A. 地鐵施工的方法是什麼
一、明挖法
通常在地面條件允許的情況下,地鐵區間隧道宜採用明挖法,但對社會環境影響很大。明挖法是指挖開地面,由上向下開挖土石方至設計標高後,自基底由下向上順作施工,完成隧道主體結構,最後回填基坑或恢復地面的施工方法。
明挖法是各國地下鐵道施工的首選方法,在地面交通和環境允許的地方通常採用明挖法施工。淺埋地鐵車站和區間隧道經常採用明挖法,明挖法施工屬於深基坑工程技術。由於地鐵工程一般位於建築物密集的城區,因此深基坑工程的主要技術難點在於對基坑周圍原狀土的保護,防止地表沉降,減少對既有建築物的影響。明挖法的優點是施工技術簡單、快速、經濟,常被用為首選方案。但其缺點也是明顯的,如阻斷交通時間較長,雜訊與震動等對環境的影響。
明挖法包括敞口明挖法、基坑設置支護結構的明挖法和蓋挖法。
(1)敞口明挖法。在地面建築物稀少、交通不繁忙、施工場地較大、結構物埋深較淺的地段及城市軌道交通出入地面的區段採用敞口明挖法。
(2)基坑設置支護結構的明挖法。在施工場地較小、土質自立性差、地下水豐富、建築物密集、埋深大時採用明挖法時基坑要加設支護結構。
(3)蓋挖法。埋深較淺、場地狹窄及地面交通不允許長期佔道施工情況下可採用蓋挖法施工。即在短期封閉地面交通期間,進行連續牆和鑽孔灌注樁作業,開挖和修築結構頂板,隨即回填,恢復地面交通,然後轉入地下作業,開挖基坑,修築樓板和底板,利用隧道兩側的出入口和通風道出土、進料。
依據主體結構施工順序分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法。該法是在既有道路上先完成周邊圍護擋土結構及設置在擋土結構上代替原地表路面的縱橫梁和路面板,在此遮蓋下由上而下分層開挖基坑至設計標高,再依序由下而上施工結構物,最後覆土恢復為蓋挖順作法;反之先行構築頂板並恢復交通、再由上而下施工結構物為蓋挖逆作法。
二、暗挖法
暗挖法是在特定條件下,不挖開地面,全部在地下進行開挖和修築襯砌結構的隧道施工辦法。暗挖法主要包括:鑽爆法、盾構法、掘進機法、淺埋暗挖法、頂管法、新奧法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構法應用較為廣泛,目前我國的隧道施工當中以盾構法和淺埋暗挖法該兩種方法居多。
1.鑽爆法
我國地域廣大、地質類型多樣,重慶、青島等城市處於堅硬岩石地層中,廣州地鐵也有部分區段處於堅硬岩石地層中,這種地質條件下修建地鐵通常採用鑽爆法開挖、噴錨支護(與通常的山嶺隧道相當)。
鑽爆法施工的全過程可以概括為:鑽爆、裝運出碴,噴錨支護,灌注襯砌,再輔以通風、排水、供電等措施。在通過不良地質地段時,常採用注漿、鋼架、管棚等一系列初期支護手段。根據隧道工程地質水文條件和斷面尺寸,鑽爆法隧道開挖可採用各種不同的開挖方法,例如:上導坑先拱後牆法、下導坑先牆後拱法、正台階法、反台階法、全斷面開挖法、半斷面開挖法、側壁導坑法、CD法、CRD法等。對於爆破,有光面爆破、預裂爆破等技術。對於隧道初期支護,有錨桿、噴混凝土、掛網、鋼拱架、管棚等支護方法。及時的測量和信息反饋常用來監測施工安全並驗證岩石支護措施是否合理。
2、盾構法
在地鐵線路穿越河道地段,圍岩結構鬆散、飽水、呈流塑或軟塑狀態,工程地質條件較差的地段,採用盾構機施工。盾構(shield)是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開挖土體的裝置,鋼筒的中段安裝有頂進所需的千斤頂;鋼筒的尾部可以拼裝預制或現澆隧道襯砌環。盾構每推進一環距離,就在盾尾支護下拼裝(或現澆)一環襯砌,並向襯砌環外圍的空隙中壓注水泥砂漿,以防止隧道及地面下沉。盾構推進的反力由襯砌環承擔。盾構施工前應先修建一豎井,在豎井內安裝盾構,盾構開挖出的土體由豎井通道送出地面。
我國應用盾構法修建隧道始於20世紀50~60年代的上海。最初是用於修建城市地下排水隧道,採用的是比較老式的盾構機(如網格式、壓氣式、插板式等),80年代末、90年代初開始採用土壓式、泥水式等現代盾構修築地鐵區間隧道。盾構法具有安全、可靠、快速、環保等優點,目前,該方法已經在我國的地鐵建設中得到了迅速的發展。我國各城市地鐵採用的盾構機大多是土壓平衡盾構機型。
