城市轨道交通工程案例部分

城市轨道交通工程（地铁、轻轨、高架桥）一、土方开挖及护坡技术1、土方开挖：根据支护设计、降排水要求确定挖方案；坑四周设排水沟坑内设排水设施；放坡挖对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施；软土坑分层分块均衡挖及时支撑；开挖中防碰支护结构、格构柱、降水井点、扰动基底土；以下情况立即停挖（围护结构变形明显加剧；围护结构异常声响；围护结构或止水帷幕渗漏；支撑轴力突然增大；边坡出现失稳征兆；基底明显异常）2、护坡技术：（1）基坑边（放）坡：地质条件现场条件允许采用敞口放坡；边坡失稳影响因素（边坡坡度；未按设计坡度挖；坡顶堆载；基坑降排水措施不力；挖后暴露时间过长；未及时刷坡）。放坡要求（以控制分级坡高和坡度为主；是否设分级过渡平台分一级放坡和分级放坡；存在影响边坡稳定地下水时采取降水措施；分级放坡设分级过渡平台，下级坡度缓于上级坡度；分级过渡平台宽度（岩石放坡20.5m、土质放坡2lm）（2）长基坑开挖与放坡（纵向放坡目的：保证开挖安全防滑坡，保证出土运输方便；坑内纵向放坡是动态放坡容易滑坡（由于坡度陡、雨期施工、排水不畅、坡脚扰动）；编开挖方案确定放坡坡度，雨天监护与保护措施；土坡附近有需保护的建筑或管线，应减缓该处坡度以减小管线弯曲和建筑物差异沉降3、边坡保护：（1）边坡稳定措施（不同土层留台阶；基坑降排水；随挖随刷坡；坡顶1-2m严禁堆载；坡面土钉、挂网喷砼、抹水泥砂浆护面；暴露时间过长采取护坡措施。（2）护坡措施（削坡、坡顶卸载、坡脚压载措施）；坡面坡脚保护措施（叠放砂包或土袋；水泥抹面；挂网喷砼或浆；锚杆喷砼护面；塑料膜；土工织物覆盖坡面）4、基坑侧壁安全等级：对周边环境及地下结构影响很严重称一级；一般为二级；不严重为三级。5、基坑监测重点：侧壁水平位移；周围建筑物及地下管线变形；地下水位；坑底隆起。当基坑变形超标准或监测结果变化速率较大，应加密观测次数，当有事故征兆时应连续监测。先兆（及时加固）；凶兆（撤离以人身安全为第一要务）二、地基加固处理方法1、较浅基坑（换填材料加固提高地基承载力）；深基坑（水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆、掺固化剂，提高土体强度和土体侧面抗力为主）（1）注浆法：用液压、气压、电化学原理，填充、渗透、挤密方式；浆液（由主剂、溶剂、外加剂（国内常用水泥浆液）；注浆方法（渗透入注浆：中砂以上的砂砾土、有裂缝岩石；劈裂注浆：低渗透性土层；压密注浆：中砂地基、非饱和土体；电动化学注浆：土渗透系数小10-4次方cm/s）（2）水泥土搅拌法：加固饱和黏性土、粉土。根据固化剂掺入状态不同分（浆液搅拌和粉体喷射搅拌）（3）高压喷射注浆法：淤泥、淤泥质土、流塑、软塑黏性土、粉土、砂土、碎石土。根据现场试验结果确定适用程度。三种形态：旋喷（圆柱）（单双三均可）、定喷（壁状）（双三）、摆喷（扇状）（双三）；单管法（喷高压水泥浆液一种介质）、双管法（高压水泥浆液和压缩空气两种介质）、三管法（高压水流压缩空气水泥浆液三种介质）；注浆主材（232.