[北京]装配式铺盖法建地铁车站施工技术(共64页)

1、装配式铺盖法修建地铁车站设计施工技术研究 欢迎 指导北京市轨道交通建设管理有限公司北京交通大学 调研中期汇报1.前言装配式铺盖法即以标准的铺盖板铺设临时路面，维持地面交通畅通，然后凭借各种标准临时支撑及支护，保证围岩稳定，并用标准构件保护地下构筑物及管线，进行施工开挖。根据课题研究安排及轨道交通建管公司的要求，我们调研了以日本为主的国外应用装配式铺盖法修建地铁车站的设计施工技术。调研主要内容： 1）装配式铺盖法结构型式 2）结构拼装细部 3）铺盖板和支撑样式及设计法 4）管线悬吊保护东京地铁某车站图-2-1装配式铺盖法标准断面图 2.装配式铺盖法构件结构模式 2.1 基本构件结构型式装配式铺盖

2、法各部分名称2.2 铺盖板的种类及性能2.2.1 铺盖板的种类 通常按使用材料种类可分为如下几种：（a）钢铺盖板（b）铸铁铺盖板（c）钢筋混凝土铺盖板（d）钢-混凝土合成铺盖板（e）木制铺盖板图-2-3 钢制铺盖板示意图图-2-5特殊铺盖板一例图-2-4防灾面详图 2.2.2 铺盖板应具备基本性能 （a）各种大交通量情况下也能正常使用； （b）耐久性好，可长时间使用； （c）表面抗滑能力强，不影响汽车行驶及停止； （d）抗冲击能力强，能充分抵抗施工及材料搬运时的偶然 冲 击； （e）重量尽可能轻； （f）安装方便、简单、牢靠，使用期间检查方便； （g）车辆在铺盖板上行驶时不产生额外噪音； （h

3、）通用性和兼容性好，各种铺盖板可以并用； （i）材质均匀，成型误差小，不给车辆及步行者以 不安全感觉； （j）安全性高，铺盖板即使发生破损，也决不可能发生事故；铺盖板的抗滑性能 铺盖板的抗滑性能是影响车辆安全行驶的重要因素之一。钢铺盖板以及铸铁铺盖板在晴天干燥情况下摩擦系数与混凝土路面相同，但在湿润状态下，其摩擦系数降低明显，特别是当表面的纹络被泥土覆盖的情况下，摩擦系数就会更小，抗滑性能较差。因此，在工程中搬送的泥土等附着在铺盖板上时，应立即清扫。现在各相关公司也都在做提高铺盖板表面摩擦系数的研究和开发。种类测定条件速度（km/h）路面温度20406070圆形突起钢板干燥0.601 0.64

4、2 0.695 0.695 1416C湿润0.397 0.314 0.269 0.260 泥土0.383 0.342 0.257 0.237 铸铁铺盖板干燥0.596 0.658 0.661 0.660 1416C湿润0.661 0.537 0.448 0.441 泥土0.581 0.553 0.385 0.396 钢制铺盖板干燥0.812 0.744 0.698 3028C湿润0.694 0.611 0.428 泥土砼钢合板铺盖板干燥0.817 0.766 0.777 3633C湿润0.725 0.606 0.595 泥土表-2-1 铺盖板抗滑摩擦系数 道路的种类最小摩擦系数条件一般道路0.

5、40路面35C,60km/h湿润一般道路有冰雪时及斜坡0.35有坡度及曲线的交叉点及分合流点 同上0.450.40 表-2-2 路面抗滑动摩擦系数的界限值 3. 结构布置及各部分的相互连接 3.1 路面铺盖板的高程与平面布置 一般来说,铺盖板的高程应与现有的道路高程一致。如果在铺盖板上用打桩机打桩的话，铺盖板应尽可能水平。如果因为地下埋设物的高程等原因不得不设置错台时，应尽可能把铺盖板端部与现有道路的接续部分做成缓坡（5%）。图-3-1 铺盖法过渡区间详图图-3-2 铺盖法计划高程图 当道路在纵向上有坡度，凸凹不平时，应尽可能使铺盖板面平滑，所以应事先将既有路面加高，使铺盖板设置时不需要大量的

6、接续就能完成。断面坡度一般都是水平或1/100以下的坡度，设置排水沟。 3.2 铺盖板与铺盖板支撑梁的平面布置 铺盖板的布置方向要从考虑机具等的出入及埋设物悬吊保护的便利性来决定。 在较宽的道路下进行铺盖施工时，应根据开挖宽度设置中间桩。中间桩的间距在保证安全的条件下应尽量大图-3-3 路面铺盖平面图 铺盖板支撑梁一般与道路垂直布置。这是因为这样做可以让挡土墙兼作铺盖板支撑梁的支撑桩，便于施工且有利于工程的经济性。由于铺盖板是避免长期禁止通行的手段，很多如右图所示的对双车道的道路进行单车道施工的情况很多。但由于白天交通量大，一般都是夜间施工。图-3-4 单边铺盖板施工例3.3 铺盖板支撑梁 布