隨著盾構法研究的深入、工程應用的增多,盾構法施工技術以及盾構機修造配套技術也得到了發展提高:上海地鐵隧道基本全部採用盾構法修建,除區間單圓盾構外,目前正在使用雙圓盾構一次施工兩條平行的區間隧道,此外還試驗採用了方形斷面盾構修建地下通道;採用直徑11.2m的泥水盾構建成了大連路越江道路隧道,這也是目前我國最大直徑的盾構機。廣州地鐵採用具有土壓平衡、氣壓平衡和半土壓平衡模式的新型復合式盾構機成功應用於既有軟土、又有堅硬岩石以及斷裂破碎帶的復雜地層的地鐵區間隧道修築,大大拓展了盾構法的應用范圍。深圳、南京、北京、天津等城市雖然地質、水文條件各不相同,但採用盾構法修建區間隧道均取得了成功。
盾構法的主要優點:除豎井施工外,施工作業均在地下進行,既不影響地面交通,又可減少對附近居民的雜訊和振動影響;盾構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環進行,施工易於管理,施工人員也比較少;土方量少;穿越河道時不影響航運;施工不受風雨等氣候條件的影響;在地質條件差、地下水位高的地方建設埋深較大的隧道,盾構法有較高的技術經濟優越性。
3、掘進機法
在埋深較淺、但場地狹窄和地面交通環境不允許爆破震動擾動,又不適合盾構法的松軟破碎岩層情況下採用。該法主要採用臂式掘進機開挖,受地質條件影響大。
4、新奧法
城市軌道交通線路穿越基岩地段時,圍岩具有一定的自穩能力,一般採用新奧法施工,即以噴射混凝土和錨桿作為主要支護手段,同時發揮圍岩的自身承載作用,使其和支護結構成為一個完整的隧道支護體系,並可採用信息設計,即根據施工監測的數據隨時調整原設計,使設計更趨合理。
新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱, 原文是New Austrian Tunnelling Method 簡稱 NATM,新奧法概念是奧地利學者拉布西維茲(L. V. RABCEW ICZ) 教授於 50 年代提出的,它是以隧道工程經驗和岩體力學的理論為基礎,將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法,經過一些國家的許多實踐和理論研究,於60年代取得專利權並正式命名。之後這個方法在西歐、北歐、美國和日本等許多地下工程中獲得極為迅速發展,已成為現代隧道工程新技術標志之一。六十年代NATM 被介紹到我國,七十年代末八十年代初得到迅速發展。至今,可以說在所有重點難點的地下工程中都離不開NATM。新奧法幾乎成為在軟弱破碎圍岩地段修築隧道的一種基本方法。
在我國常把新奧法稱為「錨噴構築法」。用該方法修建地下隧道時,對地面干擾小,工程投資也相對較小,已經積累了比較成熟的施工經驗,工程質量也可以得到較好的保證。使用此方法進行施工時,對於岩石地層,可採用分步或全斷面一次開挖,錨噴支護和錨噴支護復合襯砌,必要時可做二次襯砌;對於土質地層,一般需對地層進行加固後再開挖支護、襯砌,在有地下水的條件下必須降水後方可施工。新奧法廣泛應用於山嶺隧道、城市地鐵、地下貯庫、地下廠房、礦山巷道等地下工程。
在我國利用新奧法原理修建地鐵已成為一種主要施工方法,尤其在施工場地受限制、地層條件復雜多變、地下工程結構形式復雜等情況下用新奧法施工尤為重要。
新奧法的支護原則是:圍岩不僅是載物體,而且是承載結構;圍岩承載圈和支護體組成隧道的統一體,是一個力學體系;隧道的開挖和支護都是為保持改善與提高圍岩的自身支撐能力服務。
新奧法是以噴射混凝土、錨桿支護為主要支護手段,因錨桿噴射混凝土支護能夠形成柔性薄層,與圍岩緊密粘結的可縮性支護結構,允許圍岩有一定的協調變形,而不使支護結構承受過大的壓力。
施工順序可以概括為:開挖→一次支護→二次支護。
開挖作業的內容依次包括:鑽孔、裝葯、爆破、通風、出渣等。開挖作業與一次支護作業同時交叉進行。第一次支護作業包括:一次噴射混凝土、打錨桿、聯網、立鋼拱架、復噴混凝土。一次支護後,在圍岩變形趨於穩定時,進行第二次支護和封底,即永久性的支護(或是補噴射混凝土,或是澆注混凝土內拱),起到提高安全度和整個支護承載能力增強的作用,而此支護時機可以由監測結果得到。
5、淺埋暗挖法
針對我國城市地下工程的特點和地質條件, 新奧法經過多年的完善與發展,又開發了「淺埋暗挖法」這一新方法,與明挖法、盾構法相比較,由於它可以避免明挖法對地表的干擾性,而又較盾構法具有對地層較強的適應性和高度靈活性,因此目前廣泛應用於城市地鐵區間隧道、車站、地下過街道、地下停車場等工程。