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.8-1.5，常用1.0）；注浆中出现压力骤降、压力骤升、冒浆及时采取措施三、工程降水方法1、软土地区挖超3m井点降水；坑底为隔水层且层底作用有承压水时，坑底突涌验算；因降水危及基坑及周边环境安全时用截水或回灌方法。方法选择（根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护结构种类）2、集水明排（小2m）；轻型井点（一级3-6m，二级6-9m，三级9-12m）；喷射井点（8-20m）；管井疏干（大15m）；管井减压（大20m）。降承压水（喷射井点、管井减压）；降潜水（除管井减压，其余均可）；降地表水（只有集水明排）；砂土（集水明排、轻型井点、喷射井点）；粉土（轻型井点、喷射井点、管井疏干、管井减压）；砂性土（管井疏干、管井减压）；含薄层粉砂的淤泥质粉质黏土（轻型井点、喷射井点、管井疏干）3、明沟集水井排水：基坑两侧或四周设排水明沟（布在建筑基础边0.4m外，底面比挖面低0.3-0.4m），基坑四角或每30-40m设集水井（底面比明沟底面低0.5m上）4、井点降水：挖较深涌水量大有维护结构时用；井点布置（根据坑平面形状大小、地质水文情况、工程性质、降水深度）；基坑宽小6m且降水深小6m,用单排井点，布在地下水上游一侧；基坑宽大6m或土质不良渗透系数大，双排，布在基坑两侧；当基坑面积较大用环形井点。井点距坑壁#1-1.5m,井点间距0.8-1.6m,井点管埋深经计算确定；滤水管埋入含水层内，并比基坑底深0.9-1.2m5、基坑隔（截）水帷幕与坑内外降水：地下含水层渗透性强厚度大，用悬挂式竖向截水与坑内井点降水结合、悬挂式竖向截水与水平封底结合。截水帷幕（注浆、旋喷法、深层搅拌水泥土桩挡墙）6、帷幕与降水井布置三种类型：（1）帷幕深入降水含水层底板（帷幕隔断降水含水层）（帷幕插入最深降水井布在帷幕内侧）（2）帷幕底位于承压水含水层隔水顶板中（帷幕插入最浅降水井布在帷幕外侧）（3）帷幕底位于承压水含水层中（帷幕插入深度处中，降水井布在帷幕内侧）四、盾构始发（出洞）与接收（进洞）施工技术1、洞口土体加固：拆洞口围护结构前必须对其加固；加固目的（确保洞口土体稳定防地下水流入；防盾构周围地下水及土砂流入工作井；防地层变形对地面建筑物及地下管线破坏）；加固方法（注浆法、高压喷射搅拌法、冻结法）；注浆法（渗透注浆法适用砂砾土层；挤密注浆法适用砂土层）；冻结法（适用大断面盾构和地下水压高）2、盾构始发技术：（洞口土体加固段掘进、初始掘进两阶段）；决定始发段长度因素（衬砌与周围地层摩擦阻力、后续台车长度）；盾构基座、反力架、管片上部轴向支撑的制安足够刚度；拆洞口围护结构前确认加固效果，必要时补注浆；加强观测工作井周围地层变形、盾构基座、反力架、临时管片、管片上部轴向支撑的变形与位移；初始掘进任务（收集掘进及地层变形量数据；判断土压、泥水压、注浆量、注浆压力是否恰当；测量盾构与衬砌位置，把握掘进方向控制特性）3、盾构接收技术：暂停掘进测盾构机坐标位置，确认与隧道中心线偏差值；根据测结果制订掘进方案；确认洞口土体加固效果必要补注浆；逐渐降低土压泥水压设定值至Ompa；盾构接收基座制安足够刚度。