7、置的基本原则： (a) 铺盖板支撑梁一般按设定的车辆行进方向设计； (b) 铺盖板支撑梁的设置方法，与其说由铺盖板支撑 梁设计上的利与弊决定，不如说由施工及其他因素的方便有利来决定； (c) 在多数情况下铺盖板支撑梁的轴向设置与梁支撑的关系有轴心错开和不错开两种方式； (d) 铺盖板的大小是考虑铺盖板支撑梁的中心间隔的基本因素 (e) 埋设物的悬吊梁一般以设置专用悬吊梁为原则； (f) 活荷载（不含冲击荷载）的容许挠度为支座间距的1/400或25mm以下。 活荷重的加载方法根据铺盖板支撑梁与车辆行进方向垂直或水平的不同而不同，因此，车辆行进方向一定的情况下，仅在其方向上设计既可；如果车辆行进方

8、向不定，需要两方向设计。 铺盖板支撑梁的排列方法，一般通常考虑平面形状、支承桩配置、施工条件以及其他条件来决定。由于铺盖板支撑梁是沿道路横向铺设，所以，铺盖板一般是与车辆行进方向垂直铺设。当铺盖板宽度大而且铺盖板支撑梁轴向存在多个方向的情况下的配置方法 (a) 梁支撑为槽型钢 1）铺盖板支撑梁的轴心不同的情况 梁支撑需要2根槽型钢的情况下，按右图布置，能牢固搭接，没有脱落的可能。即使1根槽型钢也能满足的情况下，也应当采用此方法布置。铺盖板支撑梁的连接方法 (其一）铺盖板支撑梁的连接方法（其二） 2）铺盖板支撑梁的轴心相同的情况 铺盖板支撑梁1根槽型钢就能满足的情况下，虽说铺盖板支撑梁的轴心没有

9、脱离，但搭接的宽度仅有桩宽1/2，因此，为了不使其脱落，铺盖板支撑梁槽的相互连接是必须的。 (b) 梁支撑为H型钢 1）铺盖板支撑梁的轴心不同的情况按右图布置 没有特殊条件下，一般使用该方式。图-3-7 铺盖板支撑梁的连接方法（其三） 图-3-8 铺盖板支撑梁的连接方法（其四） 2）铺盖板支撑梁的轴心相同的情况如右图所示配置,但这个方法是最危险的。如果搭接部仅仅是端部,而且不做任何补强的话, 铺盖板支撑梁的端部可能会产生弯曲, 铺盖板支撑梁有脱落的危险。因此，首先要对铺盖板支撑梁的荷重作用点处用肋板加强，使梁支撑的端部不产生弯曲。这个肋板要牢固的焊接在铺盖板支撑梁的槽处。另外，由于搭接较小，铺

10、盖板支撑梁的相互连接是必要的。（3）铺盖板支撑梁的设置间隔 因为铺盖板长2m，实际上也都是195-199cm,所以，铺盖板支撑梁的中心间隔按2m施工时是没有问题的。（4）铺盖板支撑梁与悬吊梁的兼用 （5）容许挠度 如果铺盖板支撑梁的挠度过大，铺盖板面会产生错台，其安定性也会受到损害，按规定，由活荷载产生的挠度容许在支座间距的1/400或25mm以下。 3.4 梁支撑与挡土墙的搭接 （1）处理原则 作为梁支撑的槽钢及H型钢，与挡土墙有两侧搭接和一侧搭接之分，其目的是梁支撑把分别分担的荷载传递给挡土墙。在用混凝土连续墙时，通常把铺盖板支撑梁直接搭接其上，不设梁支撑。当地层条件好的情况下，可以直接作

11、用于地表，但要进行承载力验算。 （2）挡土墙为桩板组合墙，SMW，PIP（钻 孔灌注桩），SP（钢板桩）等形式 （a）槽钢梁支撑与挡土墙两侧搭接 挡土墙采用桩板组合墙，SMW，PIP等形式的情况下，用螺栓固定，铺盖板支撑梁荷重由梁支撑向挡土墙完全传递。图-3-9 槽钢与桩板组合墙、SMW、PIP坑的（两侧）图-3-10 槽钢与SP的连接（两侧） 挡土墙采用SP形式的情况下，用螺栓固定，铺盖板支撑梁荷重由梁支撑向挡土墙完全传递。（b）槽钢梁支撑与挡土墙一侧搭接 荷重较小且槽钢1根就可以的情况下，通常是固定在挖掘侧，而且一般应当如右图所示的背面的槽钢用等边三角形钢。 图-3-9 槽钢与桩板组合墙、

