城市轨道交通工程监理控制要点
城市轨道交通工程监理控制要点
一、城市轨道交通
城市轨道交通是城市地下铁道、轻轨、磁浮交通和市郊客运铁路等交通系统的统称。在本书中所叙述的城市轨道交通主要是指以电力牵引、以钢轮——钢轨为导向的地铁、轻轨交通系统。
二、城市轨道交通划分
车站、区间、车辆段
三、车辆段介绍
(一)作用:列车停放和维修场所。
(二)选址:城市中心外围地区,多设置在地面;土地资源紧张也可设在地下。
(三)构成:停放和维修车辆的房屋建筑和供列车通行轨道及配套市政、机电设备系统
四、城市轨道交通工程
车站、区间、轨道、新技术和新工艺 第一节
车站主要施工工艺及监理要点
一、车站作用
车站是地铁系统中很重要的组成部分,是地铁乘客乘坐地铁必须经过的场所,
它与乘客的关系极为密切;同时它又集中设置了地铁运营中很大一部分技术设备和运营管理系统,因此,它对保证地铁安全运行起着关键的作用。
二、车站站间距离
一条地铁线路上各个车站的间距可以是不同的,通常在市中心人口密集地段,
站间距宜为 1Km 左右,郊区站间距可在 2Km 左右,区域快速线站间距可达 4Km 以上。
三、车站分类
(一)地下车站
(二)高架车站
(三)地面车站
一、地下车站
(一)概述
1. 站址:一般修建在市区
2.特点:
施工受到地面建筑物、地下构筑物、地下管线、道路、城市交通、环境保护、施工工艺、机具以及资金条件等因素的影响较大,因此比一般隧道和城市桥梁工程的施工技术要求更
高、难度更大、造价也更高。同时具有不可预见因素多和高风险性等特点,故对地下车站工程重点阐述。
运营中的地下车站
3.分类:深埋车站、浅埋车站
(二)施工工艺分类
明挖顺作法、盖挖法、暗挖法
1.明挖顺作法
(1)施工流程:根据具体工程情况敞口放坡或作围护后大开挖,如基坑较深、地质条件差、地下水位高、周边建筑物较多时,则还需要做好基坑围护、地下管线搬迁、土体加固、降排水和地面交通疏导工作。
(2)工艺特点:造价低、速度快,且明挖法施工工艺相对简单、受力明确,操作方便,但对交通干扰大。明挖法是目前在国内地铁工程施工中运用最多最成熟的工艺 。
(3)工艺应用:
①上海明珠线二期西藏南路车站(地下四层,挖深约 25m)
②M8 线江浦路车站(地下四层,挖深约 30m)
2.盖挖法
(1)施工流程:介于明挖法和暗挖法之间,除了顶板可以为明挖施工外,其余结构均为暗挖施工 。
(2)适用范围:软弱土层、城市中心人口和交通密集地段
(3)应用前景:由于我国缺少定型覆盖板,一定程度上限制了盖挖车站的推广,但是盖挖法在我国也已有成功运用实例,如上海 1 号线黄陂南路车站(盖挖
逆作法)和广州地铁公园前站(盖挖半逆作法)。
(4)分类:盖挖顺作法、盖挖逆作法、盖挖半逆作法
☆盖挖顺作法☆
(1)工艺流程:
(2)适用范围:
路面交通不能长期中断的道路下地铁车站施工。
盖挖顺作车站平面布置图
安装定型盖板
☆盖挖逆作法☆
(1)工艺流程:
(2)适用范围:
开挖面较大、覆土较浅、周边建筑物过于靠近,为防止因开挖基坑而引起邻近建筑物的沉陷;或路面交通繁忙,但又缺乏定型覆盖板的地下车站施工。
☆盖挖半逆作法☆
(1)工艺流程:类似于逆作法,其区别仅在于顶板完成及恢复路面后,由上而下挖土至设计标高后先浇筑车站底板,再依次向上逐层完成车站结构
(2)施工要点:需设置临时横撑并施加预应力
3.暗挖法
(1)主要工艺:通过矿山法、新奥法或者盾构法施工完成。在岩石地层中宜采用矿山法、新奥法施工,软土地层中宜采用盾构法施工。
(2)施工流程:边挖边支护,约束周围岩土变形,使土体和支护结构共同形成支护环、实施稳定的掘进作业。
(3)工艺特点:自始至终处于暗挖土体与车站结构置换的动态过程,周边岩土始终处于稳定与失稳两种态势的交变过程之中,因此,在软土层中暗挖法施 工风险较高。
(4)适用范围:地下一层车站
(三)施工工艺介绍
在地下车站施工过程中,无论采用何种施工方法,根据其主要施工顺序和内容,对车站施工工艺主要从基坑围护、基坑降水、地基加固、基坑开挖和主体结构等五部分进行阐述。对暗挖车站所用的矿山法、新奥法和盾构法施工工艺,因为和区间工程施工工艺基本类似,故列在本章第二节区间工程中介绍。
1.基坑围护形式
(一)喷锚支护
(二)土钉墙支护
(三)地下连续墙支护
(四)人工挖孔桩支护
(五)钻孔灌注桩支护
(六)钢板桩支护
(七)SMW 工法桩支护
1.地下连续墙施工工艺
☆地下连续墙简介☆
1.适用范围:基坑深、地质条件差、地下水位高时用作基坑的围护结构,且常常配合钢支撑或混凝土支撑共同使用。
2.地墙形式:现浇钢筋混凝土连续墙和预制钢筋混凝土连续墙。
地下连续墙支护基坑
1.1 施工工艺流程
1.2 施工要求
(1)设备配备
①设备选择原则:根据槽段几何尺寸、工程地质情况选择成槽机、抓斗及吊机
③成槽机要求:数量满足要求;配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置
常见的抓斗式成槽机
(2)导墙施工
①导墙作用:存储泥浆,稳定液位,维护上部土体稳定,防止土体坍落 ;成槽导向
②导墙形式:“┒┎ ” 型;对于地质条件差的采用 “ ”型
③施工要点:
A 对称浇筑,强度达到 70%拆模,并及时设置内支撑。
B 导墙达到设计强度以前,重型机械不得在旁边行走。