用小導管注漿加固土層,分部開挖,架鋼筋格柵拱、噴混凝土法施工初次襯砌,然後做防水層,最後用模注混凝土做二次襯砌。
淺埋暗挖法又稱礦山法,起源於1986年北京地鐵復興門折返線工程,是中國人自己創造的適合中國國情的一種隧道修建方法。該法是在借鑒新奧法的某些理論基礎上,針對中國的具體工程條件開發出來的一整套完善的地鐵隧道修建理論和操作方法。與新奧法的不同之處在於,它是適合於城市地區鬆散土介質圍岩條件下,隧道埋深小於或等於隧道直徑,以很小的地表沉降修築隧道的技術方法。它的突出優勢在於不影響城市交通,無污染、無雜訊,而且適合於各種尺寸與斷面形式的隧道洞室。
顧名思義,淺埋暗挖法是一項邊開挖邊澆注的施工技術。其原理是:利用土層在開挖過程中短時間的自穩能力,採取適當的支護措施,使圍岩或土層表面形成密貼型薄壁支護結構的不開槽施工方法,主要適用於粘性土層、砂層、砂卵層等地質。由於淺埋暗挖法省去了許多報批、拆遷、掘路等程序,現被施工單位普遍採納。
淺埋暗挖法的核心技術被概括為18字方針:管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測。其主要的技術特點為:動態設計、動態施工的信息化施工方法,建立了一整套變位、應力監測系統;強調小導管超前支護在穩定工作面中的作用;研究、創新了劈裂注漿方法加固地層;發展了復合式襯砌技術,並開創性地設計應用了鋼筋網構拱架支護。
由於該工法在有水條件的地層中可廣泛運用,加之國內豐富的勞動力資源,在北京、廣州、深圳、南京等地的地鐵區間隧道修建中得到推廣,已成功建成許多各具特點的地鐵區間隧道,而且在大跨度車站的修築中有相當的應用。此外,該方法也廣泛應用於地下車庫、過街人行道和城市道路隧道等工程的修築。
淺埋暗挖法是一種在離地表很近的地下進行各種類型地下洞室暗挖施工的方法。在明挖法、盾構法不適應的條件下,淺埋暗挖法顯示了巨大的優越性。
淺埋暗挖法施工步驟是:先將鋼管打入地層,然後注入水泥或化學漿液,使地層加固。開挖面土體穩定是採用淺埋暗挖法的基本條件。地層加固後,進行短進尺開挖。一般每循環在0.5-1.0米左右。隨後即作初期支護。第三步,施作防水層。開挖面的穩定性時刻受到水的危脅,嚴重時可導致塌方。處理好地下水是非常關鍵的環節。最後,完成二次支護。一般情況下,可注入混凝土,特殊情況下要進行鋼筋設計。
淺埋暗挖法作為建設部命名的國家級工法,不僅在地鐵修建中顯示了它的優越性,為國家取得重大經濟、社會效益,它在地下停車場、地下街道、地下商業街及市政地下管網的建設中注入了前所未有的活力,為現代城市地下空間的開發作出了貢獻。
6、頂管法
是直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設中小型管道的一種施工方法。適用於富水松軟地層等特殊地層和地表環境中中小型管道工程的施工。主要由頂進設備、工具管、中繼環、工程管、吸泥設備等組成。
7、沉管法
沉管法是將隧道管段分段預制,分段兩端設臨時止水頭部,然後浮運至隧道軸線處,沉放在預先挖好的地槽內,完成管段間的水下連接,移去臨時止水頭部,回填基槽保護沉管,鋪設隧道內部設施,從而形成一個完整的水下通道。
沉管隧道對地基要求較低,特別適用於軟土地基、河床或海岸較淺,易於水上疏浚設施進行基槽開外的工程特點。由於其埋深小,包括連接段在內的隧道線路總長較採用暗挖法和盾構法修建的隧道明顯縮短。沉管斷面形狀可圓可方,選擇靈活。基槽開挖、管段預制、浮運沉放和內部鋪裝等各工序可平行作業,彼此干擾相對較少,並且管段預制質量容易控制。基於上述的優點,在大江、大河等寬闊水域下構築隧道,沉管法稱為最經濟的水下穿越方案。
按照管身材料,沉管隧道可分為2類:鋼殼沉管隧道(有可分為單層鋼殼隧道和雙層鋼殼隧道)和鋼筋餛凝土沉管隧道。鋼殼沉管隧道在北美採用的較多,而鋼筋混凝土沉管隧道則在歐亞採用較多。
沉管隧道施工主要工序:管節預制→基槽開挖→管段浮運和沉放→對接作業→內部裝飾。
三、其他特殊施工方法
由於科技水平不斷提高,設備不斷完善,在一些特殊地段採用凍結法、化學注漿等方法加固圍岩,當隧道穿過建築物時採用基底托換等方法,為處理好地下水採用降水深層回灌等施工技術,在全國地鐵施工中也得到應用,並取得了一定的效果。
對於大跨度車站及折返線隧道工程,一般採用分部開挖法施工,分布開挖法包括雙側壁導坑法、中洞法、中隔壁法等,這些方法都取得了良好的施工效果。