五、盾构掘进技术（掘进控制目的：确保开挖面稳定）开挖控制、一次衬砌、注浆控制、线形控制四大要素1、开挖控制：根本目的确保开挖面稳定；土压式（以土压、塑流性改良控制为主，辅排土量、盾构参数控制）；泥水式（以泥水压、泥浆性能为主，辅排土量控制）；（1）开挖面土压（泥水压）控制值=地下水压（间隙水压）+土压+预备压设定土压—有静止土压（最理想土压值）、主动土压（不塌临界土压最小）、松弛土压（地质良好覆土深能形成土拱时可采用）；预备压设定（土压式10-20kn/m2；泥水式20-50kn/m2）（2）土体稳定性好的场合取低值；地层变形要求小的取高值；Pmax=地下水压+静止土压+预备压Pmin=地下水压+（主动或松弛土压）+预备压；土压泥水压变动越小开挖面越稳定。（3）土压式掘进最理想地层：塑性变形好、流塑至软塑状、内摩擦小、渗透性低。改良材料应（流动性不离析无污染易与开挖土砂混合）；常用改良材料（矿物质、界面活性剂系、高吸水性树脂系、水溶性高分子系）；流动化改良控制是土压式盾构施工最重要因素之一。（4）泥水式盾构（泥浆性能控制是最重要要素之一）；泥浆性能（相对密度、黏度、PH、过滤特性、含砂率）；泥浆作用（形成泥膜或渗透区域土体强度提高、平衡开挖面土压与水压达到开挖面稳定、泥浆作为输送介质把挖出的土砂运出工作井）（5）土压式盾构出土采用轨道运输；土压式排土量控制方法（重量控制、容积控制）多用容积控制；泥水式排土量控制（容积、干砂量、干土量）2、管片拼装（即一次衬砌）控制：错缝拼装，纠偏或急曲线施工用通缝拼装；随管片拼装顺序分别缩回千斤顶；先紧固环向（管片间）连接螺栓，再轴向（环与环间）下部标准A型一左右两侧交替一邻接B型一楔形K型；对每环管片的盾尾间隙检测，对隧道线形与盾构方向严控；除曲线施工外蛇形修正采用楔形环管片。3、注浆控制：向管片与围岩间空隙注浆。注浆目的（防地层变形、形成有效防水层、减小管片应力和变形盾构方向控制容易、抑制隧道周边地层松弛防地层变形）；注浆材料性能（流动性好注入不离析良好填充性阻水性高适当黏性不污染环境体积收缩小均匀高于地层土压的早期强度）；一次注浆（分同步、即时、后方）（根据地质条件注浆设备维护控制环境条件开挖断面制约盾尾构造盾构直径）；同步注浆（空隙出现同时注，分盾构的注浆管注及管片注浆孔注）；即时注浆（一环掘进结束后从管片注浆孔注）；后方注浆（掘进数环后从管片注浆孔注）；盾构直径大或在冲击黏性土和砂质土中掘进用同步注浆；自稳性好软岩中用后方注浆。二次注浆（弥补一次注浆缺陷）；作用（补足一次注浆未充填部分、补充由浆体收缩引起的体积减小、防周围地层松弛范围扩大）；注浆控制分压力和注浆量控制，应同时进行控制。压力控制（压力不变、注浆量变），另一相反。注浆量与注浆压力经一定反复试验确认注浆效果；注浆压力（根据土压、水压、管片强度、盾构形式、浆液特性）4、线形控制：主要任务控制盾构姿态；对盾构及衬砌位置进行测量；掘进中主要对盾构倾斜及位置、拼装管片位置控制；盾构方向修正（调整千斤顶使用数量、采用仿形刀向调整方向超挖）；盾构转角修正（刀盘向盾构偏转同方向旋转）六、喷锚加固技术（喷锚支护和超前加固）1、喷锚暗挖与初期支护：喷锚初期支护包括（钢筋网喷射砼、锚杆—钢筋网喷射砼、钢拱架—钢筋网喷射砼）；暗挖隧道内支护加固技术（超前锚杆超前小导管支护、小导管周边注浆或围岩深孔注浆、设临时仰拱）；暗挖隧道外支护加固技术（管棚超前支护、地表锚杆或注浆加固、冻结法固结地层、降低地下水位法）2、暗挖隧道内加固支护：喷