地铁工程施工技术综述

地铁工程施工技术综述

陆云涌

摘　要:较全面地叙述了我国目前在城市地铁施工领域所采用的主要施工技术,其中包括明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法等施工技术,以及冷冻、降水、防水、注浆、高压旋喷、锚杆等主要辅助工法,指出这些施工技术在我国城市地下铁道建设中起到了重要作用。

关键词:地铁施工,明挖法,暗挖法,盖挖法,盾构法

中图分类号:U231.3文献标识码:A

随着我国城市轨道交通建设的发展,地下铁道大量兴建,使我国地铁工程施工技术不断发展和提高。我国地下工程施工中先后采用了明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法以及许多辅助工法等。本文将全面介绍这些施工技术和辅助工法。

1　明挖法施工

1)放坡开挖技术。在工程地质及水文地质条件允许的情况下,可采用放坡开挖的施工技术。边坡坡度根据地质、基坑挖深及参照当地同类土体边坡稳定值确定。基坑的开挖尺寸要保证满足结构施工的需要,需要设排水沟、集水井的基坑,其开挖尺寸可适当加宽。基坑应自上而下分层、分段依次开挖,以防止掏底开挖发生事故,开挖应随挖随刷边坡。

2)型钢支护技术。型钢支护一般是使用打桩机或沉拔桩机打入或沉入工字钢或钢板桩,根据不同地区和地质条件设定桩距,桩间采用木背板、水泥土或钢丝网喷混凝土挡护。当基坑较深时,可采用双排桩,由拉杆或连梁连接共同受力。地铁施工也可采用多层钢横撑支护技术,还可用单层或多层锚杆,使其与型钢共同形成边坡支护体系。

3)连续墙支护技术。连续墙支护一般采用钢丝绳和液压抓斗成槽设备,也有用多头钻和切削轮式成槽设备的。槽段采用膨润土泥浆护壁,灌注水下混凝土,使其形成混凝土挡土墙结构。为加强支护能力,一般采用钢横撑和锚杆拉紧连续墙共同受力的方式。连续墙不仅能承受较大的荷载,同时具有隔水的作用。

4)混凝土灌注桩支护技术。混凝土灌注桩的成孔方法有人工挖孔、机械钻孔两种。人工挖孔形状有圆形和矩形,采取边挖边支护的方式;机械钻机有冲击钻机、长短螺旋钻机、循环钻机和潜水钻机。根据地质和水文条件采用干法和浆液护壁法,然后灌注普通混凝土和水下混凝土成桩,支护可采用双排桩加混凝土连梁共同作用形式,还可采用桩加横撑或锚杆形成的受力体系。

5)土钉墙支护技术。土钉墙支护是在施工现场的原位土中用机械钻机成孔,插入排列间距较密的细长杆件,通常还外裹水泥砂浆或注浆,并喷射混凝土,使土体、钢筋、喷混凝土板面结合成深基坑土钉支护体系。

2　暗挖法施工

1)浅埋暗挖施工技术。浅埋暗挖法可以概括为:保持岩石原有的性能,充分发挥岩体承载作用,采用锚喷支护控制围岩变形,根据实际情况分析确定最终支护,支护越适时越好。施工原则是“管超前,严注浆,短开挖,强支护,快封闭,勤测量”。

2)多拱多跨暗挖法施工技术。我国的多拱多跨暗挖法施工技术是在西单地铁建设中产生的,地铁车站断面为三连拱形式,施工中采用“双眼镜法”施工技术,依次分部开挖,每个眼镜的开挖支护均错开10d～20d,使初期支护达到一定强度并形成支护闭合体后,再逐步开挖上部。

3)平顶直墙暗挖法施工技术。这种方法的特点是:采用可重复使用的临时支撑,减小开挖工作面跨度,为二次衬砌施工创造通透的空间,实现受力转换又没有废弃工程。目前,这种技术已在北京长安街过街道、其他人行道和地铁出入口以及地铁区间隧道施工中大量采用,效果良好。

3　盖挖法施工

盖挖法的特点是:根据不同的地质和水文地质条件,设计以连续墙、混凝土灌注桩作为边坡支护结构,然后施作盖板,形成框架结构后,在其保护下开挖土方,并完成结构施工。盖挖法是一种快速、经济、安全的施工方法,对人们生活干扰少,采取措施后可以做到基本不影响交通,较暗挖法要经济。

4　盾构法施工

1)隧道掘进机施工技术。隧道掘进机也称岩石盾构,工作部分由刀盘、带滑动支撑靴及稳定作用部件的刀盘支架、主轴承、动力传动装置、主梁、支腿及出渣皮带运输机等组成。水平支撑和支腿通过液压支承在隧道壁上,使掘进机固定;液压推力油缸把固定部分和工作部分连接起来,提供向前移动的动力,迫使刀盘紧贴隧道掌子面的岩石表面进行切削开挖并出渣。一般岩石强度高的隧道不加衬砌,岩石风化的地层采用钢拱架、钢丝网、喷混凝土衬砌。TBM施工月进度一般在1000m以上,速度快,质量好,适用于铁路、公路隧道及水工隧洞。

2)泥水平衡盾构施工技术。泥水平衡盾构的特点是:在盾构正面与支承环前面装置隔板的密封舱中,由有适当压力的泥浆来支撑开挖面,并由安装在正面的大刀盘切削土体,进土与泥水混合成泥浆后,通过泥浆泵和管道输送到隧道外的地面,由泥浆分离设备除掉土砂后,再通过管道把合格的泥浆送到工作面。反复循环地切割地层、推进并安装管片以形成隧道结构,这种开挖方式适用于多种复杂的地层,特别是地下水位较高的地层,上海、广州都有成功案例。泥水盾构对地层扰动最小,地面沉降小,但盾构及与其配套的泥浆制造、分离设备造价高、占地面积大。

