盖挖法隧道工程

盖挖法施工技术地下结构工程盖挖法施工技术盖挖半逆作法盖挖逆作法盖挖顺作法概述概述由于明挖方式存在占用场地大，较长时间的隔断地面交通，挖方量及填方量大等不利因素，故隧道的开挖，可采用半明挖方式。半明挖方式较为常见的“盖挖法”。盖挖法是先用连续墙、钻孔桩等形式做围护结构和中间桩，然后做钢筋混凝土盖板，在盖板、围护墙、中间桩保护下进行土方开挖和结构施工。盖挖法最早在20世纪60年代用于西班牙马德里城市隧道，随后在很多城市的隧道建造中被采用。适用条件在场地开阔、建筑物稀少、交通及周围环境允许的地区，优先采用施工速度快、造价较低的明挖法。在不允许较长时间占用地面交通道路的情况下，采用盖挖法施工盖挖法适用于松散的地质条件下及隧道处于地下水位线以上时；当隧道处于地下水位线以下时，需附加施工排水设施。盖挖法的主要优点：开挖对邻近建筑物影响较小；短时间内封闭地面的交通，盖板建好后，后继的开挖作业不受地面条件的限制；施工受气候影响小。缺点：盖板上不允许留下过多的竖井，故后继开挖的土方，需要采用水平运输；工期较长，作业空间较小；和基坑开挖、支挡开挖相比费用较高。盖挖法施工类型：逆作与顺作。二者的不同点：施工顺序不同：顺作法是在挡墙施工完毕后，对挡墙作必要的支撑，再开挖至设计标高，并开始浇筑基础底板，接着依次由下而上，一边浇筑地下结构本体，一边拆除临时支撑；而逆作法是由上而下的进行施工。所用的支撑不同：在顺作法中常见的支撑有钢管支撑、钢筋混凝土支撑、型钢支撑以及土锚杆等；而逆作法中建筑物本体的梁和板，也就是逆作结构本身就可以作为支撑。盖挖顺作法盖挖顺作法是在现有的道路上，按所需的宽度，由地表面完成挡土结构后，以定型的预制标准覆盖结构置于挡土结构上维持交通，往下反复进行开挖和架设横撑，直至设计标高。由下向上建筑主体结构和防水措施，回填土并恢复管线路。最后依据需要拆除挡土结构的外露部分及恢复交通。1、盖挖顺作法的围护结构（1）挡土结构盖挖顺做法中的挡土结构是非常重要的，要求具有较高的强度、刚度和较高的止水性。根据现场条件、地下水位高低、开挖深度及周围建筑的临近程度，挡土墙结构可选择钢筋混凝土钻孔灌注桩或地下连续墙。刚度大、变形小、防水性好的地下连续墙是饱和软弱地层的首选。（2）中间柱开挖的宽度很大时，为了防止横撑失稳，控制横撑的自由长度，并承受横撑倾斜时产生的垂直分力以及行驶于覆盖结构上的车辆荷载和挂于覆盖结构下的管线重量，在建造挡土结构的同时建造中间桩柱及支承横撑。中间桩柱可以是钢筋混凝土的钻孔灌注桩，也可以采用预制的打入桩（钢或钢筋混凝土桩）中间桩一般为临时结构，在主体结构完成时将其拆除。为了增加中间桩的承载力或减少其入土深度，可以采用底部扩孔桩或挤扩桩。（3）覆盖结构定型的预制覆盖结构一般由型钢纵、横梁和钢-混凝土混合路面板组成。为了便于安装拆卸，路面板上均有吊装孔。UndergroundStructureEngineeringChapter2盖挖顺作法的施工技术要点◇围护形式的选择根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及周围建筑物的邻近程度，选择确定围护结构的形式是盖挖顺作法的第一个技术关键。◇支撑的设置和地面沉降的控制按照地区的临近建筑的保护要求等级，控制地面沉降在设计允许范围内是盖挖顺作法的另外一个技术关键。◇降、排水施工在地下水位较高的情况下，有必要采用围护结构堵水、基坑内部降水等有效措施，保持围护墙内土层的地下水位稳定在基底以下，以保证施工顺利进行。盖挖顺作法的特点：优点1、结构依次形成，整体性好，次生应力小。2、防水施工易于进行，防水效果好。缺点1、顶盖费用较高2、两次占用道路3、基坑围护结构独立承载超过1~2年，虽有对撑受力，但应力和变形很难精确控制，所诱发的坑周地表沉降较大。盖挖逆作法盖挖逆作法多用在深层开挖、软弱地层开挖、靠近建筑物施工等情况下。该法在地下建筑结构施工时以结构本身既做挡土墙又作内支撑，不架设临时支撑。施工顺序和顺作法相反，从上往下依次开挖和构筑结构本体.在地下构筑物顶板覆土较浅、沿线建筑物过于靠近的情况下,为防止因基坑长期开挖而引起地表明显沉陷危及临近建筑物的安全;或是为了避免盖挖顺作法两次占用道路的弊病,可以采用盖挖逆作法施工。