C 导墙内墙面要竖直并平行于地下连续墙轴线,内外导墙间距符合设计要求。
D 导墙顶部水平并高出地面 20cm。
E 墙面不平整度小于 5mm,墙面与纵横轴线间距的允许偏差±10mm,内外导墙间距允许偏差±5mm。
(一)
导墙内支撑
(二)
导墙混凝土施工
(三)
导墙顶高出地面
(四)
导墙内表面
(3)泥浆配备
①泥浆作用: 护壁,还有携砂、冷却和润滑
②泥浆材料:
(一)
膨润土
(二)
CMC
(三)
纯碱
(四)
泥浆制备区域
③泥浆性能指标 指标 新拌泥浆 循环泥浆 测定方法 粘度 19~21s 19~25s 漏斗法 密度 <1.05 <1.20 泥浆比重计 PH 值 8~9 <11 PH 试纸
(一)
泥浆比重计
(二)
漏斗法检测
④废弃泥浆处理:符合标准方可重复使用,否则废弃
⑤泥浆液面高度控制:泥浆液面高于地下水位 0.5m,不低于导墙顶面以下 30cm
泥浆液面高度控制
⑥泥浆储备量:两倍单元槽段体积
(4)成槽
①槽壁垂直度:影响地墙质量的关键因素,确保垂直度 3‰。
②挖槽顺序:每幅槽段的宽度尺寸,决定挖槽的幅数和次序,对三序成槽的槽段,应采用先两边后中间的顺序。
③挖槽要点:水平仪调整成槽机的水平度,用经纬仪控制成槽机抓斗的垂直度。成槽过程中,抓斗入槽、出槽应慢速、稳当,要随时用成槽机上的垂直度仪表及自动纠偏装置来保证成槽垂直度。
单元槽段成槽施工
④成槽深度检查:测绳测量
(一)
测绳检查槽深度
(二)
超声波检查成槽质量
⑤清槽要点:置换出槽底泥浆和沉渣,清孔后槽段泥浆比重不大于 1.15;安排刷壁 。
(三)
专用刷壁器
⑥墙趾注浆:通过钢筋笼预埋注浆管注浆
(5)吊放接头管
①接头管形式:圆形锁口管、工字钢接头、工字形钢筋砼预制接头及组合柔性接头。
②吊放接头管:确保其中心线和地墙轴线吻合;且接头管底部要插入槽底土 30~50cm,确保稳
定性和防止混凝土倒灌;接头管后侧用砂填实,顶部与导墙连接处要固定牢固,防止浇筑地墙混凝土过程中混凝土绕流和接头管偏斜;吊放过程中如发现因坍方而导致接头管无法沉至设计位置时,不准强冲,应修槽后再放。
(一)常见到的圆形锁口管
(二)
圆形锁口管吊放
(三)
十字钢板接头
(6)钢筋笼制作和吊放
①钢筋笼制作
A 钢筋笼制作平台:根据槽段尺寸和场地情况
B 钢筋笼制作要点:主筋、接驳器、预埋件等
(一)钢筋笼制作平台
(二)钢筋笼钢筋制作
(三)钢筋笼预埋接驳器
(四)钢筋笼预埋钢板
②吊放钢筋笼
A 钢筋笼吊装方案:
吊点布置,吊筋设置
B 吊放技术要点:
垂直,缓缓入槽,不强行下冲
双机抬吊示意图
(7)浇筑混凝土
①浇筑要点:
A.混凝土导管应提前做气(水)密性试验并满足要求。
B.钢筋笼就位后利用导管并再次进行槽段清孔换浆。
C.导管水平间距一般为 2.5~3m,距离槽段端部不超过
1.5m,距离槽段底部 0.3~0.5m。
D.导管埋入混凝土中 2~4m,最小不得小于 1.5m,最大不
超过 6m。
E.槽段混凝土面应均匀上升且连续浇注,浇注上升速度
不小于 2m/h,因故中断灌注时间不得超过 30min,二
根导管间的混凝土面高差不大于 50cm。
F.要随时测量混凝土面标高,测算混凝土面上升高度和
导管下口与混凝土面的相对位置,并做好记录
(一)地墙混凝土浇筑示意图
(二)地墙混凝土浇筑
②起拔接头管要点:
A 根据接头管是否为永久性构筑物,决定是否拔出。如预制钢筋砼接头管不要拔出。
B 圆形锁口管则要在砼开始浇筑后 2~3h 左右开始拔动,以后每隔 30min 提升一次。
C 待砼浇筑结束后 6~8h,即混凝土终凝后,将锁口管一次全部拔出并及时做好清洁和疏通工作。
(一)地墙锁口管起拔
(二)地墙锁口管吊运
2.钻(挖)孔灌注桩施工工艺
(一)
挖孔灌注桩
(1)特点:应用灵活,无机械噪音和泥浆污染,容易调整偏差和控制精度,对施工现场和机具设备要求不高以及造价便宜等特点
(2)适用:地层必须有一定的自稳能力,地下水位不能太高,挖孔深度不宜太深等
(3)应用:目前在广州地铁车站施工中有应用,直径 1.2~1.5m,深度 15~27m。
(二)
钻孔灌注桩
(1)特点:机械成孔,能克服复杂地质条件和适合较深成孔施工,应用广泛。
(2)工艺流程
(3)施工要求
①埋设护筒
A 护筒埋设位置要正确、稳定,桩位中心与护筒误差应≤20mm
B 底部应座于原状土上,埋置深度在粘土层不小于 1.0m,砂质或杂填土层不小于 1.5m,四周用粘土夯实,并重新复测桩位中心。
②钻进成孔
A 钻孔工艺:正(反)循环钻进成孔。钻进前根据现场情况,配置一定容积的循环泥浆池,保证正常钻进,并将废浆送入泥浆箱内,及时由排污车运出。
C 钻进要求:
(a)开始应轻压慢转,低泵量,控制泥浆比重和粘度,防止扩径超方
(b)易缩径粘土层中,适当控制进尺,增加扫孔次数,并将钻杆上下提动,防止缩径。
(c)硬塑层采用大压力中转速钻进,并在泥浆池内注入适当清水,防止泥浆稠化。
(d)砂土层则采用中等压力,慢转速,适当增大泵量。
(e)钻进过程中经常检查钻机的垂直度,发现垂直度超标要立即纠正,保证垂直度。
(f)钻进至设计标高后,及时清孔。
③钢筋笼制作与吊放
A 钢筋笼制作
(a)按设计尺寸制作钢筋笼,对弯曲、变形钢筋应作校直处理
(b)用控制工具标定主筋间距,以便在下笼对接时保持钢筋笼垂直度
(c)钢筋笼运送过程中防止变形弯曲,确保钢筋笼垂直度。
