城市轨道交通工程4

二级建造师-市政公用工程管理与实务精讲班-轨道交通工程主讲：朱红梅2K313000城市轨道交通工程•2K313010城市轨道交通工程结构与特点•2K313020明挖基坑施工•2K313030喷锚暗挖(矿山)法施工地铁车站形式分类-2K313011分类方式分类情况备注车站与地面相对位置高架车站车站位于地面高架结构上，分为路中设置和路侧设置两种地面车站车站位于地面，采用岛式或侧式均可，路堑式为其特殊形式地下车站车站结构位于地面以下，分为浅埋、深埋车站地铁（轻轨交通）车站的分类表2K313011地铁车站形式分类-2K313011结构横断面矩形矩形断面是车站中常选用的形式。一般用于浅埋、明挖车站。车站可设计成单层、双层或多层；跨度可选用单跨、双跨、三跨及多跨形式拱形拱形断面多用于深埋或浅埋暗挖车站，有单拱和多跨连拱等形式。单拱断面由于中部起拱较高，而两侧拱脚相对较低，中间无柱，因此建筑空间显得高大宽阔。如建筑处理得当，常会得到理想的建筑艺术效果。明挖车站采用单跨结构时也有采用拱形断面的圆形为盾构法施工时常见的形式其他如马蹄形、椭圆形等地铁车站形式分类-2K313011站台形式岛式站台站台位于上、下行线路之间。具有站台面积利用率高、提升设施共用，能灵活调剂客流、使用方便、管理较集中等优点。常用于较大客流量的车站。其派生形式有曲线式、双鱼腹式、单鱼腹式、梯形式和双岛式等侧式站台站台位于上、下行线路的两侧。侧式站台的高架车站能使高架区间断面更趋合理。常见于客流不大的地下站和高架的中间站。其派生形式有曲线式，单端喇叭式，双端喇叭式，平行错开式和上、下错开式等形式岛、侧混合站台将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内，常见有一岛一侧，或一岛两侧形式。此种车站可同时在两侧站台上、下车，共线车站往往会出现此种形式地铁车站构造组成-2K313011•1.地铁车站构造组成--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,通风道及地面通风亭等三大部分组成。•【例1】()是地铁运营设备的中心和办理运营业务的地方。•A.车站主体•B.车站通道•C.地面通风亭•D.出入口•【解析】车站主体是列车在线路上的停车点,其作用既是供乘客集散、候车、换车及上、下车；又是地铁运营设备设置的中心和办理运营业务的地方。地铁车站构造组成-2K313011地铁车站结构的施工方法-2K313011•1、明挖法施工•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,因此,在地面交通和环境条件允许的地方,应尽可能采用。地铁车站结构的施工方法-2K313011•2、盖挖法施工•盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。目前,城市中施工采用最多的是盖挖逆作法。地铁车站结构的施工方法-2K313011•优点：•1、围护结构变形小；•2、基坑底部土体稳定；•3、一般不设内部支撑或锚锭；•4、可以尽快恢复路面。•缺点：•1、水平施工缝处理困难；•2、暗挖施工难度大，费用高。地铁车站结构的施工方法-2K313011•【例2】以下关于盖挖法施工优点说法正确的是()•A.盖挖逆作法用于城市街区施工时,可尽快恢复路面,对交通影响较小•B.基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全•C.盖挖逆作法施工一般设内支撑或锚绽,施工空间小•D.围护结构变形大,有利于保护临近建筑物和构筑物•E.盖挖法施工时,混凝土结构施工缝的处理较为容易地铁车站结构的施工方法-2K313011AB•(2)盖挖法具有诸多优点: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；基坑底部土体稳定,隆起小,施工安全；盖挖逆作法施工一般不设内部支撑或锚链,施工空间大；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:盖挖法施工时,混凝土结构的水平施工缝处理较为困难；盖挖逆作法施工时,暗挖施工难度大、费用高；盖挖法每次分部开挖与浇筑或衬砌的深度,要综合考虑基坑稳定、环境保护、永久结构形式和混凝土浇筑作业等因素来确定。地铁车站结构的施工方法-2K313011•3、喷锚暗挖法•(1)新奥法。