逆作法的应用国外采用逆作法施工的典型工程◇世界最大的地下街——日本东京八重州地下街，共三层，建筑面积7万平方米；◇最深的地下街——莫斯科切尔坦沃住宅小区地下商业街，深达70~100m；◇最大的地下体育中心——挪威奥斯陆市A区地下体育中心；战时可掩蔽7500人；◇最高的地下综合体——德国慕尼黑卡尔斯广场综合体，共六层，一层为人行道和商业区、二层为仓库和地铁站厅，三层、四层为停车场，五层、六层为地铁站台和铁道。国内采用逆作法施工的典型工程城市工程名称地下层数逆作施工方法上海恒积大厦4逆作福州世界金龙大厦3.5半逆作广州好世界大厦3逆作广州国际银行中心4逆作天津百货大楼4半逆作天津紫京花园3逆作深圳地王大厦4半逆作上海城市航站楼3逆作逆作法适用范围及条件适用范围逆作法常用于埋藏较深的地下(基础)工程的施工，可适用于各类土层条件，包括饱和含水的软土地层，尤其适用于城市密集建筑物街区的地下(基础)工程施工。如地下厂房、地下车库、高层建筑下的深基础、地下贮库、地下变电站、地铁车站等工程。◇接近开挖地点有重要结构物时；◇有强大土压和其他水平力作用，用一般挡土支撑不稳定，而需要强度和刚度都很大的支撑时；◇开挖深度大，开挖或修筑主体结构需较长时间，特别需要保证施工安全时；◇因进度原因，需要在底板施工前修筑顶板，以便进行上部回填和开放路面时。UndergroundStructureEngineeringChapter8适用条件盖挖逆作法的边墙单层墙——是以临时支护结构（地下连续墙或经过锚喷连接的护壁桩形成的侧壁）直接作为永久结构的侧墙。双层墙——是把临时支护结构（地下连续墙或经过锚喷连接的护壁桩形成的侧壁）作为承受施工期间荷载的主要结构，而在它们的内侧、在防水层的内部，浇筑永久结构的承力侧墙。注意事项：因逆筑混凝土作为挡土支撑及主体的一部分使用，故应能充分承受临时设施的自重和其他荷载，同时不要产生有害的变形，并满足主体结构设计上的各种条件；顶板下的作业，因施工性及作业环境差，故要充分注意施工的顺序、方法和安全；逆筑部分的开挖，要在较短时间内进行、把其范围限制在最小限度内，不要开挖过度。盖挖逆作法与盖挖顺作法相比，除施工顺序不同外，还具有以下特点：对围护结构和中间桩柱的沉降量控制严格，以免对上部结构受力造成不良影响。中间柱如为永久结构，则其安装就位困难，施工精度要求高。为了保证不同时期施工的构件相互间的连接能达到预期的设计状态，必须将各种施工误差控制在较小范围内，并有可靠的连接构造措施。除在非常软弱的地层中，一般不需再设置临时横撑，不仅可节省大量钢材，也为施工提供了方便。由于是自上而下分层建筑主体结构，故可利用土模技术，可以节省大量模板和支架。和盖挖顺作法一样，其挖土和出土往往成为决定工程进度的关键工序。但同时又因为施工是在顶板和边墙保护下进行的，安全可靠，并不受天气条件的影响。挖顺作法大多采用在永久柱两侧单独设置临时柱，而盖挖逆作法多使临时柱与永久柱合二为一。临时柱通常采用钢管柱或H形钢柱。盖挖半逆筑法在某些特殊工程中,盖挖半逆筑法也得到了应用。盖挖半逆筑法和盖挖顺筑法相似,也是在开挖地面、完成顶层板及恢复路面后,向下挖土至地下结构底板的设计标高,先建筑底板、再依次向上逐层建筑侧墙、楼板。但是与盖挖顺筑法的区别在于,盖挖顺筑法所完成的顶板是将来要拆除的临时性盖板,而不是永久结构的顶板;而盖挖半逆筑法所完成的顶板就是地下结构的顶部结构。因此,在地下结构完成后就不必要再一次挖开路面。盖挖半逆作法吸收了盖挖顺作法和盖挖逆作法两者的优点,可以避免进行地面二次开挖、减少了对交通的影响;除地下一层边墙和顶板为逆筑接外,其余各层均为顺向施工,减少了结构的应力转换,对结构的整体性和使用寿命有利,结构的防水施工也变得简单可靠。与逆作法最大的区别为施工完顶板之后，向下开挖之底部设计高程，然后顺做。与顺做法区别为覆盖结构不是临时性盖板。盖挖半逆筑法施工示意图注意的问题盖挖半逆筑法用于结构宽度较大、并有中间桩、柱存在的结构时,多道横撑和各层楼板的相互位置关系、施工交错处理、横撑的稳定性保证都是应当注意的问题。此外,在施工阶段,中桩和顶板中部已有力学连接,顶板边缘与围护结构连为一体,但各层却是自下而上依次建成,各层结构重量的一部分将通过楼板传递到中柱上。中柱的受力变化比较复杂、结构的总体沉降也比较复杂。设计阶段全面考虑、施工阶段现场观测,防止结构在中柱周围出现受力裂缝是十分必要的。Thanks