B 钢筋笼吊放
(a)吊放钢筋笼时应对准孔位,垂直轻放,避免碰撞孔壁。若下笼中途遇阻不得强行下放、晃动,应查明原因处理后再继续下笼。
(b)对分节下放的钢筋笼焊接完毕后应补足连接部位的螺旋筋,方可继续下笼。
④混凝土浇筑
(a)钢筋笼就位后立即吊放导管并二次清孔,清孔时间不短于 30min。
(b)初灌量要保证导管埋入深度大于 1.0m,应随时测量混凝土面高度,并据此提升、拆卸导管,但严禁将导管提离混凝土面,导管埋深 3~10m。
(c)浇筑过程中应防止钢筋笼上浮,要适当放慢浇筑速度
(d)提升导管时要平稳缓慢,避免出料冲击太大或钩带钢筋笼。
(e)砼面接近桩顶设计标高时,应计算最后一次浇筑砼量,使砼面实际高度超出设计标高 2m 以上。
2.基坑降水
1.含水层基本特性
(2)含水层划分指标 含水性 粘粒含量(%)
单位出水量(l/s·m)
渗透系数(m/d)
极强 极少 >10 >50 强 <5 10~5 50~10 中等 5~10 5~1 10~5 若 10~15 1~0.01 5~1 极弱 >15 <0.01 <1
2.基坑降水主要对象
(1)潜水:位于包气带下第一个具有自由水面的含水层中的水,它没有隔水顶板或局部有隔水顶板,潜水面为自由水面,与大气和地表水密切相关。
(2)承压水:充满两个隔水层之间含水层中的水,其上下均为连续的隔水层封闭。承压含水层水头高于隔水层顶板而承压,承压水受大气降水影响小
3.承压水对基坑危害
基坑底部隔水层厚度较薄,且下部为承压含水层.开挖后由于承压含水层上部覆土重量不能抵挡承压含水层水压.造成坑底隆起和围护失稳。
4.基坑降水目的
(1)坑内井点降水
①保持坑内干燥,便于施工开挖
②减少土体含水量,提高土体抗剪强度
③放坡开挖提高边坡稳定;支护开挖增加被动区土抗力
(2)坑底承压水处理
设置减压井,降低承压水头,防止基坑突涌。
坑内降水
5.基坑降水形式
(1)轻型井点
(2)喷射井点
(3)砂(砾)渗井点
(4)管井井点
6.基坑降水工艺流程
7.基坑降水施工要求
(1)
井点成孔
①降水井点位置距离基坑边缘不得小于 1.5m,布置数量要满足基坑降水要求。
②护口管上部应高出地面 10~30cm
③钻孔孔径应比管径大 20~30cm
④孔径应垂直、上下一致,孔底比管底深 50~100cm。
(2)
下井管
① 井管制作:有一定强度承受滤料压力;外观无缺损、裂缝、弯曲;内壁光滑便于
装抽水设备和洗井;内径满足抽水设备;
② 滤管制作:钢管井点管的滤管应采用穿孔钢管,孔隙率不小于 25%,外壁垫筋缠镀锌铅丝后并包土工布滤网;无砂混凝土井点管孔隙率不小于 20%,并应在外壁垫筋、缠丝和包土工布滤网。
③ 井管安装:井管位置应居中、垂直,滤管应放置于含水层中;分节组装井点管直径应一致,各节应同心并连接严密;井点管应高出地面 30~50cm。
(3)
回填滤料
① 滤料作用:
滤水挡砂
② 滤料规格:
有一定粒径级配(不均匀系数表示)
③ 滤料回填:
(4)
洗井
② 洗井方式:
活塞洗井为主,空压机洗井为辅
④ 洗井效果:
观察水质(水清不含砂)
滤料投放前应清孔稀释泥浆,沿井管周围均匀投放,投放量不小于计算量的 95%;滤料填至井口下 1m 左右用粘性土填实夯平。
③ 洗井要求:用活塞进行洗井,将活塞从滤水管下部向上拉,将水拉出孔口,对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动,冲击孔壁泥皮,此时应向井内边注水边拉活塞。
(5)
降水运行
② 降水试运行
检验电路和排水系统能否达到理想要求
③ 降水水位
A 提前预降水,水位保持在基底以下 0.5m
B 动态水位监测,掌握水位变化情况
C 按需组织降水
④ 井管保护
交叉作业确保井管能正常使用
⑤ 降水应急预案
A 双电源保障
B 设置备用井
(6)
降水对环境影响
3.地基加固
2.地基加固目的
(1)
增强加固土体强度
(2)
提高基坑内被动土压力
(3)
满足基坑放坡要求
(4)
对重要管线或建筑物保护
3.地基加固方式选择
桩体强度、施工条件、环境影响、造价等因素
满堂加固、抽条加固、抽条加裙边加固
4.施工工艺流程
5.施工要求
(1)
养护龄期,满足设计强度
(2)
工期安排(先加固后降水)
(3)
环境保护,加强对管线和建筑物监测
常见的地基加固布置形式
6.坑外加固
(1)
端头井坑外转角加固:
平衡斜撑分力,防止转角转动
(2)
端头井进出洞加固
7.环境保护
(1)
影响现象:先隆起后下沉
(2)
保护措施:控制施工参数、环境监测
8.施工技术要点
(1)
成桩位置、深度
(2)
施工参数(浆液配合比、压力参数、注浆速度等)
(3)
加固体强度(取芯检测、加固表面观察)
端头井加固示意图
4.基坑开挖
1.开挖准备工作
(1)基坑围护结构完成,满足设计强度要求
(2)基坑降水完成,降水深度满足安全开挖要求
(3)地基加固完成,加固强度满足设计要求
(4)圈梁或第一道砼支撑完成,满足设计强度要求
(5)深基坑方案按照程序评审、审批
(6)周边建筑(构)物、管线排摸清楚,保护措施落实
(7)基坑周边排水系统已建立
(8)施工机具、材料、人员已经到位,完成工作交底
(9)监测点已按方案布置,并测设初始值
(10)对风险辨识和分析,有专项应急预案,应急准备充分
