的•(1)基坑外加固的目的主要是止水。

•(2)基坑内加固的目的主要有：•提高土体的强度和土体的侧向抗力，减少围护结构位移，进而保护基坑周边建筑物及地下管线；•防止坑底土体隆起破坏；•防止坑底土体渗流破坏；•弥补围护墙体插人深度不足等。

•（二）基坑地基加固的方式•基坑内被动土压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（见图1K413024-1 ）。

•墩式加固—布置在基坑周边阳角位置或跨中区域；•长条形基坑—抽条加固；•基坑面积较大—裙边加固；•地铁车站的端头井—格栅式加固；•封闭地下水—满堂加固。

•(2)换填材料加固处理法，以提髙地基承载力为主，适用于较浅基坑，方法简单操作方便。

•(3)采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主，适用于深基坑。

•二、常用方法与技术要点•（一）注浆法•（二）水泥土搅拌法•(3)水泥土搅拌法加固软土技术具有其独特优点：•1)最大限度地利用了原土；•2)搅拌时无振动、无噪声和无污染；•3)根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固形式；•4)节约钢材并降低造价。

•（三）高压喷射注浆法•(3)高压喷射有旋喷（固结体为圆柱状）、定喷（固结体为壁状）和摆喷（固结体为扇状）等三种基本形状，它们均可用下列方法实现（见图1K413024-4):•1)单管法：喷射高压水泥浆液一种介质；•2)双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；•3)三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液等三种介质。

•旋喷形式可采用单管法、双管法和三管法中的任何一种方法。

定喷和摆喷注浆常用双管法和三管法。

1K413030 盾构法施工1K413031 盾构机选型要点1K413040 喷锚暗挖（矿山）法施工1K413041 喷锚暗挖法的掘进方式选择•二、掘进方式与选择条件•一、浅埋暗挖法与掘进方式（一）全断面开挖法•（1）全断面开挖法适用于土质稳定、断面较小的隧道施工，适宜人工开挖或小型机械作业。

•（2）全断面开挖法采取自上而下一次开挖成形。

•（3）全断面开挖法的优点足可以减少开挖对围岩的扰动次数，工序简便；缺点是对地质条件要求严格，围岩必须有足够的自稳能力。

（二）台阶开挖法（1）适用于土质较好的隧道施工，软弱围岩、第四纪沉积地层隧道。

（4）台阶开挖法注意事项1）台阶数不宜过多，台阶长度要适当，对城市第四纪地层，台阶长度一般以控制在1D内（D一般指隧道跨度）为宜。

（三）环形开挖预留核心土法（1）适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩、断面较大的隧道施工。

是城市第四纪软土地层浅埋暗挖法最常用的一种标准掘进方式。

•（四）单侧壁导坑法•（1）单侧壁导坑法适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。

•（五）双侧壁导坑法•（1）当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差，单侧壁导坑法难以控制围岩变形时，可采用双侧壁导坑法。