B. 地鐵車站的施工方法有哪些
1、明挖法—系指由抄地面挖開的基坑中修襲築地下構築物的方法。
明挖法施工系指從地面向下開挖至基坑底面後,再自下而上澆注車站結構,然後回填土方,恢復路面。
2、蓋挖法—先修建臨時(或永久)路面系統後分層開挖、修築主體結構的方法.蓋挖法是在地面修築維持地面交通的臨時(或永久)路面系統後,構築地鐵車站的施工方法。蓋挖法根據其臨時路面系統的構成及修建順序,可分為蓋挖順作法和蓋挖逆作法。
3、暗挖法—當車站通過繁忙交通地段,或因其它原因不允許封閉路面交通或車站位於較完整的岩石地層且地下水不發育時,可採用暗挖法施工。設計時,應對車站結構的設計方案和施工方法的可行性進行論證,經技術經濟比較後確定。
C. 地鐵站是怎樣建出來的
有以下建造方法:
1.明挖回填法:最簡單直接的方法是明挖隨填(明挖回填)。這種方法一般是在街道上挖掘大坑,再在下面建造隧道結構,隧道有足夠的承托力後才把路面重新鋪上。除了道路被掘開,其他地下結構如電線、電話線、水管等都需要重新配置。
2.鑽挖法:先在地面某處挖一個豎井,再在井底挖掘隧道。最常見的方法為使用鑽挖機(潛盾機,盾構機),一面挖掘一面把預先准備好的組件安裝在隧道壁上。對於建築物高度密集的地方(如香港的香港島),鑽挖法甚至是唯一可行的建造方法。
D. 地鐵建設分幾個階段
地鐵建設是一個復雜的系統工程。
首先要在城市總體規劃和交通戰略規劃的基礎上,編制地鐵「線網規劃」。之後是近期(一般是5年)地鐵「建設計劃」(這需要國務院批准),和線路控制用地規劃,及預可行性研究(為後續建設留有餘地)。
然後是工程可行性研究(需要國家發改委批准),然後是環境影響評估、地震安全性評價、地質災害評估、安全評價、客流預測、地形圖修測、周邊建築物和構築物調查、地下管線調查和管線綜合、文物調查,跨越長江還有通航論證、水工物理模型研究......,上述各類未見獲得相關部門批准後,方可進行勘察、設計的招標,控制測量網的建立,進行勘察和設計工作和施工期的交通組織研究,要完成規劃、消防、人防、等各類專項審查,勘察分初步勘察、詳細勘察、施工補充勘察、超前地質預報等,設計分總體設計、初步設計、施工圖設計、各類專項設計等。開工前的各類招標繁雜,土家招標、監理招標、材料招標、設備及系統招標、咨詢招標等,一般一條線有近200個標段要招。高峰在底下的施工人數月15000人。
地鐵土建施工完後,僅完成了月50%工作量,還有設備安裝、裝修、調試,尤其是以信號為主的總聯調十分復雜。開通前,各類工程驗收和消防、人防、規劃、檔案、安全、環保、環境驗收必須做完,信號等系統要拿到安全認證......,還要完成建設向運營的移交,和運營對各系統的演練、熟悉......。太多太多的工作,不是一蹴而就的。尤其作為城市最大的基礎設施項目和一場復雜的細筒工程,更要講究程序和規范。
E. 地鐵開工前的准備階段都需要做些什麼
在地鐵建設之前,需做好以下工作:
1.地質勘察。由具有專業資質的單位進行地質勘察工作專,對擬建屬地鐵范圍的地質及水文(地下水)情況進行勘察。通常採用原位試驗及鑽孔取樣+土工試驗的方法,確定地下每一層土的情況及地下水情況,並整理成正式報告。
2.建築物探查。由具有專業資質的單位,對擬建地鐵附近的建築物進行探查,包括樓房或橋梁基礎、地下管線的類型、大小、埋深等,也整理成正式報告。
3.設計。由具有專業資質的單位,根據地質勘察、建築物探查報告,按照研究確定的地鐵規模、位置、埋深,進行結構設計。設計中要對地鐵本身的安全和周邊建築的的安全進行專業驗算和計算。設計成果要經專業審圖單位進行審查、批准。
4.施工組織設計。地鐵最終由具有專業資質的單位進行施工,施工前需進行施工組織設計,對施工中的每一個環節(包括監測方案)都詳細分析研究,以保證安全。施工組織設計方案需通過技術審查後方可實施。
科學計算和實踐都證明,在城市中修地鐵是安全的。需要做好的是嚴格按照以上程序,精心勘察、設計,精心施工。
F. 地鐵隧道施工工序
可以採用蓋挖法
蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度後,將頂部封閉,其餘的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作,也可以逆作。在城市繁忙地帶修建地鐵車站時,往往佔用道路,影響交通當地鐵車站設在主幹道上,而交通不能中斷,且需要確保一定交通流量要求時,可選用蓋挖法。
