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1k413000 城市轨道交通工程
1k413010城市轨道交通工程结构与特点
1k413020明挖基坑施工
1k413030盾构法施工
1k413040喷锚暗挖（矿山）法施工
1k413010城市轨道交通工程结构与特点
大纲要求：
1k413011掌握地铁车站结构与施工方法
1k413012掌握地铁区间隧道结构与施工方法
1k413013熟悉轻轨交通高架桥梁结构与施工要点
1k413014了解城市轨道交通的轨道结构组成
重点与难点：
n 地铁车站结构与施工方法
n 地铁区间隧道结构与施工方法
1k413011掌握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
站台形式：岛式站台、侧式站台、岛侧混合站台
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，地面交通和环境条件限制。
3．明挖法施工基坑分为敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类
（二）盖挖法施工
1．区别在于施工方法和顺序不同：盖挖法是先盖后挖。
2．盖挖法具有诸多特点：
优点：
◆ 围护结构变形小，有效控制土体的变形和地表沉降；
◆ 基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全；
◆ 不设内部支撑或锚锭，施工空间大；
◆ 可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。
缺点：
◆ 混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难；
◆ 盖挖逆作法施工时暗挖施工难度大、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。目前，城市中施工采用最多的是盖挖逆作法。
（三）喷锚暗挖法
1．新奥法
2．浅埋暗挖法
按照“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。
适用条件——浅埋暗挖法不允许带水作业；要求开挖面具有一定的自立性和稳定性，足以进行必要的初期支护作业
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。
（二）盖挖法施工车站结构
◆ 在城镇交通要道区域采用盖挖法施工的地铁车站多采用矩形框架结构。
（三）喷锚暗挖（矿山）法施工车站结构
◆ 视地层条件、施工方法及其使用要求的不同，可采用单拱式车站、双拱式车站或三拱式车站，并根据需要可作成单层或双层，断面较大。
1k413012掌握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
（一）明挖法施工隧道
明挖法施工的地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面。
（二）喷锚暗挖（矿山）法施工隧道
1．一般采用拱形结构，其基本断面形式为单拱、双拱和多跨连拱。
2．衬砌的基本结构类型一复合式衬砌：由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成
（三）盾构法施工隧道
◆ 优越性——振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠，影响小等。
◆ 盾构法修建的区间隧道衬砌有预制装配式衬砌、双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。
二、施工方法比较与选择
（一）喷锚暗挖（矿山）法
2．新奥法施工
新奥法施工隧道适用于稳定地层，采用对围岩扰动少的支护方法。
3．浅埋暗挖法施工
◆ 浅埋暗挖法针对埋置深度较浅、松散不稳定的土层和软弱破碎岩层
◆ 常用的预加固和预支护方法有：小导管超前预注浆、开挖面深孔注浆及管棚超前支护
◆ 监控量测——拱顶下沉、水平收敛和地表下沉
（二）盾构法施工
2．盾构法施工隧道具有以下优点：
地下进行，既不影响地面交通，减少噪声和振动影响；工序循环进行，施工易于管理，施工人员也较少；不受覆土量多少影响，适宜于建造覆土较深的隧道；不受风雨等气候条件影响。
3．盾构法施工也存在以下一些问题；
曲线半径过小时，施工较为困难；隧道覆土太浅，则盾构法陆上施工困难很大，水下施工不够安全。
1k413013熟悉轻轨交通高架桥梁结构与施工要点
◆ 轻轨交通具有施工速度快、投资相对少等优点