(11)有正式结构设计图纸,并完成勘察和设计交底
(12)远程监控系统建立,并能正常运转
远程监控探头传送画面
2.基坑开挖
(1)遵循时空效应理论
基坑内土体大面积卸载的过程,造成基坑内外原有土压力平衡被破坏。为了维持基坑平衡,开挖过程中常采取“以撑换土”即加设支撑并施加预应力顶在围护墙上的方式取得暂时平衡,然后再逐渐完成车站主体结构来获得最终平衡。因此,在开挖过程中确保支撑施工质量并协调好挖土支撑的关系是保证基坑安全的关键。
(2)基坑开挖程序
①施工管理指标:开挖空间尺寸、开挖时限、支撑时限等
②开挖程序
A 浅基坑:放坡开挖
B 深基坑
a 分层分段逐层开挖:即根据设计要求逐层、分段开挖支撑,完成上层土开挖支撑后才进行下层土开挖支撑施工。
分层分段开挖示意图
b 分层盆式开挖:先将基坑中间部分开挖至该层支撑底面标高、安装好开挖范围内支撑。基坑周边预留阻止围护墙变形的土体则按顺序分块、对称开挖支撑。
盆式开挖
C 盖挖法:先挖土至车站顶板底面标高后,即浇筑顶板结构并完成覆土和路面交通恢复。对顶板下盖挖基坑采用分层、分段逐层开挖。在每一小段土方开挖后,及时将土层以上两根支撑斜移至下层开挖出来的小段内,这样既限制了无支撑暴露时间,又起到一撑两用。
盖挖法示意图
(3)基坑开挖要求
③基坑开挖过程中,基坑两侧 10m 范围内不得堆放重物。基坑必须自上而下
分层、分段依次开挖,严禁掏底施工,做到随挖、随撑、随加。
⑤及时分段浇筑垫层,为结构底板施工创造条件
(4)基坑支撑要求
①支撑与挖土进度适应,支撑试拼装(适当长度和安装精度)
②支撑位置定位准确,安装正确防止偏心受压(空隙细石混凝土填实)
支撑吊装与安装示意图
③及时安装第一道支撑:
这是一个很重要但是容易被忽视的问题。第一层开挖没有支撑前,围护墙上部属于悬臂受力状态,此时最大水平位移就在围护墙顶处,并随着无支撑暴露时间的延长而增加。若不及时支撑将导致墙顶位移过大,坑外地表开裂,影响环境安全。若裂缝进水后,将降低基坑安全性。
第一道支撑安装
④防止因围护变形产生支撑脱落
特别注意最上面两道支撑(尤其是第一道支撑)两端部与墙面的接触情况。随着基坑开挖深度加大,下层支撑开始受力,围护墙上部压力逐渐减小,上层支撑接触面压力也减小,甚至支撑与围护墙面脱开。因此要采取措施,调节支撑端部,防止因端部移动而脱落。
⑤及时施加支撑轴力,作好支撑轴力复加工作
⑥合理设置立柱桩
A 特点:提高支撑稳定性,但沉降或回弹会引起支撑次应力,降低支撑稳定性但对挖土进度 影响。
B 设置范围:对较深地下车站端头井斜撑较多时设置立柱桩;或者在基坑宽度很大,支撑很长,为了减缓支撑挠曲也设置部分立柱桩。总之,立柱桩要根据工程实际情况考虑设置。
⑦支撑拆除:符合设计要求程序
(5)信息化施工
在地下车站施工过程中,基坑工程是最大的风险,信息化施工有助于人们了解基坑变形的规律,对出现的征兆可以提前进行预控,有利于保证基坑施工安全。随着近年来科学技术及测量仪器的快速发展,信息化施工已在土木工程中得到广泛运用。这里我们将其放在第四章新技术中进行介绍说明。
5.主体结构
(3)混凝土工程
混凝土施工要点:同建筑工程
(4)防水工程
①防水目的:减少渗漏,避免影响运营和结构安全
②防水原则:混凝土自防水为主,辅助措施为辅
④地下车站常见辅助防水措施介绍
A 地墙接缝防水
B 结构缝防水
C 结构细部构造防水
D 顶板附加防水
⑤地下车站渗漏调查
三、地下车站工程监理控制要点
(一)基坑围护监理要点
1.地下连续墙
(1)导墙:导墙放样;槽底土质;内支撑安装与拆除;墙面质量;导墙构造尺寸
(2)泥浆:配合比;泥浆指标检测;废弃泥浆处理
(3)成槽:槽段划分;环境监测;泥浆液面高度;成槽质量;刷壁质量;清孔质量
(4)钢筋笼制作:材料;钢筋接头;钢筋焊接;预埋件规格和位置;主筋长度与接头
(5)钢筋笼吊装:吊装方案;吊装准备;吊装安全控制;入槽位置
(6)吊放、起拔接头管:入槽位置和深度;拔管时间和长度
(7)混凝土灌注:导管质量;混凝土初灌量;混凝土配合比;浇筑连续性;导管提升速度和浇筑面高差;最终混凝土标高;试块制作;混凝土充盈系数统计
2.钻孔灌注桩
(1)桩位放样:护筒埋深和中心位置
(2)钻孔:钻头位置;钻杆垂直度;泥浆性能指标;成孔质量;清孔质量
(3)钢筋笼制作:钢筋材料;主筋规格数量长度;钢筋接头位置;箍筋间距和焊接质量;保护层垫块
(4)钢筋笼吊放:上下节钢筋笼焊接质量;接头箍筋加设;下笼顺畅性;钢筋笼顶标高
(5)混凝土浇筑:导管质量;二次清孔质量;混凝土配合比;混凝土初灌量;浇筑连续性;最终混凝土标高;试块制作
3. 立柱桩
(1)钻孔灌注桩:同前
(2)钢立柱制作:截面尺寸;钢材厚度;焊接质量
(3)钢立柱安装:与钻孔桩搭接长度;垂直度;中心位置和顶标高
(三 )土体加固监理要点
(1)桩位放样:复测
(2)浆液配置:水泥质量;浆液配比;浆液指标;水泥用量
(3)喷浆成桩:成桩深度和垂直度;喷浆速度、压力、浆液量;浆液比重;提升速度成桩连续性和均匀性
(4)土体强度:浆液试快;钻芯取样
(四 )基坑开挖监理要点
1.开挖准备
开挖条件检查验收
2.基坑开挖
(五 )主体结构监理要点
1.车站结构
杂散电流构造处理
2.车站防水
(1)围护结构堵漏(内衬墙施工前隐蔽验收)
(2)橡胶止水带:材料质保书、外观质量;安装位置、固定方式、接头构造