（柔度）•(2)浅埋暗挖法。（刚度）•“十八字”原则(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。•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。地铁车站结构的施工方法-2K313011地铁车站结构的施工方法-2K313011地铁区间隧道结构与施工方法-2K313012•1.明挖法施工隧道•(1)明挖法施工施工速度快、造价较低。明挖法施工的地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面,一般为整体浇注或装配式结构。•(2)整体式衬砌结构。明挖现浇隧道结构整体性好,防水性能容易得到保证,但是施工工序较多,速度较慢。•(3)预制装配式衬砌。装配式衬砌整体性较差,对于有特殊要求(如防护、抗震等)的地段要慎重选用。•2、喷锚暗挖(矿山)法施工隧道•在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区进行隧道施工,喷锚暗挖法常是一种较好的选择。隧道施工时,一般采用拱形结构,其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。前者多用于单线或双线的区间隧道或联络通道,后两者多用在停车线、折返线或喇叭口岔线上。地铁区间隧道结构与施工方法-2K313012•3、盾构法施工隧道•(1)盾构法施工隧道的优越性:振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠,对沿线居民生活、地下和地面构筑物及建筑物影响小等。•三大类衬砌。•(2)预制装配式衬砌。管片种类按材料可分为钢筋混凝土、钢、铸铁以及由几种材料组合而成的复合管片。•钢筋混凝土管片的耐压性和耐久性都比较好；目前已可生产抗压强度达60MPa、渗透系数小于10～11m/s的管片。地铁区间隧道结构与施工方法-2K313012•(3)双层衬砌(模注钢筋混凝土整体式衬砌)。双层衬砌主要用在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,内表面光滑,衬砌背后无空隙,故无需注浆,且对控制地层移动特别有效。地铁区间隧道结构与施工方法-2K313012地铁区间隧道结构与施工方法-2K313012•4、浅埋暗挖法施工•(1)地层预加固和预支护。常用的方法有:小导管超前预注浆、开挖面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。在诸多支护形式中,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。•（5）监控量测地铁区间隧道结构与施工方法-2K313012•【例1】钢筋混凝土管片目前抗压强度已可达()MPa。•A.50•B.60•C.80•D.120地铁区间隧道结构与施工方法-2K313012B盾构法施工隧道结构-2K313012•1.盾构法施工基本原理•盾构法是用盾构壳体防止围岩的土砂坍塌，进行开挖、推进，并在盾尾进行衬砌作业从而修建隧道的方法。盾构法施工见图2K313012-3所示，其基本施工步骤：•(1)在盾构法隧道的始发端和接收端各建一个工作(竖)井；•(2)盾构在始发端工作井内安装就位；盾构法施工隧道结构-2K313012•(3)依靠盾构千斤顶推力(作用在已拼装好的衬砌环和工作井后壁上)将盾构从始发工作井的墙壁开孔处推出；•(4)盾构在地层中沿着设计轴线推进，在推进的同时不断出土和安装衬砌管片；•(5)及时地向衬砌背后的空隙注浆，防止地层移动和固定衬砌环位置；•(6)盾构进入接受工作井并被拆除，如施工需要，也可穿越工作井再向前推进。盾构法施工隧道结构-2K313012•3.盾构法的适用条件•(1)在松软含水地层，相对均质的地质条件。•(2)盾构法施工隧道应有足够的埋深，覆土深度宜不小于6m。•(3)地面上必须有修建用于盾构进出洞和出土进料的工作井位置。•(4)隧道之间或隧道与其他建(构)筑物之间所夹土(岩)体加固处理的最小厚度为水平方向1.Om,竖直方向1.5m。•(5)从经济角度讲，连续的盾构施工长度不宜小于300m。盾构法施工隧道结构-2K313012•4.盾构法的施工步骤•建工作井安装盾构将盾构推出•盾构推进，出土安装衬砌管片•向衬砌背后的空隙注浆盾构进入接受工作并拆除盾构法施工隧道结构-2K313012•5.