(6)建地鐵站施工順序擴展閱讀:
隧道分類:
1、按照隧道所處的地質條件:土質隧道和石質隧道。
2、按照隧道的長度:短隧道(鐵路隧道規定:L≤500m;公路隧道規定:L≤500m)、中長隧道(鐵路隧道規定:500<L≤3000m;公路隧道規定:500<L≤1000m)、長隧道(鐵路隧道規定:3000<L≤10000m;公路隧道規定1000<L≤3000m)和特長隧道(鐵路隧道規定:L>10000m;公路隧道規定:L>3000m)(根據JTGT D70-2010 公路隧道設計細則規定)。
3、按照國際隧道協會(ITA)定義的隧道的橫斷面積的大小劃分標准:極小斷面隧道(2~3㎡)、小斷面隧道(3~10㎡)、中等斷面隧道(10~50㎡)、大斷面隧道(50~100㎡)和特大斷面隧道(大於100㎡)。
4、按照隧道所在的位置:山嶺隧道、水底隧道和城市隧道。
5、按照隧道埋置的深度:淺埋隧道和深埋隧道。
6、按照隧道的用途:交通隧道、水工隧道、市政隧道和礦山隧道。
G. 地鐵項目前期工作有哪些內容,時間上有什麼順序關系
地鐵項目前期工作內容和順序:
一、加強前期協調工作。針對目前前期工作的特點,加強環評、地鐵、鐵路、涉水(包括堤防和航道、航務等)等重點難點環節的協調力度。
二、建立前期項目儲備庫,為建設融資創造條件。項目前期工作成果是項目融資的必備條件,加大工作力度,推進建立前期項目儲備庫的各項工作,積極爭取市城建委的支持,將前期計劃項目列入資金計劃,爭取市級前期工作經費,解決因前期計劃項目無資金來源導致工作推進困難。
三、工作重心進一步向現場傾斜,做好技術管理與服務工作。充分發揮總工辦的技術管理職能,全力做好技術管理與服務工作。
四、過程式控制制、精細管理。
五、成本控制、加強審核
六、超前謀劃、提前介入
七、積極溝通、努力推進
H. 地鐵構造及施工流程是
「築訊中國」整理解答:
一、地鐵車站形式與結構組成
(一)地鐵車站形式分類
地鐵車站根據其所處位置、運營性質、結構橫斷面、站台形式等進行不同分類,表1K413011。
(二)構造組成
1.地鐵車站通常由車站主體(站台、站廳、設備用房、生活用房),出入口及通道,通風道及地面通風亭等三大部分組成。
二、施工方法(工藝)與選擇條件
(一)明挖法施工
2.明挖法具有施工作業面多、速度快、工期短、易保證工程質量、工程造價低等優點,地面交通和環境條件限制。
3.明挖法施工基坑分為敞口放坡基坑和有圍護結構的基坑兩類。基坑很深,地質條件差,地下水位高,特別是又處於繁華市區無足夠空地滿足施工需要採用有圍護結構的基坑。
(二)蓋挖法施工
1.區別在於施工方法和順序不同:蓋挖法是先蓋後挖。
2.蓋挖法具有諸多特點:
◆圍護結構變形小,有效控制土體的變形和地表沉降;
◆基坑底部土體穩定,隆起小,施工安全;
◆不設內部支撐或錨錠,施工空間大;
◆可盡快恢復路面,對道路交通影響較小。
◆缺點:混凝土結構的水平施工縫的處理較為困難;
◆缺點:暗挖施工難度大、費用高;
3.蓋挖法可分為蓋挖順作法、蓋挖逆作法及蓋挖半逆作法。目前,城市中施工採用最多的是蓋挖逆作法。
(2)蓋挖逆作法
◆特點是:快速覆蓋、縮短中斷交通的時間;自上而下的頂板、中隔板及水平支撐體系剛度大,可營造一個相對安全的作業環境;佔地少、回填量小、可分層施工,也可分左右兩幅施工,交通導改靈活;不受季節影響、無冬期施工要求,低雜訊、擾民少;設備簡單、不需大型設備,操作空間大、操作環境相對較好。
(三)
◆噴錨埋暗挖法對地層的適應性較廣,適用於結構埋置較淺,地面建築物密集、交通運輸繁忙、地下管線密布,及對地面沉降要求嚴格的城鎮地區地下構築物施工。
1.新奧法
◆「新奧法」是以維護和利用圍岩的自承能力為基點,使圍岩成為支護體系的組成部分。
2.淺埋暗挖法。
◆以改造地質條件為前提,以控制地表沉降為重點,以格柵(或其他鋼結構)和錨噴作為初期支護手段,按照「十八字」原則(即管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測)進行。
◆適用條件淺埋暗挖法不允許帶水作業;要求開挖面具有一定的自立性和穩定性,足以進行必要的初期支護作業;開挖面前方地層的預加固和預處理。
常用的單跨隧道淺埋暗挖方法選擇.