一、高架桥结构与特点
（二）高架桥的基本结构
1．高架桥墩台和基础
◆ 地质条件良好时尽可能采用扩大基础。
软土地基条件下宜采用桩基础。
◆ 常用的桥墩形式有以下几种：
(1)倒梯形桥墩 [图1k413013 (a)]
(2)t形桥墩 [图1k413013 (b)]——城镇轻轨高架桥最常用
(3)双柱式桥墩 [图1k413013(f)]
(4)y形桥墩 [图1k413013(d)]
1k413020明挖基坑施工
大纲要求：
1k413021掌握深基坑支护结构与变形控制
1k413022掌握基槽土方开挖及护坡技术
1k413023熟悉地基加固处理方法
1k413024熟悉工程降水方法
重点与难点：
n 深基坑支护结构与变形控制
n 基槽土方开挖及护坡技术
1k413021掌握深基坑支护结构与变形控制
一、围护结构
（二）深基坑围护结构类型——表1k413021-1，注意“特点”。
（1）工字钢桩围护结构
（2）钢板桩围护结构
（3）钻孔灌注桩围护结构
（4）深层搅拌桩挡土结构
（5） smw工法桩
（6）地下连续墙
◆ 优点：施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；
◆ 挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。
二、支撑结构类型
（一）支撑结构体系
3.在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系和钢支撑体系两类，其形式和特点见表1k413021-2。
三、基坑的变形控制（易出案例分析）
（一）基坑变形特征
2．围护墙体水平变形
3．围护墙体竖向变位（上移或沉降）
4．基坑底部的隆起
5．地表沉降（引起基坑周边建筑物变形）
（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)增加围护结构的人土深度；
(3)加固基坑内被动区土体。
(4)减小每次开挖尺寸和开挖支撑时间；
(5)调整围护结构深度和降水井布置。
（三）坑底稳定控制
1．保证深基坑坑底稳定的方法有加深围护结构入土深度、坑底土体加固（注浆）、坑内井点降水等措施。
2．适时施作底板结构。
1k413022掌握基槽土方开挖及护坡技术
本条文容易出案例分析
一、基（槽）坑土方开挖
（一）基本规定
1．根据支护结构设计、降排水要求，确定开挖方案。
2．基坑周围地面应设排水沟，对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。
3．软土基坑必须分层、分块、均衡地开挖。
4．采取措施防止开挖机械等碰撞支护结构。
二、护坡技术
（一）基坑边（放）坡
3．基坑放坡要求
◆ 分为一级放坡和分级放坡两种形式。
◆ 当存在影响边坡稳定性的地下水时，应采取降水措施或深层搅拌桩、高压旋喷桩等截水措施。
◆ 分级放坡时，宜设置分级过渡平台。分级过渡平台宽度：岩石边坡不宜小于0. 5m，对于土质边坡不宜小于1.0m。
三、边坡保护
（一）基坑边坡稳定措施
4．严格禁止在基坑边坡坡顶1～2m范围堆放材料、土方和其他重物以及停置或行驶较大的施工机械。
（二）护坡措施
2．放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的保护措施——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等。
1k413023熟悉地基加固处理方法
一、地基加固处理作用与方法选择
（二）方法选择
1．换填材料加固处理法——适用于较浅基坑。
2．水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆——适用于深基坑。
二、常用方法与技术要点
（一）注浆法
渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆、电动化学注浆适用范围见表1k413023
（二）水泥土搅拌法
1．水泥土搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基。
（三）高压喷射注浆法：旋喷、定喷、摆喷三种基本形状。
1k413024熟悉工程降水方法
二、常见降水方法
（一）明沟、集水井排水
（二）井点降水
1.当基坑开挖较深，基坑涌水量大，且有围护结构时，应选择井点降水方法。即用真空（轻型）井点、喷射井点或管井深入含水层内，用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下，同时使土体产生固结以方便土方开挖。