12、SMW、PIP坑的（一侧）（3）铺盖板支撑梁直接与混凝土连续墙连接，不需要梁支撑。如图-3-11所示。图-3-11 作为梁支撑的H型钢与挡土桩的连接（4）直接作用于地面 这种情况下，与挡土墙背面的土的性质有关，如有相当的承载力，可作为直接基础，如图3-12所示。但这种情况下要进行挡土墙（桩）承载力的验算，安全系数要达到2以上。 图-3-12 梁支撑直接作用于地面3.5 铺盖板及支撑各部分的拼装方法（1）原则 (a)接触部分是应力集中的地方，必须牢固可靠，需要时需加固补强。 (b)关于连接螺栓，即使使用高强度螺栓也要按普通螺栓计算。 (c)螺栓孔要用钻孔，不能用焊接枪开孔。 (d)现场焊接,一般

13、仅限用于角焊缝设计。 (e)角焊缝的原则是仅限于受剪切部分。（2）各部分的相互拼装式 图示为梁支撑材料用槽钢的情况图-3-13 铺盖板支撑梁与梁支撑（槽钢）的连接 (a)铺盖板支撑梁和梁支撑 当荷重较大，用螺栓连接，槽的部分可能产生失稳的情况下，用垂直钢材补强。图-3-14 铺盖板支撑梁与梁支撑（H钢）的连接 梁支撑材料用H钢的情况(b)梁支撑和桩 梁支撑为槽钢的情况下，梁支撑与桩用螺栓连接。图-3-15 梁支撑（槽钢）与桩的连结 图-3-16 梁支撑（槽钢）的连接部与桩的连接 梁支撑与梁支撑的连接通常在桩的位置实施，螺栓因剪切而不足时，如图进行处理。 梁支撑为H钢的情况下，用螺栓连接。荷重较

14、大的情况下，梁支撑的槽的部分可能产生失稳的情况下，需加钢材垂直补强。梁支撑与梁支撑的连接在桩的位置进行。图-3-17 梁支撑（H钢）与桩的连接处理(c)铺盖板支撑梁与斜撑 通常铺盖板的水平力很小，可用螺栓或焊接处，但因桩的朝向的不同，有各种处理方法。 1）桩的朝向是弱轴的情况图-3-18 桩与斜撑的连结（其一） 桩的朝向是弱轴的情况下，把斜撑的荷重传递到桩的端部即可。因为与桩的处理是非对称的，会使桩受扭，但如果荷重较小，以桩的抗扭刚度来抵抗就足够了，通常这样没有问题。 2）桩的朝向是强轴的情况 桩的朝向是强轴的情况下，也是把斜撑的荷重传递到桩的端部即可。但在这种情况下，因为必须借助一端的桩边缘

15、进行荷载传递，因此必须对那部分进行安全确认。另外，在这种情况下与1）相同，会使桩受扭，但其荷载较小，通常也没问题。图3-19 桩与斜撑的连接 （其二） (d)桩与水平连接材 水平连接材本身的处理通常用螺栓连接即可，如可能用焊接也可以。 1）桩的朝向是弱轴的情况 桩的朝向是弱轴的情况下，把斜撑的荷重传递到桩的端部即可。即使荷重较小，斜撑交互在桩的两边缘固定，所以水平连接材（继材）也是在两端连接。 图3-20 桩与水平连接的处理 （其一）2）桩的朝向是强轴的情况（图-3-21） 桩的朝向是强轴的情况下，也是把斜撑的荷重传递到桩的端部即可。但在这种情况下，不是直接的而是必须借助一端的桩边缘进行荷载传

16、递，因此必须对那部分进行安全确认。 图3-21 桩与水平连接的处理 （其二） （3）螺栓的计算方法 （a）螺栓通常使用M22，没有特殊要求的情况下一般使用该种螺栓。 （b）一般按普通螺栓计算。因为摩擦结合理论等不被承认，用螺栓的考虑方法设计计算其容许应力。 （c）由于普通螺栓一般因振动会松动，因此必须使用弹性垫圈，充分拧紧，并且要定期检查。 （d）螺栓孔一定要用钻孔。如果用气焊切割等方法开孔，会给母材带来损伤，螺栓孔歪斜等，产生使螺栓不能均匀承担荷载的危险，不得使用。 （4）焊接的计算方法 （a）现场焊接容许应力是按母材（通常与工厂焊接相同）的80%计算。 （b）因为是拼装方式，所以现场一般不

