二级建造师《市政公用工程管理与实务》精讲班讲义.doc

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1、知识体系城市轨道交通工程基本知识结构与特点车站结构与施工 方法区间隧道结构与 施工方法车站施工方法明挖基坑施工深基坑支护与变 形、控制土方开挖与护坡地基加固处理工程降水区间隧道施工方 法喷锚暗挖施工掘进方式喷锚加固防水与衬砌小导管与管棚2K313010城市轨道交通工程结构与特点选择题2K313011地铁车站结构与施工方法 2K313012地铁区间隧道结构与施工方法2K313011地铁车站结构与施工方法一、地铁车站形式与结构组成（2个选择点）（一）地铁车站形式分类地铁车站根据其所处位置、运营性质、结构横断面、站台形式等进行不同分类，表2K313011。（二）构造组成1 地铁车站通常由车站主体（站

2、台、站厅、设备用房、生活用房），出入口及通道，通风道及地面通风亭等三大部分组成。2K313011地铁车站结构与施工方法二、施工方法（工艺）与选择条件（一）明挖法施工2明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量、工程造价低等优点，地面 交通和环境条件限制。3明挖法施工基坑分为敞口放坡基坑和有围护结构的基坑两类。基坑很深，地质条件差，地下水位咼，特别是又处于繁华市区无足够空地满足施工需要米用有围护结构的基坑。2K313011地铁车站结构与施工方法二、施工方法（工艺）与选择条件（二）盖挖法施工1.区别在于施工方法和顺序不同：盖挖法是先盖后挖。2 盖挖法具有诸多特点：围护结构变形小，有效控

3、制土体的变形和地表沉降； 基坑底部土体稳定，隆起小，施丄安全； 不设内部支撑或锚锭，施工空间大； 可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。缺点：水平施工缝的处理较为困难；缺点：暗挖施工难度大、费用高；3 盖挖法可分为盖挖顺作法、盖挖逆作法及盖挖半逆作法。目前， 城市中施工采用最多的是 盖挖逆作法。（三者区别？）2K313011地铁车站结构与施工方法二、施工方法（工艺）与选择条件（三）喷锚暗挖法 特点：对地层的适应性较广，结构埋置较浅，地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管 线密布，及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。区别1 新奥法：“新奥法”是以维护和利用围岩的自承能力为基点，使围岩成为支

4、护体系的 组成部分。2 浅埋暗挖法：以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，以格栅（或其他钢结 构）和锚喷作为初期支护手段，按照“十八字”原则（即管超前、严注浆、短开挖、强 支护、快封闭、勤量测）进行。适用条件一一浅埋暗挖法不允许带水作业；要求开挖面具有一定的自立性和稳定性，足 以进行必要的初期支护作业；开挖面前方地层的预加固和预处理。常用的单跨隧道浅埋暗挖方法选择（框图 2K313011-5）2K313011地铁车站结构与施工方法二、施工方法（工艺）与选择条件（三）喷锚暗挖法2K313011地铁车站结构与施工方法三、 不同方法施工的地铁车站结构（形式）（3类）（一）明挖法施工车站结构明挖

5、法施工的车站主要采用矩形框架结构或拱形结构。（二）盖挖法施工车站结构在城镇交通要道区域采用盖挖法施工的地铁车站多采用矩形框架结构。（三）喷锚暗挖（矿山）法施工车站结构视地层条件、施工方法及其使用要求的不同，可采用单拱式车站、双拱式车站或三拱式车 站，并根据需要可作成单层或双层，断面较大。2K313012 地铁区间隧道结构与施工方法一、不同方法施工地铁区间隧道（3个方法）（一）明挖法施工隧道：矩形断面；整体浇筑或装配式（二）喷锚暗挖（矿山）法施工隧道1. 在城市区域、交通要道及地上地下构筑物复杂地区，一般采用拱形结构，其基本断面 形式为单拱、双拱和多跨连拱。2. 衬砌的基本结构类型一复合式衬砌：

6、由初期支护、防水隔离层和二次衬砌所组成，复 合式衬砌外层为初期支护（主要承载单元）：用锚杆、喷混凝土、钢筋网和钢支撑等单一 或并用而成。（三）盾构法施工隧道在松软含水地层、地面构筑物不允许拆迁，施工条件困难地段。 优越性一一振动小、噪声低、施工速度快、安全可靠，影响小等。 预制装配式衬砌、双层衬砌以及挤压混凝土整体式衬砌三大类。图 2K313012-1。2K313012 地铁区间隧道结构与施工方法二、（喷锚暗挖与盾构法）施工方法比较与选择（一）喷锚暗挖（矿山）法2 新奥法施工：新奥法施工隧道适用于稳定地层，采用对围岩扰动少的支护方法。3 浅埋暗挖法施工浅埋暗挖法针对埋置深度较浅、松散不稳定的土

7、层和软弱破碎岩层 强调地层的预支护和预加固（常用的预加固和预支护方法有：小导管超前预注浆、开挖 面深孔注浆及管棚超前支护）。二次衬砌初期支护的变形达到基本稳定，且防水结构施工验收合格；更多情况则使 用模板台车。监控量测一一是浅埋暗挖施工工序的重要组成部分。拱顶下沉是控制稳定较直观的和可靠的 判断依据，水平收敛和地表下沉有时也是重要的判断依据。地表下沉测量显得尤为重要。2K313012 地铁区间隧道结构与施工方法二、（喷锚暗挖与盾构法）施工方法比较与选择1 盾构法施工见图2K313012-3所示，其基本施工步骤： 建一个工作（竖）井一一盾构安装就位一一推出一一推进、出土和安装衬砌管片一一衬 砌背