2．井点布置
◆ 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
◆ 当基坑面积较大时，宜采用环形井点。
3．井点管距坑壁不应小于1. 0～1. 5m（距离太小易漏气），井点间距一般为0.8～1. 6m。
1k413030盾构法施工
大纲要求：
1k413031掌握盾构施工条件与现场布置要求
1k413032掌握盾构法始发与接收施工技术
1k413033掌握盾构掘进技术
1k413034熟悉盾构法施工地层变形控制措施
1k413035了解盾构机型选择要点
重点与难点：
n 盾构法始发与接收施工技术
n 盾构掘进技术
1k413031掌握盾构施工条件与现场布置要求
一、盾构法施工条件
（二）盾构法施工适用条件
1．在松软含水地层，相对均质的地质条件。
2．隧道覆土深度宜不小于6m。
3．有修建用于盾构进出洞和出土进料的工作井位置。
二、盾构施工现场布置
（二）施工现场平面布置
1．盾构施工的现场平面布置：包括盾构工作竖井、竖井防雨棚及防淹墙、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、两回路的变配电间等设施以及进出通道等。
1k413032掌握盾构法始发与接收施工技术
◆ 始发与接收是盾构法施工两个重要阶段。
一、洞口土体加固技术
（四）加固方法
常用加固方法主要有：注浆法、高压喷射搅拌法和冻结法（特别适用于大断面盾构施工和地下水压高的场合）。
二、盾构始发施工技术
◆ 自始发工作井内盾构基座上开始推进到完成初始段(通常50～l00m)掘进止， 划分为：洞口土体加固段掘进、初始掘进两个阶段。
（二）始发段长度的确定
决定始发段长度有两个因素：一是衬砌与周围地层的摩擦阻力，二是后续台车长度。
（四）初始掘进的主要任务
初始掘进的主要任务：收集测量数据，判断土压（泥水压）、注浆量、注浆压力等设定值是否适当，把握盾构掘进方向控制特性。
1k413033掌握盾构掘进技术
◆ 密闭式盾构掘进控制内容构成 表1k413033
二、开挖控制
◆ 开挖控制的根本目的是确保开挖面稳定。
（一）土压（泥水压）控制
1．土压式盾构，以土压和塑流性改良控制为主，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。
三、管片拼装控制
（一）拼装方法
1．拼装成环方式：错缝拼装。
2．拼装顺序：
下部的标准（a型）管片——标准管片——邻接(b型)管片——楔形（k型）管片。
4．紧固连接螺栓：先紧固环向（管片之间）连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓。
6．连接螺栓再紧固：充分紧固轴向连接螺栓。
四、注浆控制
（一）注浆目的
1．防止地层变形。
2．及早使管片环安定，盾构的方向控制容易。
3．形成有效的防水层。
（二）注浆材料的性能
1．流动性好；
2．注入时不离析；
3．具有均匀的高于地层土压的早期强度；
4．良好的充填性；
5．注入后体积收缩小；
6．阻水性高；
7．适当的黏性，以防止从盾尾密封漏浆或向开挖面回流；
8．不污染环境。
（三）一次注浆
三种方式：
1．同步注浆——在空隙出现的同时进行注浆、填充空隙的方式。
2．即时注浆——一环掘进结束后从管片注浆孔注入的方式。
3．后方注浆——掘进数环后从管片注浆孔注入的方式。
◆ 一般盾构直径大，或在冲积黏性土和砂质土中掘进，多采用同步注浆；而在自稳性好的软岩中，多采取后方注浆方式。
（四）二次注浆——弥补一次注浆缺陷
◆ 作用如下：
1．补足一次注浆未充填的部分；
2．补充由浆体收缩引起的体积减小；
3．以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充。
以1、2为目的的注浆多采用和一次注浆相同的浆液；以3为目的，多采用化学浆液。
1k413034熟悉盾构法施工地层变形控制措施
本条目容易出案例分析
二、盾构施工与地层变形控制
（一）地层变形原因
1．条件因素——覆土厚度、盾构直径、隧道线形、衬砌背后间隙、衬砌种类等。
2．直接原因——开挖面失稳、地下水位降低、推力过大、频繁纠偏、洞体土层失稳、盾体与洞体的摩擦力、衬砌背后产生间隙、注浆压力、衬砌变形、衬砌漏水等。
三、密闭式盾构掘进地层变形控制措施
（一）前期沉降控制
1．关键是保持地下水压。
（二）开挖面前沉降（隆起）控制
1．主要措施是土压（泥水压）管理，真正实现土压（泥水压）平衡。
（三）通过时沉降（隆起）控制
1．控制好盾构姿态，避免不必要的纠偏作业。。
2．采取注浆减阻措施。
（四）尾部空隙沉降（隆起）控制