(3)钢板止水带:厚度、宽度;安装位置、固定方式、接头焊接
(4)施工缝处理:凿毛处理、止水条埋设位置、固定方式
(5)防水涂料:材料质保书、材料配比;基层处理;涂刷范围、厚度
(6)顶板防水:材料质保书、材料配比;基层处理;涂刷范围、厚度;阴阳角处理;隔离层质量和搭接;保护层厚度
(7)细部构造防水:支撑端头、穿墙构件等薄弱环节隐蔽验收
(8)结构堵漏:绘制展开图,堵漏检查,跟踪检查
第二节
区间工程主要工艺及监理要点
一、区间介绍
连接两个车站的行车通道,需满足车辆运行限界、设备和各类管线敷设限界的要求。同时还需留有设置应急通道的空间,便于事故发生时乘客能及时疏散至车站或其他安全地方。区间设计的合理性、经济性对地铁总投资影响很大,同时对列车的安全运行,乘客舒适度和列车运行速度的提高均有影响。
二、区间分类
地下区间、高架和地面区间
三、区间施工工艺
1.明挖法区间:地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面,多用整体浇注或装配式结构明挖法施工工艺要求与地下车站明挖法工艺相同。
2.暗挖法区间:分为传统矿山法和新奥法,其结构多采用拱形结构,基本断面型式为单拱、双拱和多跨连拱,国内轨道交通工程中使用多、经验比较成熟的则是浅埋暗挖法。
3.盾构法区间:松软含水地层中及城市地下管线密布、施工条件困难地段多采用盾构法,盾构施工振动小、速度快,对沿线居民生活、地下和地面构筑物和建筑物影响小,结构断面多为圆形近年来也出现了其他异型断面型式
一、暗挖法区间
(一)矿山法
1.施工工艺:传统的隧道工程施工方法。传统的山岭隧道施工以人力开挖、小型机械、钻爆开挖等方式,根据围岩稳定情况,横断面上采用分部开挖,纵断面上采用台阶方式,在支护手段上采用原木、型钢等形成支架对开挖面形成支承。
2.应用前景:因矿山法施工辅助手段比较原始,近些年国内隧道工程施工中渐渐少用
(二)
新奥法
1.由来产生:是新奥地利隧道施工方法的简称。它是奥地利工程师于 20 世纪 60 年代从岩石力学的观点出发并在总结隧道施工的实践经验基础上创立的。
2.施工理念:开挖作业强调尽量减少对围岩的扰动,根据土质或石质岩层条件,采用机械或爆破手段,并采用喷射混凝土和锚杆支护方法,将衬砌和围岩视为相互作用的受力整体、充分发挥围岩自承能力的一种施工理念和方法。
3.基本要求:
(1)必须能与围岩大面积牢固接触,保证衬砌与围岩作为一个整体进行工作;
(2)要允许围岩能产生有限制的变形(浅埋隧道中限制较严格),在围岩范围中能形成卸载拱。
(3)隧道衬砌最好设计成封闭式的圆形,以增加结构抵抗变形的能力和整体稳定性。
(4)隧道衬砌应能分期施工,又能随时加强,可以主动“控制”围岩变形。
4.工艺分类:
(1)全断面法
(2)台阶法
(3)分部开挖法
(三)
暗挖法区间监理要点
1.开挖前监理要点
(1)测量复核:对于开工前隧道复测资料进行审核;确认布网、平差是否合理,测量精度是否符 合规定,必要时须修改补测达到要求精度。
(2)方案审查:检查其设计和施工组织设计是否符合新奥法的基本原理。
2.洞身开挖监理要点
(1)钻眼爆破:钻眼爆破开挖后,应对开挖断面检查,开挖轮廓应满足衬砌要求;炮眼痕迹保存率应达到;硬岩≥80%;中硬岩≥70%;软岩≥50%,并应在开挖面周边均匀分布。
(2)开挖断面:符合设计要求,不得欠挖。开挖轮廓预留变形量应符合设计要求。
(3)断面岩石突出处理:复合式衬砌断面开挖在坚硬岩层中局部断面岩石突出部分,每平方米内不大于 0.1m2;侵入断面不大于 3cm 。
(4)监测点布置:监测点位置和数量;监测数据分析处理
3.喷锚支护监理要点
(1)
材料选用
①水泥优先采用普通硅酸盐水泥,在软弱围岩中应考虑选用早强水泥或掺 ZP 型、TS 型早强剂喷射混凝土的必要性。
②选用的速凝剂在使用前应作速凝效果试验 。
③砂采用硬质中砂或粗砂,石子采用硬质耐磨的碎石或卵石;粒径不宜大于 15mm,级配良好。
(2)喷射混凝土
①喷射混凝土的抗压强度不低于 C18 或设计要求强度等级。要求喷层与岩石粘结紧密,受喷面无松动岩块,墙脚无松动岩块,墙脚无岩碴堆积。
②喷层厚度检查要求全部检查孔处的喷射混凝土厚度,应有 60%以上不小于设计厚度,其余不少于设计厚度的 1/2;钢筋网喷射混凝土的厚度不小于 6cm。
(3)锚杆
①锚杆的材质、规格、安装位置及胶结材料的质量,应符合设计要求;杆体宜采用 T20MnSi,亦可采用 A3 钢筋,直径宜为 14~22mm,长度一般为 1.5m~3.5m。胶结材料的早强水泥砂浆不宜低于 C18。
②系统锚杆在隧道断面上按垂直隧道周边轮廓布置。对于层状岩层尚应增加与主结构面成最大角度的杆;在岩层上,锚杆宜成菱形或梅花形布置;间距不宜大于杆长度的 1/2 且不大于 1.5m。局部锚杆的位置:拱腰以上的局部锚杆方向应利于杆受拉;拱腰以下及边墙的局部杆,逆着不稳定岩块滑动方向。
③杆安装后应作抗拔力试验,每 300 根作为一组,同组锚杆 28 天的抗拔力平均值应满足设计要求;锚杆最低抗拔力不得低于设计的 90%。
(4)钢架支撑:
规格、强度和刚度应符合设计要求,钢架各部接头及纵向拉杆等装配应齐全,连接牢固;底板安置稳定,架立时每榀均检查。
(5)钢筋网:
材质、规格;钢筋间距;保护层厚度;与锚杆连接