三、不同方法施工的地鐵車站結構
(一)明挖法施工車站結構
◆明挖法施工的車站主要採用矩形框架結構或拱形結構。
(二)蓋挖法施工車站結構
◆在城鎮交通要道區域採用蓋挖法施工的地鐵車站多採用矩形框架結構。
(三)噴錨暗挖(礦山)法施工車站結構
◆視地層條件、施工方法及其使用要求的不同,可採用單拱式車站、雙拱式車站或三拱式車站,並根據需要可作成單層或雙層,斷面較大。
I. 地鐵如何修建的
給自己看吧 幫你找的呵呵 我看暈了 呵呵
目前國內外修建地鐵車站的施工方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法、盾構法等。主要闡述了修建地鐵車站施工方法的原理、施工流程、優缺點,為我國各大城市修建地鐵車站時選擇合理的施工方法提供有益的參考。
關鍵詞:地鐵車站;施工方法;施工流程;優缺點;適用條件
伴隨著我國社會主義經濟建設的迅猛發展與綜合國力的增強,城市的規模也不斷的增大,城市人口流量還在增加、再加上機動車輛呈現逐年上漲的趨勢,交通狀況不斷惡化。為了改善交通環境,採取了各種措施,其中興建地下鐵道得到了普遍的認可,如最近幾年在北京、廣州、深圳等城市便興建了大量的地下鐵道。由於在城市中修建地下鐵道,其施工方法受到地面建築物、道路、城市交通、水文地質、環境保護、施工機具以及資金條件等因素的影響較大,因此各自所採用的施工方法也不盡相同。下面將就城市地下鐵道施工方法分別加以介紹。施工方法的選擇應根據工程的性質、規模、地質和水文條件、以及地面和地下障礙物、施丁設備、環保和工期要求等因素,經全面的技術經濟比較後確定。
1、明挖法
明挖法是指挖開地面,由上向下開挖土石方至設計標高後,自基底由下向上順作施工,完成隧道主體結構,最後回填基坑或恢復地面的施工方法。
明挖法是各國地下鐵道施工的首選方法,在地面交通和環境允許的地方通常採用明挖法施工。淺埋地鐵車站和區間隧道經常採用明挖法,明挖法施工屬於深基坑工程技術。由於地鐵工程一般位於建築物密集的城區,因此深基坑工程的主要技術難點在於對基坑周圍原狀十的保護,防止地表沉降,減少對既有建築物的影響。明挖法的優點是施工技術簡單、快速、經濟,常被作為首選方案。但其缺點也是明顯的,如阻斷交通時間較長,雜訊與震動等對環境的影響。
明挖法施工程序一般可以分為4大步:維護結構施工→內部土方開挖→工程結構施工→管線恢復及覆土,如圖1.
上海地鐵M8線黃興路地鐵車站位於上海市控江路、靖宇路交叉口東側的控江路中心線下。該車站為地下2層島式車站,長166.6 m,標准段寬17.2 m,南、北端頭井寬21.4 m.標准段為單柱雙跨鋼筋混凝土結構,端頭井部分為雙柱雙跨結構,共有2個風井及3個出人口。車站主體採用地下連續牆作為基坑的維護結構,地下連續牆在標准段深26.8m.牆體厚0.6m.車站出人口、風井採用SMW樁作為基坑的維護結構。
2、蓋挖法
蓋挖法是由地面向下開挖至一定深度後,將頂部封閉,其餘的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構可以順作,也可以逆作。
在城市繁忙地帶修建地鐵車站時,往往佔用道路,影響交通當地鐵車站設在主幹道上,而交通不能中斷,且需要確保一定交通流量要求時,可選用蓋挖法。
2.1蓋挖順作法
蓋挖順作法是在地表作業完成擋土結構後,以定型的預制標准覆蕭結構(包括縱、橫梁和路面板)置於擋土結構上維持交通,往下反復進行開挖和加設橫撐,直至設計標高。依序由下而上,施工主體結構和防水措施,回填土並恢復管線路或埋設新的管線路。最後,視需要拆除擋上結構外露部分並恢復道路。施工順序如圖2.