射用早强砼，使用前做凝结时间试验，初凝W5分，终凝W10分；钢筋网HPB235，6-12mm，网格150-300mm；钢拱架用钢筋、型钢制成，格栅拱架主筋218mm；基面滴水淌水集中出水点用埋管引导疏干;根据地质水文、喷设砼量选喷射方式，湿喷厚50-100mm；喷砼紧跟开挖工作面分段分片分层由下往上进行；钢拱架全部被喷射砼覆盖保护层厚240mm；钻孔不宜平行于岩层面，应沿隧道周边径向钻孔；锚杆必须装垫板，垫板与喷砼面密贴；钻孔安设锚杆前先进行喷射砼施工。3、暗挖隧道外超前加固：（1）降低地下水位法（达稳定围岩提高喷锚支护安全的目的）；含水松散破碎地层宜用，不宜用集中宣泄排水方法；城市地下工程中最重要决策因素是确保降水引起的沉降不会对已有构筑物或拟建构筑物结构安全构成危害；通常用地面降水方法或隧道内辅助降水方法；当降水方案不满足要求应在开挖前进行帷幕预注浆，加固地层等堵水处理。（2）地表锚杆杆（管）：适用浅埋暗挖、进出工作井地段、岩体松软破碎地段；按矩形或梅花形布置；钻孔f吹净钻孔一灌浆管灌浆一垂直插入锚杆杆件一杆件固定；锚杆类型根据地质条件、使用要求、锚固特性进行选择；可选中空注浆锚杆、树脂锚杆、自钻式锚杆、砂浆锚杆、摩擦型锚杆；（3）冻结法固结地层（用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层）；当土层含水量大10%和地下水流速W7-9m/d时，冻土扩展速度和冻结体形成效果最佳。七、衬砌及防水1、防水结构施工原则“防排截堵结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”。隧道防水（根据工程地质水文地质、地震烈度、结构特点、施工方法、使用要求）（以防为主刚柔结合多道防线因地制宜综合治理）；喷锚暗挖（矿山）法用复合式衬砌，结构由初期（一次）支护、防水层、二次衬砌组成，以结构自防水为根本，辅加防水层组成体系，变形缝后浇带施工缝穿墙洞预埋件防水层桩头接缝为重点。2、方案选择：措施主要是排和堵。结构处于贫水稳定地层同时位于潜水位上考虑限排方案；衬砌背后设排水盲管或暗沟，隧底设中心排水盲沟时，根据渗漏水情况配合衬砌一次施工。衬砌背后采用注浆或喷涂防水层方法止水；复合式衬砌防水层优先用射钉铺设。3、二次衬砌用补偿砼，良好抗裂性能。用钢模板体系和模板台车两种模板体系，对模板及支撑验算强度刚度稳定性。泵送模注，两侧边墙用插入式振捣，底部用附着式振捣，连续两侧对称水平浇筑八、小导管注浆加固（作为暗挖隧道支护措施与超前加固措施）（软弱破碎地层中成孔困难或易塌孔且施作超前锚杆困难，结构断面大，宜用超前小导管注浆和超前预加固处理方法）。必须配合钢拱架使用，小导管安装位置正确，足够有效长度，严控钻设角度。小导管钢管直径30-50mm,长3-5m，焊接钢管或无缝钢管。钻设注浆孔间距100-150mm,钢管沿拱环向布置间距300-500mm。两排小导管在纵向应搭接不小1m。注浆材料（良好可注性强度抗渗稳定耐久收缩小）（可用改性水玻璃适用砂类土、普通水泥单液浆、水泥—水玻璃双液浆、超细水泥）（水泥浆和水泥砂浆适用卵石地层，242.5级硅酸盐水泥，注浆材料选用和配合比经试验确定）。渗入注浆法（砂卵石地层）、劈裂（砂层）、劈裂或电动硅化（黏土层）、高压喷射（淤泥质软土层）。