17、进行坡口焊接，如需要，仅限于用向下的姿态进行焊接。 （c）角焊缝也不得朝上设计为原则。 （d）焊接部如果受拉作用，进行坡口焊接是基本原则。 （e）角焊缝处只承受剪切力，不承受弯矩及轴向力（拉力）为原则。 4地下埋设物（管线）的处理及保护方法4.1处理及保护方法地下埋设物保护，因其状况及种类的不同而不同。一般以悬吊保护为主，悬吊保护的方法也以埋设物的种类的不同而不同，应按埋设物管理者所定的基准进行保护。为了确定适当的防护和复旧的方法，必须充分了解开挖范围，并对埋设物的种类、深度、构造尺寸、老朽程度、材质等进行充分的调查，一般有如下的方法：（1）铺盖板支撑梁悬吊保护法在管线原来的位置用铺盖板支撑梁

18、悬吊保护，工程中经常进行检查和维护，确保安全。这种方法由于铺盖板支撑梁的振动会直接传给埋设物，悬吊以钢丝绳以及松紧装置等要小心进行。在管线原来的位置用专用悬吊梁保护，这种方法由于有铺盖板支撑梁的振不会传给埋设物的优点，主要用于煤气管保护或者交通繁忙的交叉点的电力、电话线的保护。一般用高300mm的H钢。图4-1-1 专用梁的悬吊防护（2）专用梁悬吊保护法图-4-2 临时防护（3）临时支撑保护法当埋设物重量大、铺盖板支撑梁悬吊保护有危险时，打设侧桩、中间桩或专用桩，另用它作为支撑的保护方法。大型的灌渠、上水本主管（直径1200mm以上）或洞道等的保护用此方法。这种方法使用时要特别注意支撑桩的承载

19、力、挠度以及管的老朽程度的调查。在软弱地层埋设物横穿或斜穿时，又从悬吊保护到直接进入地层的部分，埋设物会受到由于开挖固结沉降的影响。作为防止对策，把铺盖板范围扩大，上部的土除去，使之可能经常检查和监视，保证其安全。如发现可能有危险，立即进行悬吊保护，或者进行管路下的注浆防护。如图-4-3所示。复原时用金属托保护回填复原。如图-4-4用金属托座防护所示。图-4-3 分段防护（4）分段开挖保护法图-4-4 用金属托座防护返回开挖范围内外，伴随开挖有受到变位沉降等影响的管路，可以和管路管理者协议，用改变管路的材质或者同样材质更新的办法来防止工程中对管路的损害。例如，铸铁煤气管更换为钢管，老朽的下水管

20、用新管更换等。（5）变更管子的材质保护法道路宽度过窄，隧道的占用位置无法变更或打桩位置埋设物多为障碍时，用临时移设，工程中使用悬吊保护，工程完了后复原。（6）临时移设法埋设物成为障碍物时，经过协议可以移设、撤去。另外，也有道路上设置的电力线、电线杆等临时移设的情况，这时，往往临时移设或在原来的位置用铺盖板支撑梁悬吊保护。（7）移设、撤去法图-4-5 电线杆保护4.2 各种管路的保护方法图-4-6是上水管道防护标准模式图。一般地讲，上水管和煤气管都是钢管或铸铁管，除铸铁管外，一般都是接头用焊接或螺栓连接，有一定的强度；但上水道的管接头插入式较多，会由于悬吊保护时的振动使接头部脱离，因此，一般采用

21、如图-4-7所示的补强保护措施。一般地讲，管路可以按下例分类：上水管、煤气管，下水管，电力、电话管线，其他。（1）上水管、煤气管图-4-6 上水管道防护标准图图-4-7上水管道补强图图-4-6 上水管道防护标准图返回图-4-7上水管道补强图返回下水管，一般是陶制管、钢筋混凝土管或聚丙烯管所制，管的结合一般也是用水泥砂浆填充接缝的。因此，有混凝土脱落后或落水的情况下，必须进行事前修理。陶管在内径380mm以下的小管等，材质比较旧易损坏，保护时应充分注意。（2）下水管（3）电力、电话管线图-4-8 地下电缆防护标准图构造及样式多种多样，有直埋式、管式（各种管材不同）、单孔管或多孔管组合式等。其中一例4.3 埋设物妨碍铺盖板支撑梁时的处理方法通常，为了使铺盖板的高程与原有道路面高程一致，在浅埋位置的埋设物就成为铺盖板支撑梁或梁支撑的障碍。因此，铺盖板支撑梁的设置方向应尽可能避开埋设物为原则。图-4-9是埋设物妨碍铺盖板支撑梁、梁支撑铺设时主要处理方法示意图。图-4-9 埋设物妨碍铺盖板支撑梁情况下的处理方法 图-4-9 埋设物妨碍铺盖板支撑梁情况下的处理方法 返回（1）把铺盖板支撑梁的支座宽度减小，相应配置桩；使用小的铺盖板支撑梁。（2）使用梁高小、宽度大的铺盖板支撑梁系列的H钢（H-4004001321等）。（3）加大铺盖板支撑梁