在道路交通不能長期中斷的情況下修建車站主體時,可考慮採用蓋挖順作法。
工程實例:深圳地鐵一期工程華強路站位於深圳市最繁華的深南中路與華強路交叉口西側,深南中路行車道下。該地區市政道路密集,車流量大,最高車流量達3865輛/h.車站主體為單柱雙層雙跨結構,車站全長224.3 m,標准斷面寬18.9 m,基坑深約18.9 m,西端盾構並處寬22.5 m,基坑深約18.7 m.南側綠地內東西端各布置一個風道。主體結構施工工期為2年,其中圍護結構及臨時路面施工期為7個月。為保證深南中路在地鐵站施工期間的正常行車,該路段主體結構施工採用蓋挖順作法施工方案。
2.2 蓋挖逆作法
蓋挖逆作法是先在地表面向下做基坑的維護結構和中間樁柱,和蓋挖順作法一樣,基坑維護結構多採用地下連續牆或帷幕樁,中間支撐多利用主體結構本身的中間立柱以降低工程造價。隨後即可開挖表層土體至主體結構頂板地面標高,利用未開挖的土體作為土模澆築頂板。頂板可以作為一道強有力的橫撐,以防止維護結構向基坑內變形,待回填土後將道路復原,恢復交通。以後的工作都是在頂板覆蓋下進行,即自上而下逐層開挖並建造主體結構直至底板,如圖3.
如果開挖面積較大、覆土較淺、周圍沿線建築物過於靠近,為盡量防止因開挖基坑而引起臨近建築物的沉陷,或需及早恢復路面交通,但又缺乏定型覆蓋結構,常採用蓋挖逆作法施工。
工程實例:南京地鐵南北線一期工程的區間隧道在地質條件和周圍環境允許的情況下,以造價、工期、安全為目標,經過分析、比較,選擇了全線區間施工方法。其中,三山街站,位於秦淮河古河道部位,位於粉土、粉細砂、淤泥質粘土土層中。因為是第1個車站,又位於十字路口,因此採用地下連續牆作圍護結構。除人口結構採用順作法外,其餘均為蓋挖逆作法。
2.3 蓋挖半逆作法
蓋挖半逆作法與逆作法的區別僅在於頂板完成及恢復路面後,向下挖土至設計標高後先澆築底板,再依次向上逐層澆築側牆、樓板。在半逆作法施工中,一般都必須設置橫撐並施加預應力,如圖4.
3、暗挖法暗挖法是在特定條件下,不挖開地面,全部在地下進行開挖和修築襯砌結構的隧道施工力一法。暗挖法主要包括:鑽爆法、盾構法、掘進機法、淺埋暗挖法、頂管法、沉管法等。其中尤以淺埋暗挖法和盾構法應用較為廣泛,因此,本文著重介紹這兩種方法。
3.1淺埋暗挖法(淺埋礦山法)
淺埋暗挖法即鬆散地層的新奧法施工,新奧法是充分利用圍岩的自承能力和開挖面的空間約束作用,採用錨桿和噴射混凝土為主要支護手段,對圍岩進行加固,約束圍岩的鬆弛和變形,並通過對圍岩和支護的量測、監控,指導地下工程的設計施工。淺埋暗挖法是針對埋置深度較淺、鬆散不穩定的上層和軟弱破碎岩層施工而提出來的,如深圳地鐵區間隧道大部分採用了淺埋暗挖法施工。
淺埋暗挖法的施工技術特點:圍岩變形波及地表;要求剛性支護或地層改良;通過試驗段來指導設計和施工。
淺埋暗挖法施工隧道時,應根據工程特點、圍岩情況、環境要求以及施工單位的自身條件等,選擇適宜的開挖方法及掘進方式。施工中區間隧道常用的開挖方法是台階法、CRD工法、眼鏡工法等;城市地鐵車站、地下停車場等多跨隧道多採用柱洞法測洞法或中洞法等工法施工。
地下鐵道是在城市區域內施工,對地表沉降的控制要求比較嚴格,所以更要強調地層的預支護和預加固,所採用的施工方法有超前小導管預注漿、開挖面深孔注漿、管棚超前支護。淺埋暗挖法的施工工藝可以概括為「管超前、嚴注漿、短開挖、強支護、快封閉、勤量測」18個字,其工藝流程見圖5.
