第三章：城市轨道交通和隧道工程
??钢板桩??板桩式?钢管桩??钢筋混凝土板桩?????钻孔灌注桩?柱列式??挖孔灌注桩???可兼做永久结构?围护结构?地下连续墙??适用于逆筑法、半逆筑法??深层搅拌桩挡墙?自立式水泥挡土墙????高压旋喷桩挡墙??SMW桩?组合式???灌注桩与搅拌桩结合???沉井、沉箱法支撑结构分为内支撑、外拉锚两类。包括围檩、支撑、立柱及其他附属构件。应力传递路径?围护墙?围檩（冠梁）?支撑。?1、技术经济指标得以优化；?支撑体系布置要求?2、稳定性和控制变形方面满足周围环境保护的设计标准；?3、最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求；???水平变形：墙顶位移最大，向基坑方向，呈三角形分布。继续开挖，刚性墙体???? 继续呈现三角形分布。柔性墙体表现为墙顶位移不变或向基坑外移，?1、墙体?? 墙体腹部向坑内突出；??竖向位移：基坑开挖土体自重应力释放，墙体上移或沉降。围护墙底下因清孔????? 不净有沉渣时，围护墙开挖时会下沉，地面随之下沉；???①开挖深度不大时，坑底为弹性隆起，中部最高；?基坑变形?2、底部隆起??②开挖一定深度且基坑较宽时，出现塑性隆起，两边大中间小；??①地层软弱且墙体入土深度不大，墙体旁边出现较大的地表沉降；?3、地表沉降????②刚性地层且墙体入土深度较大，沉降最大值出现在距离墙一定距离的位置上；??4、测量监控：土体变位、围护结构变形及内力、支撑结构轴力、土压力、地下水位及孔隙水压力。?5、坑底稳定处理方法：加深围护结构入土深度、坑底土体注浆加固、坑内井点降水。???工字钢桩围护结构：采用50号、55号、60号大型工字钢，桩间距为1m~1.2m。随挖土方随在桩间插入 厚度50mm的水平木板，必要时设置腰梁或横撑或锚杆；适用于黏性土、砂性土、 和粒径不大于100mm的砂卵石地层。施工噪音一般都在100dB以上；钢板桩围护结构：地下水位较高的基坑中采用，断面形式多为U型或Z型，分为单层钢板桩围堰、 双层钢板桩围堰及屏幕等；钻孔灌注桩围护结构：深层搅拌桩挡土结构：搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合，一般布置成格栅形，可连续搭接布置 形成止水帷幕；SMW桩挡土墙：利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀挡墙，在墙中插入 型钢，即形成一种劲性复合围护结构。型钢可以部分回收、重复利用；
地下连续墙?用专业的挖槽设备，沿着基坑的周边，采用特制的泥浆护壁。放置钢筋笼， 浇筑水下混凝土，在墙体之间用所结管或钢筋、钢板搭接，连成整体。地下连续墙特点：振动小、噪声低、墙体刚度大、对周边地层扰动小，适用多重土层。?按成槽方式：桩排式、壁式、组合式；地下连续墙分类??按挖槽方式：抓斗式、冲击式、回转式；导墙?控制挖槽精度的主要构筑物，建于坚实的地基之上，能承受水土压力和施工机械 设备等附加荷载，不产生位移或变形；?1、护壁功能；?泥浆功能?2、携渣功能；?3、冷却与润滑功能；降低成槽机械连续施工产生的温升和磨耗?盖挖法?分为盖挖顺做法、盖挖逆作法（多采用），缺点是水平施工缝施工困难。?1、构筑围护结构；??2、构筑主体结构和中间立柱；?3、构筑顶板；??4、回填土、恢复（地面）路面；盖挖逆作法施工步骤??5、开挖上层土方；?6、构筑上层主体结构；??7、开挖下层土方；?8、构筑下层主体结构；?盾构机械?由切口环、支撑环、盾尾三部分组成。 