(6)二次衬砌检验:
二次衬砌施作时间应在实际量测隧道周边位移量有明显收敛趋势;拱脚水平收敛速度小于 0.2mm/d,或拱顶位移速度小于 0.15mm/d;其收敛量已超过总收敛量的 80%以上且初期支护表面没有明显裂缝时。
4.洞身衬砌监理要点
(1)衬砌断面:中线、断面尺寸、净空;
(2)衬砌混凝土:材料规格;强度;试块制作
(3)边墙:基底稳固;超挖处理
(4)拱墙:墙后回填密实
5.防排水监理要点
(1)排水构造:符合设计要求;排水流畅
(2)特殊防水处理:衬砌的施工缝、沉降缝、伸缩缝符合设计要求
二、盾构法区间
(一)
概述
1. 盾构发展:
(1)1825 年,法国工程师布鲁诺尔组织修建下穿泰晤士河的隧道工程,首次使用了具有现代盾构雏形的挖掘机械。
(2)1866 年,莫尔顿申请“盾构”专利,第一次使用了“盾构”(shield)这一术语。
(3)1869 年,英国工程师格瑞海德用圆形盾构再次在泰晤士河底修建了一条隧道
(4)1962 年,上海市城建局隧道处开始试验隧道工程的盾构施工并取得成功。
(5)1966 年上海市隧道公司用盾构法建造了中国第一条水底公路隧道—打浦路隧道。
(6)
1980 年上海开始进行盾构法隧道地铁试验工程。
(7)1996 年上海研制了一台 2.5m×2.5m 可变网格矩形隧道掘进机。
(8)2003 年上海隧道工程股份有限公司建设的中国首条双圆隧道始发段在 M8 线的掘进施工获得成功。
2.盾构法基本原理
盾构法施工隧道的基本原理是用一件有形的钢质组件沿隧道设计轴线开挖土体并向前推进,这个钢壳在隧道衬砌建成前,主要作用是防护开挖土体、保证作业和机械设备的安全,这个钢壳简称盾构。盾构的另一作用是承受来自地层的压力,防止地下水或流沙的入侵。
(二)
盾构法工艺流程
(三)
盾构机组成
1.盾构壳体:切口环是开挖和挡土部分在盾构机的最前端;支承环是用以承受盾构上全部荷载。盾尾由盾构外壳钢板延伸构成,主要用来掩护隧道管片衬砌的安装工作。
2.推进机构:液压系统带动若干个千斤顶利用已装完管片提供的支撑反力,向前推进盾构机。
3.管片拼装机:以液压为动力,机械臂夹紧管片后,在预定位置上进行拼装。
4.真圆保持器:管片就从盾尾脱出,管片受自重和土压的作用会产生变形,变形过大则安装连接螺栓困难,真圆保持器利用千斤顶和支架支撑保持管片处于真圆状态。
(四)
盾构机的分类
1.盾构机分类
(1)手掘式(2)挤压式(3)半机械式(4)机械式
2.地铁常用盾构
(1)土压平衡式
土压平衡式盾构机掘进的原理是建立开挖面前后水土压力平衡。在盾构掘进不同阶段,盾构机工况是从非土压平衡通过在初始出洞阶段逐步过渡到土压平衡,再到进洞阶段由土压平衡逐步过度到非土压平衡,即土压力设定是变化的(在理论数值上它与土体容重、覆土深度、侧向土压力系数有关),施工中需要不断通过不同的土质、覆土厚度、结合环境监测的数据进行调整。
(2)泥水平衡式
泥水平衡式盾构的工作原理是通过在支承环前面装置隔板的密封舱中,注入适当压力的泥浆使其在开挖面形成泥膜,支承正面土体,并由安装在正面的大刀盘切削土体表面泥膜,与泥水混合后形成高密度泥浆,再由排泥泵及管道送至地面处理,整个过程通过建立在地面的中央控制室内的泥水平衡控制系统统一管理,施工安全可靠。它适用于软弱的淤泥黏土层、松散的砂土层、砂砾层、卵石砂砾层等,尤其含水量大的地层,可以说是适用于硬岩以外的所有地层。
(五)
盾构法施工要求
1.盾构进出洞加固
(1)加固时间
盾构始发(出洞)前安排完成
(2)加固方法
(3)加固范围
2.盾构掘进
3.管片拼装
(3)常见管片类型和拼装方式
①管片类型:钢筋混凝土管片、钢管片
②拼装方式:通缝拼装、错缝拼装
(4)
管片拼装施工要点
4.注浆和防水处理
A 方式
①注浆
a 同步注浆及时填充空隙
b 配合监测及时壁后注浆
B 材料
②防水处理
A 管片接缝防水
B 螺栓防水
(六)
盾构法监理要点
1.测量复核监理要点
(1)测量复核内容:地面控制测量、竖井联系测量、盾构施工测量、隧道贯通测量、隧道沉降测量
(2)设计交桩记录与复核、加密水准及导线测量复核
(3)盾构进出洞预埋钢圈测量
(4)盾构进出洞基座测量
(5)成形隧道轴线测量
(6)盾构进洞前 100 环隧道轴线测量
2.盾构出洞(始发)监理要点
(1)发射架安装:结构构造;牢固性能;标高及平面坐标
(一)盾构发射架构造图
(二)盾构发射架
(2)隧道洞门中心:标高及平面坐标
(3)盾构机及后配套设备下井
(4)盾构机验收:出厂验收;井下验收 验收项目 验收内容 验收要求 外观验收 01 刀具 数量齐全、刃口完好、安装正确 02 焊缝 焊缝均匀饱满,无缺陷 03 外形尺寸 符合设计要求 04 尾刷 排列整齐有序 05 电气设备 内外清洁,电缆无破损和油污 调试验收 01 刀盘转速 正转和反转满足要求 02 超挖刀 数量和行程满足要求 03 推进千斤顶 数量、行程、油压、伸缩时间满足要求
04 螺旋输送机 转速、油压、闸门开关满足要求 05 拼装机 回转角度和速度满足要求 06 注浆系统 满足正常使用(用水替代)
07 盾尾油脂 满足正常使用 08 双梁葫芦 走行和起升构件正常,满足正常使用 09 皮带机 启动和停止正常,满足正常使用 10 泡沫系统 喷出正常 11 电气系统 仪器仪表显示、漏电开关保护、警报系统等