工程實例:北京地鐵東單車站東南風道與車站主體結構正交,北側在長安街下,中部及南側穿過居民區,風道全長43.4 m.採用淺埋暗挖洞樁法施工,在基本維持環境原狀條件的情況下從地面居民生活區和人防設施下面順利通過。
3.2盾構法
修建地鐵隨道盾構法施工是以盾構這種施工機械在地面以下暗挖隧道的一種施工方法。盾構(shield )是一個既可以支承地層壓力又可以在地層中推進的活動鋼筒結構。鋼筒的前端設置有支撐和開挖土體的裝置,鋼筒的中段安裝有頂進所需的千斤頂;鋼筒的尾部可以拼裝預制或現澆隧道襯砌環。盾構每推進一環距離,就在盾尾支護下拼裝(或現澆)一環襯砌,並向襯砌環外圍的空隙中壓注水泥砂漿,以防止隧道及地面下沉。盾構推進的反力由襯砌環承擔。盾構施工前應先修建一豎井,在豎井內安裝盾構,盾構開挖出的土體由豎井通道送出地面。盾構法施工工藝見下圖6所示。
按盾構斷面形狀不同可將其分為:圓形、拱形、矩形、馬蹄形4種。圓形因其抵抗地層中的土壓力和水壓力較好,襯砌拼裝簡便,可採用通用構件,易於更換,因而應用較為廣泛;按開挖方式不同可將盾構分為:手工挖掘式、半機械挖掘式和機械挖掘式3種;按盾構前部構造不同可將盾構分為:敞胸式和閉胸式2種;按排除地下水與穩定開挖面的方式不同可將盾構分為:人工井點降水、泥水加壓、土壓平衡式,局部氣壓盾構,全氣壓盾構等。
盾構法的主要優點:除豎井施工外,施工作業均在地下進行,既不影響地面交通,又可減少對附近居民的雜訊和振動影響;盾構推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環進行,施T易於管理,施工人員也比較少;土方量少;穿越河道時不影響航運;施工不受風雨等氣候條件的影響;在地質條件差、地下水位高的地方建設埋深較大的隧道,盾構法有較高的技術經濟優越性。
工程實例:北京地鐵五號線即採用了盾構法施工地鐵五號線是一條貫穿北京市中心的南北向地下交通大動脈。南起豐台區宋家莊,向北經蒲黃榆、祟文門、東單、東四、雍和宮止於昌平區太平庄北站,全長27.7 km.由於該路段地上大型建築物密集,交通流量大,地下管網復雜,為減少對城市經濟和市民生活的影響,經專家論證,決定在雍和宮至北新橋約700 m長的試驗段率先採用盾構施工方法。該盾構為大直徑土壓平衡盾構機。
4、沉管法
沉管法是將隧道管段分段預制,分段兩端設臨時止水頭部,然後浮運至隧道軸線處,沉放在預先挖好的地槽內,完成管段間的水下連接,移去臨時止水頭部,回填基槽保護沉管,鋪設隧道內部設施,從而形成一個完整的水下通道。
沉管隧道對地基要求較低,特別適用於軟土地基、河床或海岸較淺,易於水上疏浚設施進行基槽開外的工程特點。由於其埋深小,包括連接段在內的隧道線路總長較採用暗挖法和盾構法修建的隧道明顯縮短。沉管斷面形狀可圓可方,選擇靈活。基槽開挖、管段預制、浮運沉放和內部鋪裝等各工序可平行作業,彼此干擾相對較少,並且管段預制質量容易控制。基於上述的優點,在大江、大河等寬闊水域下構築隧道,沉管法稱為最經濟的水下穿越方案。
按照管身材料,沉管隧道可分為2類:鋼殼沉管隧道(有可分為單層鋼殼隧道和雙層鋼殼隧道)和鋼筋餛凝土沉管隧道。鋼殼沉管隧道在北美採用的較多,而鋼筋混凝土沉管隧道則在歐亞採用較多。
沉管隧道施工主要工序:管節預制→基槽開挖→管段浮運和沉放→對接作業→內部裝飾。
上程實例:廣一州珠江隧道是我國第一條公路與地鐵合用的越江隧道,公路隧道全長1 238.5 m.河中段隧道埋置在河床下。不影響水面通航,河中沉管段全長457 m.該沉管為多孔矩形鋼筋混凝土結構,其中包括兩個雙車道機動車孔、一個地鐵孔、一個電纜管廊。沉管斷面為典型矩形斷面,外形尺寸為33 mx7.956 m(寬x高),底板厚1.2 m、頂板厚1.0 m,兩外側牆分別為0.7 m和0.55 m、最長管節的混凝土量達12 000砰。管段的基底坐落在河床的風化花崗岩層上。開槽時採用了炸礁施工。基礎處理採用灌砂法。
5、混合法
可以根據地鐵隧道的實際情況,在地鐵隧道的施工過程中採用以上2種或2種以上的方法同時使用,稱其為混合法。
工程實例:北京地鐵東四站位於朝陽門內大街與東四南大街交叉日上,處於繁華的市中心,有多路公交車經過。車站主體順東四南大街,呈南北走向,東四南大街規劃道路紅線寬70 m,現狀路寬為22 m,朝內大街已改造完,道路紅線寬60 m,兩方向客流均衡,交通十分繁忙;且遠期六號線順朝內大街,呈東西走向,在此站換乘。本車站兩端為明挖段,結構形式為3層三跨框架結構;中間為暗挖段,結構形式為單層三拱兩柱結構。車站總長度197 m,暗挖段長為96.80 m,明挖段長為100. 20m。
6、結束語
隨著我國地下鐵道建設事業的發展,原有的施工技術不斷地發展與提高的同時,新的施工方法也被應用到施工當中,施工技術水平得到不斷提升,其中有些施工技術已經達到世界先進水平。另外,由於城市交通流量的增加導致城市道路已擁擠不堪,加上城市環境的要求越來越嚴格,城市內封路施工已不現實了。因此,暗挖技術,如盾構法、淺埋暗挖法將是今後研究和實踐的主攻方向。