分为密闭式和敞开式；密闭式又分为土压式、泥水式两种盾构掘进?经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段；盾构掘进控制“四要素”?开挖控制、一次衬砌、线形控制、注浆；?1、临时管片（负环管片?在始发井内拼装，以便盾构机械向前移动）安装时，必须?? 保证真圆度，采取措施防止受力后旋转、径向位移、开口部位的变形等；?2、拆除洞口围护结构前要确认洞口土体的加固效果，必要时进行补注浆加固；??3、拼装最后一环临时管片，盾构上部千斤顶一般不能使用。因此从盾构进入土层到盾构始发要点?? 通过土体加固区间的中间部位时，逐渐提高土压仓设定压力，出加固段达到设定值；?4、盾尾进入洞口后，拼装整环临时管片，在开口部安装上部轴向支撑；??5、江东口密封与封闭环管片贴紧，以防泥水与注浆浆液从洞门泄漏；??6、观测工作：地层变形、盾构基座、反力架、临时管片和管片上部轴向支撑变形位移；?1、任务：收集盾构掘进数据，判断土压、注浆量、注浆压力等。通过测量盾构与衬砌的位置? ? 把握盾构掘进方向控制特性，为正常掘进控制提供数据；?2、长度确定：一是衬砌与周围地层摩擦阻力、二是后续台车长度；?初始掘进?盾构千斤顶推力（N） L：始发井开始衬砌长度＞?2?衬砌外半径（m）?初期与地层的摩擦阻力（N/m2）??3、若L大于后续台车长度，则取L为初始掘进长度；若L小于后续台车长度，则可综合权衡?? 利弊后，确定L或后续台车长度为初始掘进长度；转换（台车转换）：初始掘进一完成，就拆除临时管片、临时支撑、反力架和基座。到达掘进?正常掘进至离接收工作井一定距离（50m~100m）时，进入到达掘进阶段。?1、进入接收洞口加固段后，逐渐降低土压（泥水压）设定值至0MPa；??2、拆除洞口围护结构前要确认洞口土体加固效果，必要时进行注浆加固；?3、拼装完最后一环管片，千斤顶不要立即回收，及时将洞口段数环管片??到达掘进要点? 纵向临时拉紧成整体，拧紧所有管片连续螺栓，防止盾构机以衬砌管片? 脱离时衬砌纵向应力释放；??4、盾构机落到接收基座上后，及时封堵洞口处管片外周与盾构开挖洞体之间??? 的空隙，进行填充注浆，控制洞口周围土体沉降；?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；开挖控制??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；??MAX?地下水压?静止土压?预备压；土压（泥水压）???MIN?地下水压?主动土压或松弛土压?预备压预备压?土压式取10~20KN/㎡；泥水式取20~50KN/㎡；?1、塑性变形好；??2、流塑至软塑状；理想地层土特性??3、内摩擦小；?4、渗透性低；?改良材料：必须具有流动性、易与开挖土砂混合、不离析、无污染等特性；一般使用矿物系（膨润土） 界面活性剂系（泡沫）、高吸水性树脂系、水溶性高分子系等四类；?1、根据排土性状：取样测定土砂的坍落度；??2、根据土砂输送效率：按螺旋输送机转数计算的排土量与按盾构推进速度计算塑流性状态监测方法?? 的排土量相比较；?3、根据盾构机械负荷：刀盘油压、扭矩、螺旋输送机扭矩、千斤顶推力等负荷；??1、在开挖面形成泥模或渗透区域，开挖面土体强度提高；?泥水式盾构泥浆作用?2、平衡了开挖面土压和水压，达到了开挖面稳定的目的；?3、作为输送介质，将挖出的土砂运送到工作井外；?泥浆特性包括：比重、黏度、PH值、过滤特性、含砂量。开挖土量Q=?4D2?St?