3)土压平衡盾构施工技术。土压平衡盾构的前端设有一个全断面大刀盘,切削刀盘后是密封舱,在密封舱的下部装置长筒形螺旋输送机,输送机一头设有出入口。所谓土压平衡就是刀盘切削下来的土体和泥水充满密封舱,具有适当压力,与开挖面保持土体的相对平衡。

4)气压盾构施工技术。穿越饱和含水地层所采用的压缩气体

绿色施工常见问题研究

张燕林

摘　要:从绿色建筑绿色施工管理、施工节地、施工节能、施工节水、施工节材和绿色施工环境六个方面分析了绿色施工的要点。通过对某工程案例绿色施工过程的分析,找出绿色施工实施过程中存在的主要问题是噪声、光污染控制及材料乱堆、垃圾处理不及时等。

关键词:绿色建筑,绿色施工,节能节水

中图分类号:TU712文献标识码:A

纵观整个施工过程,从“绿色建筑”的角度分析,可以划分为以下四个主要环节,即:施工规划、材料采购、建筑施工、工程验收。实施绿色施工,应进行总体方案优化,对以上所说四个环节各阶段进行控制,加强对整个施工过程的管理和监督。

1　绿色施工要点

《绿色施工导则》中所做的绿色施工总体框架由施工管理、环境保护、节材与材料资源利用、节水与水资源利用、节能与能源利用、节地与施工用地保护六个方面组成[1,2]。

1.1　绿色施工管理

针对“绿色建筑”而开展的“绿色规划”需要解决两个问题:1)施工过程的绿色化;2)竣工建筑实体的绿色化。规划工作应围绕“绿色建筑”的目的,选择“绿色建筑”所需要的材料,确定建造“绿色建筑”所需要的施工手段、方法,并严格执行。针对施工过程中的“绿色化”问题,认真选择施工方法,认真分析所选择各施工工艺的特点,明确检查点、见证点、停止点等检查验收的关键部位,尤其是从“绿色”观念出发所需要检测的项目。针对施工期间现场环境的改善问题,合理确定“硬化”现场和“绿化”现场的比例,通过CI策划,作好场地硬化、绿化等水平方向和围墙、建筑物主体立面等竖直方向的综合“绿化”、立体美化工作[4]。最后,针对永久工程的“绿色化”问题,确定材料选择的原则并选择主要材料。1.2　施工节地

根据施工规模及现场条件等因素合理确定临时设施,如临时加工厂、现场作业棚及材料堆场、办公生活设施等的占地指标。其占地面积应按用地指标所需的最小面积设计。要求平面布置合

防漏水的盾构称为气压盾构,气压盾构要设一个闸室来保证工作面跟隧道隔断,以确保工作面的压力。工作人员进入工作室时,要通过闸室增压或减压,管片和其他材料进出也必经闸室。气压盾构的气压容易对施工人员产生不良影响,长期在这种条件下工作容易得“气压病”,故应尽量减少这种方法。

5)混合盾构施工技术。混合盾构是目前世界上最先进的盾构,适合于复杂多变的地层。混合盾构的特点是:在大刀盘上安装适合各种地层的多种刀具,其在辐条上安装刀头的方法和角度的不同使之能适应不同松散的土质,同时在大刀盘上还要安装有能粉碎大石块和岩石的圆盘式切削刀头。这种具有特殊大刀盘的盾构,已在广州地铁工程中应用并获得成功。

5　辅助工法

1)降水施工技术。目前采用的降水方法主要有表面排水和井点降水,近来又发展了水平井降水。地下空间降水主要采取的降水施工技术有:表面排水法、轻型井点法、喷射井点法、深井泵井点法、渗井井点法、电渗井点法及水平井降水法等。

2)注浆技术。注浆主要用于结构止水或加固地层,注浆方式一般有软土分层注浆、小导管注浆、帷幕注浆等。一般的注浆材料有普通水泥、超细水泥、水泥水玻璃、改性水玻璃、化学浆等。注浆作业可概括为充填或裂隙注浆、渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆四类。根据注浆材料的不同,又可分为单液注浆和双液注浆。

3)高压旋喷注浆技术。高压旋喷主要用于地层加固,如:盾构法隧道的始发和到达端头常用高压旋喷注浆加固;还有地铁隧道的联络通道施工时也常用此法来加固地层。近年来,也开发了在隧道内施作的水平旋喷注浆加固技术。

参考文献:

[1]　陶龙光,巴肇伦.城市地下工程[M].北京:科学出版社,1995.

[2]　王毅才.隧道工程[M].北京:人民出版社,2002.

[3]　夏明耀,曾进伦.地下工程设计施工手册[M].北京:中国建

筑出版社,1999.

[4]　龚晓南,高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国

建筑工业出版社,1998.

[5]　《建筑工程手册》编写组.建筑施工手册[M].第3版.北京:

中国建筑工业出版社,1999.

[6]　刘国琦,杜文库.我国地下工程施工技术的发展及展望[J].

建筑技术,1997(7):18219.

Survey of subw ay construction technology

L U Yun2yong

Abstract:It comprehensively discusses the main construction technologies in urban subway construction in China at present,including the con2 struction technology such as open excavation method,underground excavation method,top2down method and shield driving method and auxil2 iary methods such as freezing,water reducing,waterproof,grouting,high2pressure jet pile and bolt and points out that the important role that those construction technologies play in urban railway construction in China.

K ey w ords:subway construction,open excavation method,underground excavation method,top2down method,shield driving method