注浆时间和注浆压力由试验确定，严控注浆压力。注浆施工监测项目（地路隆起面、地下水污染、特别是采取措施防注浆液溢出地面或超出注浆范围）九、管棚技术（喷锚暗挖（矿山）施工隧道超前加固辅助方法）。由钢管和钢拱架组成，管内灌注水泥浆或水泥砂浆。1、管棚超前支护用于：穿铁路修地下工程、穿地下地面结构物修地下工程、修大断面地下工程、隧道洞口段施工、通过断层破碎带特殊地层、特殊地段地下工程。直径70T80mm，厚4-8mm无缝钢管，短管棚钢管每节长小10m,长管棚大10m。工艺流程：测放孔位f钻机就位f水平钻孔f压入钢管f注浆f封口f开挖注浆效果控制：严控管棚间距、严按试验参数控制注浆量、宜与小导管注浆结合第二章城市轨道交通工程质量检查与检验地铁车站工程施工质量检查与验收（重点是防水砼施工）1、防水砼配合比试验确定，离析应二次搅拌，塌落度损失加原水灰比的水泥浆，严禁加水。2、泵送砼规定：合理塌落度、不得离析、供应连续作业、间歇超45分或离析立即冲洗管、拐弯宜缓、接头严密、接长管路分段进行。3、防水砼每层灌注高度：插入式振捣器W3OOmm、表面振捣器W2OOmm4、施工缝位置：柱子（留在与顶、底板或梁交界处）；墙（水平施工缝在高出底板200-300mm处）；顶、底板均不得留水平施工缝；墙体施工缝宜留平缝并贴遇水膨胀条处理。5、施工缝处继续浇砼：已浇砼强度（水平施工缝不低1.2mpa，垂直不低2.5mpa）；已浇砼表面凿毛清理干净贴遇水膨胀胶条；浇前施工缝先湿润，水平施工缝先铺20-25mm厚与灌注砼灰砂比相同砂浆6、后浇带施工：位置设在受力和变形较小处宽0.8-1.0m；两侧砼42天后进行；两侧凿毛清理干净湿润刷水泥浆后贴遇水膨胀胶条；补偿收缩砼，配合比试验确定，不得低于两侧强度；养护228天。第二章：明挖基坑施工安全事故预防一、防止塌、淹埋安全措施1、基坑根据实际工程水文地质、场地周边环境、施工条件进行施工和设计。安全风险主要是塌和淹埋。2、基坑开挖安全技术措施：边坡和支护结构确定方法（土分类和力学指标、挖深确定边坡坡度，土质地下水情况挖深确定支护方法）放坡时坡度满足抗滑稳定要求；尽量减少基坑坡顶荷载；做好降水措施，确保基坑开挖期间稳定；控制好边坡；按设计要求开挖和支护；及时分析监测数据信息化施工3、应急预案：制可操作性的基坑塌、淹埋事故应急预案；建立应急组织体系根据现场实际情况应急演练；信息化施工，即将塌淹埋时以人身安全为第一要务。4、围护结构缺陷造成渗漏处理方法：引流管引流，用双快水泥封堵；渗漏较严重直接封堵困难时，先在坑内回填土封堵水流，然后在坑外打孔灌注聚氨酯或双液浆封堵。5、基坑支护结构变形过大，采用坡顶卸载，适当增加内支撑或锚杆，被动土压区堆载或注浆加固措施。6、基坑整体或局部土体塌，应降低土中水位，并坡顶卸载，加强监测，基坑塌或失稳征兆明显时，采取回填土、砂或灌水等措施。二、挖中地下管线保护措施1、地质条件及现状管线调查：资料反映不详与实际不符，未反映管线真实情况，向规划部门、管线管理单位查询，必要时在管理单位人员在场情况下进行坑探查明现状。编施组：重要基坑开挖方案经建设监理单位同意后执行，严格按方案实施。