采用仿形刀或超挖刀时，土体适当增加；St?掘进循环长度（m）；D?盾构外径（m）；土压式排土量控制：分为重量控制、容积控制（我国多采用）；?1、容积控制：排土体积=排泥流量-送泥流量；泥水式排土量控制??2、干砂量控制法：排土干砂量=排泥干砂量-送泥干砂量；?1、拼装顺序：下部标准（A型）管片?左右两侧交替安装?拼装邻接（B型）管片?? ?安装楔形（K型）管片。随管片安装分别顶紧千斤顶；?2、先紧固环向连接螺栓，后紧固轴向（环与环之间）连接螺栓；??管片拼装?3、为方便插入楔形管片，可装备能将邻接管片沿径向向外顶出的千斤顶；?4、管片环从盾尾脱出后，到注浆浆体硬化到某种程度的过程中，多采用真圆保持装置；??5、为防止管片损伤，预先要根据曲线半径与管片宽度对适宜的盾构方向控制方法详细研究；? ??6、为进行蛇形修正，也可使用楔形环管片；??①抑制隧道周围边地层松弛，防止地层变形；???1、目的?②及早使管片安定，千斤顶推力平滑向地层传递；???③减小作用于管片的应力和管片变形，盾构的方向控制容易；??④形成有效的防水层；????①同步注浆：在空隙出现的同时进行注浆；??2、注浆方式??②即时注浆：一环掘进结束后从管片注浆孔注入；??③后方注浆：掘进数环后从管片注浆孔注入；??盾构注浆???①补足一次注浆未填充的部分；???3、二次注浆目的?②补充由浆体收缩引起的体积减少；???③以防止周围地层松弛范围扩大为目的；??以①②为目的采用一次注浆相同浆液；以③为目的，采用化学浆液；??????（开挖外径2?管片外径2）?掘进速度?注入率（经验确定）?①注浆量：Q=??4、注浆控制?4???②注浆压力：100~300KN/㎡；或间隙水压+200KN/㎡左右；??1、盾构方向：依靠调整盾构千斤顶修正，更大的修正采用仿形刀向调整方向超挖；盾构线形控制??2、盾构转角：刀盘向盾构偏转同一方向旋转，利用回转反力进行修正；盾构工作竖井竖井防雨棚两回路变配电间防淹墙盾构现场平面布置管片堆场垂直运输设备管片防水处理场拌浆站修理间进出通道电机车电瓶充电间料具间?适用性原则??选择原则?技术先进性原则手掘式?经济合理性原则敞开式半机械挖掘式?机械挖掘式喷锚暗挖法?新奥法、浅埋暗挖法。浅埋暗挖法施工“十八字方针”?管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测。?1、全断面法：跨度小于8m，一次开挖成型；??2、台阶法：分成两个或多个工作面分步开挖，分为正台阶、中隔壁台阶。? 台阶长度不超过隧道跨度D为宜；??3、正台阶环形开挖法：又称环形开挖留核心土法，挖进尺寸为0.5~1m。? 不宜过长，台阶长度不宜超过隧道跨度D；??4、单侧壁导坑法：导坑宽度不超过0.5倍洞宽，高度以到起拱线为宜；??5、双侧壁导坑法：又称眼镜法，导坑宽度不超过断面最大跨度的1/3；浅埋暗挖法分类??6、中隔壁法（CD工法）；交叉中隔壁法（CRD工法）：跨度小于18m；?7、中洞法：在中洞内施做梁、柱结构，然后开挖两侧部分（侧洞）。初期支护 ?? 自上而下，每一步封闭成环，二衬自下而上施工；??8、侧洞法：先开挖两侧部分，在侧洞内做梁、柱结构，然后开挖中间部分（中洞）；?9、柱洞法：在立柱位置施做一个小导洞，洞内再做底梁，形成细而高的纵向结构；??10、洞柱法：先挖洞，在洞内制作挖孔桩，梁柱完成后，在施做顶部结构，然后? 再在其保护下施工；?密闭式土压式泥水式盾构机分类
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