盾构法施工存在的问题•(1)当隧道曲线半径过小时，施工较为困难；•(2)在陆地建造隧道时，如隧道覆土太浅，则盾构法施工困难很大，而在水下时，如覆土太浅，则盾构法施工不够安全；•(3)盾构施工中采用全气压方法以疏干和稳定地层时，对劳动保护要求较高，施工条件差；盾构法施工隧道结构-2K313012•(4)盾构法隧道上方一定范围内的地表沉陷尚难完全防止，特别在饱和含水松软的土层中，要采取严密的技术措施才能把沉陷限制在很小的限度内；•(5)在饱和含水地层中，盾构法施工所用的拼装衬砌，对达到整体结构防水的技术要求较高。盾构法施工隧道结构-2K313012•【例2】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•【解析】考核的是盾构法施工存在的问题盾构法施工隧道结构-2K313012深基坑围护结构类型-2K313021•基坑工程是由地面向下开挖一个地下空间，深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构，围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板(桩)墙结构；板(桩)墙有悬臂式、单撑式、多撑式。支撑结构是为了减小围护结构的变形，控制墙体的弯矩；分为内撑和外锚两种。•基坑围护结构体系包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。它是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。•深基坑围护结构类型•在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等。•不同类型围护结构的特点表2K313021-1深基坑围护结构类型-2K313021类型特点桩板式、墙板式桩（1）H钢的间距在1.2～1.5m；（2）造价低，施工简单，有障碍物时可改变间距；（3）止水性差，地下水位高的地方不适用，坑壁不稳的地方不适用；钢板桩（1）成品制作，可反复使用；（2）施工简便，但施工有噪声；（3）刚度小，变形大，与多道支撑结合，在软弱土层中也可使用；（4）新的时候止水性尚好，如有漏水现象，需增加防水措施深基坑围护结构类型-2K313021板式钢板桩（1）截面刚度大于钢板桩，在软弱土层中开挖深度可大，在日本开挖深度达30m；（2）需有防水措施相配合预制混凝土板桩（1）施工简便，但施工有噪声（2）需辅以止水措施；（3）自重大，受起吊设备限制，不适合大深度基坑；国内用于10m以内的基坑，法国用于15m以内的深基坑深基坑围护结构类型-2K313021类型特点灌注桩（1）刚度大，可用在深大基坑；（2）施工对周边地层、环境影响小；（3）需降水或与能止水的搅拌桩、喷选桩等配合使用地下连续墙（1）刚度大，开挖深度大，可适用于所有地层；（2）强度大，变位小，隔水性好，同时可兼作主体结构的一部分；（3）可临近建、构筑物使用，环境影响小；（4）造价高深基坑围护结构类型-2K313021SMW工法桩（1）强度大，止水性好；（2）内插的型钢可拔出反复使用，经济性好；（3）开挖深度8.65m；具有较好发展前景，国内上海等城市已有工程实践自立式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙（1）无支撑，墙体止水性好，造价低；（2）墙体变位大•1、工字钢桩围护结构。•采用大型工字钢，桩间距一般为1.0-1.2m,适用于黏性土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石地层，一般宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。•2、钢板桩围护结构。•钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好，可重复使用。深基坑围护结构类型-2K313021•3、钻孔灌注桩围护结构。•钻孔灌注桩围护结构经常与水帷幕联合使用，止水帷幕一般采用深层搅拌桩，适于城区施工。•4、深层搅拌桩挡土结构。•深层搅拌桩为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形，也可连续搭接布置形成止水帷幕。深基坑围