采用适宜的衬砌背后注浆措施——同步注浆方式，及时填充尾部空隙。及时进行二次注浆。
（五）后续沉降控制——减小对地层的扰动；向特定部位地层内注浆的措施。
四、盾构施工与既有结构物防护
（二）盾构施工措施——控制地层变形，同时减少对地层的扰动。
（三）对既有结构物采取的措施——结构物加固、下部基础加固及基础托换三类。
（四）新建隧道与既有结构物之间采取的措施——盾构隧道周围地层加固；既有结构物基础地层加固；隔断盾构掘进地层应力与变形。
1k413035了解盾构机型选择要点
一、盾构机的选择
（三）选择的主要原则
1．适用性原则
2．技术先进性原则——技术最先进的盾构机是泥土压式与泥水式盾构机。
3．经济合理性原则
二、盾构机类型与适用条件
（一）盾构机类型
盾构机是盾构法施工的主要施工机械，按开挖面是否封闭分为敞开式和密封式两类。
按平衡开挖面土压与水压的原理不同，密闭式盾构机又可分为土压实和泥水式两种。
敞开式盾构机按开挖方式划分，可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种。
1k413040喷锚暗挖（矿山）法施工
大纲要求：
1k413041掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择
1k413042掌握喷锚加固支护施工技术
1k413043掌握衬砌及防水施工要求
1k413044熟悉小导管注浆加固技术
1k413045熟悉管棚施工技术
重点与难点：
n 喷锚暗挖法的掘进方式选择
n 喷锚加固支护施工技术
1k413041掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择
一、浅埋暗挖法与掘进方式
浅埋暗挖法施工因掘进方式不同，可分为众多的具体施工方法，如全断面法、正台阶法、环形开挖预留核心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中隔壁法、交叉中隔壁法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。
注意它们的适用条件优缺点
三、掘进方式及选择条件（注意示意图中的数字代表开挖顺序）
1k413042掌握喷锚加固支护施工技术
一、喷锚暗挖与初期支护
（一）喷锚暗挖与支护加固
1．喷锚初期支护，主要包括钢筋网喷射混凝土、锚杆一钢筋网喷射混凝土、钢拱架一钢筋网喷射混凝土等支护结构形式。
（二）支护与加固技术措施
1．暗挖隧道内常用的技术措施
(1)超前锚杆或超前小导管支护；
(2)小导管周边注浆或围岩深孔注浆；
(3)设置临时仰拱。
2．暗挖隧道外常用的技术措施
(1)管棚超前支护；
(2)地表锚杆或地表注浆加固；
(3)冻结法固结地层；
(4)降低地下水位法。
1k413043掌握衬砌及防水施工要求
一、防水结构施工原则
（二）复合式衬砌与防水体系
1．复合式衬砌设计，衬砌结构是由初期（一次）支护、防水层和二次衬砌所组成。
2．复合式衬砌，以结构自防水为根本，辅加防水层组成防水体系，以变形缝、施工缝、后浇带、穿墙洞、预埋件、桩头等接缝部位混凝土及防水层施工为防水控制的重点。
三、复合式衬砌防水施工
（一）复合式衬砌防水层施工应优先选用射钉铺设，结构组成如图1k413043所示。
三、复合式衬砌防水施工
（四）二衬混凝土施工
1．二衬采用补偿收缩混凝土，具有良好的抗裂性能。
2．二衬混凝土浇筑应采用组合钢模板体系和模板台车两种模板体系。
1k413044熟悉小导管注浆加固技术
二、技术要点
（一）小导管布设
1．常用设计参数：钢管直径30～50mm，钢管长3～5m,焊接钢管或无缝钢管；钢管钻设注浆孔间距为100～150mm，钢管沿拱的环向布置间距为300 ～500mm。
（三）注浆工艺
2．在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。
1k413045熟悉管棚施工技术
一、结构组成与适用条件
（二）适用条件
2．通常，在下列施工场合应考虑采用管棚进行超前支护：
(1)穿越铁路修建地下工程；
(2)穿越地下和地面结构物修建地下工程；
(3)修建大断面地下工程；
(4)隧道洞口段施工；
(5)通过断层破碎带等特殊地层；
(6)特殊地段，如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、海底的地下工程施工等。
二、技术要点
（一）主要材料要求
1．管棚所用钢管一般选用直径70～180mm，壁厚4～8mm无缝钢管。
三、施工质量控制要点
（一）钻孔精度控制
2.在松软地层或不均匀地层中钻进时，管棚应设定外插角，角度一般不宜大于3º。