应急预案与抢险组织（中高度危险因素必须制应急预案和有效安全技术措施、建立应急组织体系应急物资设备应急演练、异常情况立即通知管理单位人员到场处理抢修）2、现状管线改移保护措施：挖范围内管线，与建设规划管理单位协商确定拆迁改移加固措施；挖影响范围内的进行临时加固检查验收确认符合要求方可施工；开工前建设单位召开有关设施管理单位调查配合会，由产权单位指认所属设施及准确位置，设明显标志；设专人随时检查地下管线，维护加固设施；观测管线沉降和变形记录。三、施工监控量测内容方法：1、监测原则：可靠性；重点监测关键区；方便实用；经济合理；多层次（对象上以位移为主兼顾其他监测项目、方法上以仪器监测为主辅巡检方法、仪器选择上以机测仪器为主辅电测仪器、形成一定测点覆盖率监测网）2、明挖基坑监测：地表沉降、围护结构水平位移、管线沉降、地面建筑物沉降、倾斜及裂缝、围护结构内力、支撑内力、地下水位、地中土体垂直位移、地中土体水平位移3、暗挖基坑监测：地表沉降、地下管线沉降、建筑物沉降、倾斜及裂缝、洞内状态观察、拱顶下沉、净空收敛4、结束监测：当最后100天沉降速率小于0.01-0.04mm/d。5、异常情况监测：方案必须制应急预案和保证措施、出现异常立即通知相关单位、快速调动人员设备根据实际加密监测。6、开挖监测方案：监控目的、监测项目、监控报警值、监测方法、精度要求、监测点布置、监测周期、工序管理、记录制度、信息反馈系统7、侧壁监测：地下连续墙水平位移（测斜仪）；周围建筑物地下管线变形（水准仪）；地下水位（水位计）；地下连续墙内力及支撑内力（轴力计）；土体分层竖向位移（分层沉降仪）8、监测总结报告：工程概况、监测项目、监测点平面和立面布置图、仪器设备和监测方法、监测数据处理方法和监测结果过程曲线、监测结果评价。隧道工程施工安全事故预防一、盾构法施工安全措施（涉及盾构机组装、调试、解体与吊装、盾构始发与接收、障碍物处理、掘进中换刀、特殊地段地质条件施工）1、组装调试解体吊装：是安全控制重点之一。编专项施工方案，工作安全控制重点是人员和设备安全。（确认起重机支腿支撑点承载能力满足最大起重量要求；起重机吊装时工作井维护结构安全；吊装中随时监测工作井围护结构变形；严防重物操作人员坠落；电气焊作业防火灾）2、始发与接收：拆洞口临时维护结构前必须确认洞口土体加固效果确保土体稳定；洞口密封设注浆孔，防始发期间土砂随地下水从衬砌外围与洞口之间的间隙涌入工作井。3、障碍物处理：处理前查明制处理方案；可带压作业或地层加固方法，确保稳定。4、特殊地段地质掘进：（1）以下应采取措施（覆土厚度小于盾构直径的浅覆土层地段；小曲线半径地段；大坡度地段；地下管线和障碍物地段；建构筑物地段；江河地段；地质条件复杂地段；砂卵石地段）（2）详查分析地质状况与隧道周边环境状况，制专项施工方案。（3）必要时加密监测测点，提高监测频率，根据结果及时调整掘进参数。5、如何确定洞口土体加固方法与范围？（根据工程地质与水文地质，明确洞口土体加固两个目的，一加固二止水。明确目的后，经方法选择、加固土体参数确定、加固范围确定、施工性与经济性比较，最终确定加固方法与范围）6、盾构接近地下管线时，管线隆起主要原因：土压控制值偏高。7、盾构穿地下管线后，管线后续沉降主要由于盾构掘进造成地层扰动、松弛等引起，在软弱黏性土地层中最为明显，而砂性土或密实硬黏性土中基本不发生。8、盾构尾部刚通过地下管线时，管线沉降原因：衬砌背后与洞体空隙填充不及时或注浆压力偏低造成，地层应力释放。措施（放