能正常使用
(5)土体加固:同地下车站
(6)封门拆除
(7)后盾支撑系统:结构构造;平面位置
(8)出洞密封装置:结构构造;密封性能
(9)盾构始发条件检查
(1)盾构出洞专项方案及应急预案组织审批
(2)盾构出洞加固土体指标满足设计要求
(3)进场管片质量满足要求,管片数量满足掘进进度要求
(4)周边环境已模清,环境监测方案已审批,监测点初始值已测定
(5)盾构机及配套设备已安装、调试完成,并通过专项验收
(6)洞门中心位置及盾构始发姿态能满足设计要求
(7)洞门围护结构凿除后暴露土体自稳及渗漏情况是否满足始发要求
3.盾构掘进监理要点
(1)推进参数管理:理论值与实际值比较与调整
(2)盾构机姿态控制:测量复核;合理纠偏
(3)异常情况处理:
4.管片拼装监理要点
(1)管片进场验收:外观、规格、尺寸、出厂合格证;螺栓材料质量
(2)管片防水密封条安装:材料质量;粘贴质量
(3)管片拼装:拼装工艺;螺栓连接质量;环、纵向高差、缝隙;隧道中心位置
(4)钢管片:外观质量、尺寸;试拼装
(5)渗漏水处理:渗漏点调查;堵漏处理
5.注浆监理要点
(1)注浆材料:材料性能;试块制作;配合比
(2)注浆控制:监测分析;注浆量、注浆压力控制
6.盾构进洞(接收)监理要点
(1)接收架安装
(2)洞门中心位置
(3)围护结构凿除
(4)进洞前 100 环轴线复测
7.井接头监理要点
(1)钢筋工程:钢筋材料质量;钢筋规格、数量、长度、连接等;管片与洞圈处理
(2)模板工程:模板强度、刚度、稳定性;混凝土浇筑孔
(4)混凝土工程:配合比;浇筑工艺;试块制作
(3)防水工程:防水材料质量;安装位置、固定;渗漏处理
8.嵌缝监理要点
(1)嵌缝材料:出厂质量证明文件
(2)嵌缝条件:隧道沉降稳定;环、纵缝隙内处理
(3)嵌填质量:嵌缝位置;固定牢固;外观质量
9.手孔封堵监理要点
(1)材料:出厂质量证明文件
(2)封堵:
封堵位置、外观、饱满度
三、高架(地面)区间
(一)概述
(二)地面区间监理要点
1.测量放样:准备工作检查;放样精度校核
2.施工机械(设备):验收手续核查;
3.地表清理:填料控制;地基预处理
4.填料检验:填料复试
5.试验段填筑:试验方案;施工参数合理制定
6.分层填筑质量:分层厚度、密实度;排水设置
7.过渡段施工:每道工序验收填料和分层厚度
8.压实机具选择:机具适应性
9.填料碾压:级配良好;最佳含水量控制;排水设施
10.特殊土路基处理:填筑高度;基底处理;换填碾压
(三)高架区间监理要点
1.模板、支(拱)架
(1)模板、支架设计:满足刚度、强度和整体稳定性,进行专项设计
(2)模板和支架基础:可靠基底或固定在构筑物
(3)模板和支架防沉降措施:混凝土浇筑前有效消除;
(4)模板和支架验收:混凝土浇筑前
(5)模板和支架日常维修:加强观察,有异常采取措施
(6)模板和支架拆除:拆除顺序;安全措施
(7)防雷接地:符合设计要求
2.预应力筋
(3)预应力筋安装:设计位置;预应力筋防腐防锈
(1)预应力筋:外观检查;力学性能检验;储存条件
(2)锚具、夹具、连接器:外观检验;硬度检验;静载锚固性能试验
3.锚具
(1)锚具(夹具)类型:符合设计规定;出厂证明
(4)张拉设备:计量证明有效检验期内
(2)预应力筋制作:计算下料长度
(5)预留孔道:材质;位置和尺寸;
4.张拉与放张
(1)张拉或放张条件:混凝土强度达到设计要求(或 80%)
(2)张拉或放张工艺:符合设计要求
(3)张拉应力控制:伸长量测量(理论与实际比较)
5.压浆与封锚
(1)孔道检查:管道完好,不漏浆,无杂物、不堵塞
(2)孔道压浆:压浆强度;压浆密实度;
(3)封锚:混凝土强度符合设计要求(或 80%)
6.桩基沉桩
(1)成品桩:进场检验证明 预制桩:符合设计要求
(2)桩体质量:桩体质量检测符合要求
(3)预制桩起吊运输:桩身强度符合要求(80%)
7.桥墩与桥台
(1)模板、支架、钢筋、混凝土、预应力:符合有关规定
(2)测量复核:中线、高程;施工完毕贯通测量
(3)环境保护:河道疏通清理
8.预应力钢筋混凝土梁板预制和架设
(2)特殊要求桥梁:对结构应力、变形有针对性施工监测控制
(3)架设方法:根据工程特性和现场条件采取有效架设方法,有足够安全度
(4)浇筑分段工作缝:符合设计要求或设在弯矩为零附近
(5)连续梁桥施工顺序:浇筑、合龙和体系转换等符合设计要求顺序,改变需设计同意
(6)节段拼装接缝面:设置隔离剂
(8)桥梁下部结构承载力:满足施工荷载,进行验算
(1)预制梁移动或安装:构件强度和孔道压浆强度符合要求
(7)节段拼装施工机械:根据节段重量和作业条件选择;有专项施组(安装、调试、使用和拆除及涉及安全的关键工序。
8.悬臂施工
(1)挂蓝重量:符合设计验算(与施工节段验算重量相符);及时反馈设计
(2)挂蓝加工试拼及加载试验:材料可靠;力学性能检验;试拼后荷载试验
(3)挂蓝支撑平台:强度、平面尺寸
四、旁通道
(一)概述
1.作用:联系上下行隧道,防范火灾或意外,便于疏散人员
2.施工方法:冷冻法,顶管法
旁通道结构示意图
(二)冷冻法
1.原理:利用低温冷媒,将开挖地层土体冻结封闭,在冻体保护下进行开挖
2.冷冻法应用
3.施工控制要点:冷媒剂选用、制冷设备选型、冻结管布置、冻土强度计算
冻结帷幕有限元计算模型
(三)冷冻法关键技术
1.冻结帷幕强度:冻土帷幕的关键点在其拱部,在联络通道顶部设二~三排冻结孔,以加大冻土帷幕拱部厚度,并使联络通道顶部的一排冻结孔穿越对面隧道顶部管片,确保冻土帷幕拱部与隧道管片间的有足够大的接触面积,实际加固范围要比结构设计大。
2.冻结帷幕与隧道管片密封
由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多,会严重影响隧道管片附近土层的冻结速度和冻结强度,从而影响冻土帷幕的整体稳定性和封水性。为此,设计及施工过程中采用在对面隧道管片内侧敷设冷管和保温层等措施以确保冻土帷幕不存在影响安全的薄弱环节。
3.冻结孔施工安全与孔口密封
冻结孔开孔前,在孔范围内打若干小口径钻孔探测地层稳定情况。如发现砂层,先进行水泥—水玻璃双液壁后注浆,以提高孔口附近地层的稳定性,然后再钻进冻结孔。冻结施工结束后孔口管管口焊上钢板,以免工程结束后钻孔孔口漏水。
4.冻结过程中检测与控制
在冻土帷幕内布置测温孔和压力释放与观测孔,以便正确测定冻土帷幕厚度和判断冻土帷幕是否交圈。
5.地层冻胀控制和土层融沉补偿控制
在冻结帷幕内设泄压孔, 泄压以减小土层冻胀及其对隧道的影响,保证联络通道结构施工质量,并在联络通道结构中预埋注浆管,利用隧道或联络通道内的注浆孔跟踪注浆加以补强,以补偿土层融沉。
(一)预埋注浆管道
(二)冻结帷幕受力简图
6.开挖过程中冻土帷幕安全监控
由于冻土的蠕变性很好,冻土帷幕在破坏前必然有一个较大的蠕变过程,可以通过检查开挖过程中的冻土帷幕变形情况判断其安全性。为此,在开挖过程中必须及时进行冻土帷幕变形和温度观测,如遇冻土帷幕有明显变形,立即用钢支架背板支撑,调整开挖构筑工艺,并同时加强冻结,或在薄弱处冻土帷幕表面喷洒低温氮气。
应急用液氮
(四)冷冻法监理要点
1.冻结管施工
(1)冻结管定位:测量复核(尽量避开主筋)
(2)冻结管材料:产品合格证
(3)冻结管安装:长度、角度、间距(超过要求补孔)
(4)冻结管密封性能:试压检漏
2.冻结机组:验收合格证(考虑应急备用);试运转
设备主要包括配电柜、冷冻机组、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池等
3.盐水管路安装:
管路接头可靠;阀门质量;
4.实施冻结 序号 检查项目 技术要求 检测方法 01 盐水温度 积极冻结期 -28℃~-30℃ 测温仪 维护冻结期 -25℃~-28℃ 02 盐水去回路温差 积极冻结期 ≤2.5℃ 测温仪 维护冻结期 ≤1.0℃ 03 冻结帷幕厚度 1.6 m 测温孔实测温度推算 04 冻结帷幕平均温度 -10℃ 公式计算 05 卸压孔压力 交圈前 一般无压力 压力表 交圈后 0.15~0.3Mpa
5.开挖条件验收
(1)根据测温孔和卸压孔资料判断冻结帷幕厚度是否满足设计要求
(2)根据盐水温度及冻结帷幕厚度推算冻结帷幕平均温度是否满足设计要求
(3)开挖前打探孔未发现地质异常情况
(4)预应力支架与安全防护门按照要求安装完毕,能正常使用
(5)应急预案已编制并审批,应急网络建立,应急物资落实
(6)积极冻结期监测分析未发现异常情况
(7)地面与地下建立通讯系统或建立视频系统
6.土体开挖
(1)开挖步骤与开挖步距:符合方案要求;分段开挖(前段支护完成进行后段)
(2)检查开挖断面尺寸
(3)开挖中冻结管保护
(4)监测分析,指导开挖
7.开挖支护体系
(1)型钢支架:间距、构造、连接
(2)喷射混凝土:厚度、平整度、试块制作
8.主体结构:防水、钢筋绑扎、混凝土浇筑
9.融沉注浆:
监测分析:注浆压力、注浆量;结构混凝土强度
10.施工监测 内容 监测对象 监测时间及频率 监测手段 温度 盐水系统、制冷系统 、冷却水循环 从冻结设备运转至停冻期间一般 1~3 次/天,必要 2h/次。
测温仪 冻结帷幕温度(开挖前后)
压力 盐水系统、制冷系统 2h/次 压力表 位移 冻结帷幕表面位移 开挖和临时支护期间 2 次/天 收敛仪 隧道沉降 水准仪
第三节
轨道工程主要工艺及监 理要点
(一)概述
1.作用:前期土建完成,为后续机电设备安装提供运输服务,承前启后的作用
2.道床:
(1)现浇整体道床(正线)、有碴道床
(2)长轨埋入式、支撑块式、弹簧浮置板
3.无缝线路:
(1)作用:减少列车轮轨与钢轨接头碰撞产生噪音和振动
(2)基地焊接长轨条、现场焊接
(二)主要特点
1.施工空间小:工作面狭小;不利于大型机械化施工
2.进度要求高:影响施工进度因素多
3.施工精度高:整体道床轨道状态可调量有限
4.小曲线半径多:市区穿越,避让建筑(构)物
(三)现浇整体道床轨道工程工艺流程
(四)现浇整体道床轨道工程施工要求
1.严格测量放样精度:确保道床和轨道状态精度
2.做好基地轨排初调:为最终调试打下基础
3.道床施工:
(1)混凝土浇筑方式:一次浇筑或先浇支墩再浇筑道床
(2)整体道床基底处理:杂物、积水清理干净
(3)道床钢筋:杂散电流焊接
(4)支撑架拆除条件:道床混凝土强度 5Mpa.
(5)道床承重条件:道床混凝土强度达到设计要求 70%
4.无缝线路施工:
(1)换轨铺设:基地焊接长钢轨,然后换轨...
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