8、后注浆一一拆除2. 设备、种类（选择）3. 适用条件4 盾构法施工隧道具有以下优点：地下进行，既不影响地面交通，减少噪声和振动影响；工序循环进行， 施工易于管理，施工人员也较少；不受覆土量多少影响，适宜于建造覆 土较深的隧道；不受风雨等气候条件影响。5.盾构法施工也存在以下一些问题； 曲线半径过小时，施工较为困难；隧道覆土太浅，则盾构法施工困难很 大，水下不够安全。2K313020 明挖基坑施工2K313021深基坑支护结构与变形控制选择题2K313022基槽土方开挖及护坡技术案例题2K313023地基加固处理方法案例题2K313024工程降水方法案例题2K313021深基坑支护结构与变形控制

9、一、围护结构（一）基坑围护结构体系 包括板（桩）墙、围檩（冠梁）及其他附属构件。 板（桩）墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑。（二）深基坑围护结构类型（特点）一一表 2K313021-1。2K313021深基坑支护结构与变形控制二、支撑结构类型（一）支撑结构体系1. 内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统；外拉锚有拉锚和土锚 两种形式。3. 在深基坑的施工支护结构中，常用的支撑系统按其材料可分为现浇钢筋混凝土支撑体系 和钢支撑体系两类，其形式和特点见表 2K313021-2。2K313021深基坑支护结构与变形控制三、基坑的变形控制（3点）（

10、一）基坑变形特征一一图？2. 围护墙体水平变形3. 围护墙体竖向变位4. 基坑底部的隆起5. 地表沉降（二）基坑的变形控制2. 控制基坑变形的主要方法有：（1）增加围护结构和支撑的刚度；（2）增加围护结构的人土深度；（3）加固基坑内被动区土体。（4）减小每次开挖尺寸和开挖支撑时间；（5）调整围护结构深度和降水井布置。（三）坑底稳定控制：（2）（ 3）（ 5）+施作底板2K313022基槽土方开挖及护坡技术（土方开挖、放坡、边坡防护三方面）一、基（槽）坑土方开挖（一）基本规定1. 根据支护结构设计、降排水要求，确定开挖方案。2. 基坑周围地面应设排水沟，对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。3. 软

11、土基坑必须分层、分块、均衡地开挖。4. 米取措施防止开挖机械等碰撞支护结构。二、护坡技术（一）基坑边（放）坡3. 基坑放坡要求分为一级放坡和分级放坡两种形式。当存在影响边坡稳定性的地下水时，应采取降水措施或深层搅拌桩、高压旋喷桩等截水 措施。分级放坡时，宜设置分级过渡平台。岩石边坡不宜小于0.5m，对于土质边坡不宜小于1.0m2K313022基槽土方开挖及护坡技术（土方开挖、放坡、边坡防护三方面）二、护坡技术（二）长基坑开挖与过程放坡2. 坑内纵向放坡是动态的边坡。易产生滑坡。3. 土坡附近有需保护的建筑或管线，应减缓该处坡度。三、边坡保护（一）基坑边坡稳定措施1. 根据土质确定边坡坡度2做好

12、排降水与防洪4. 严格禁止在基坑边坡坡顶12m范围堆放材料、土方和其他重物以及停置或行驶较大的 施工机械。5. 不得挖反坡（二）护坡措施2. 放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的保护措施一一叠放砂包或土袋：水泥抹面；挂网喷浆 或混凝土；锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。2K313023 地基加固处理方法一、地基加固处理作用与方法选择（一）目的？（基坑外加固；基坑内加固）（二）方法选择加固型式：五种？适于？1 换填材料加固处理法一一适用于较浅基坑。2 水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆一一适用于深基炕。二、常用方法与技术要点（一）注浆法不同注浆法的适用范围表2K313023（二）水泥土搅拌

13、法1 水泥土搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基。分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两 种。喷粉搅拌机目前仅有单轴搅拌机一种机型。（三）高压喷射注浆法2. 适用于：？对于硬粘土、较多块石、植物根影响效果3. 三个方法一一三个形状2K313024 工程降水方法一、降水方法选择（一）基本要求1. 软土地区基坑开挖深度超过 3m 一般就要用井点降水。2. 有承压水时进行坑底突涌验算；封底、钻孔减压措施。3. 降水危及安全时采用截水或回灌。（二）工程降水有多种技术方法一一可根据土层情况、渗透性、降水深度、周围环境、支护 结构种类按表2K313024选择和设计。（方法一一降水深度一一地下水类型）幻灯片1162

14、K313024 工程降水方法二、常见降水方法（一）明沟、集水井排水（二）井点降水2 井点布置根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。当基坑（槽）宽度小于6m且降水深度不超过6m时，可采用单排井点，布置在地下水上 游一侧；当基坑（槽）宽度大于6m或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点 当基坑面积较大时，宜米用环形井点。3井点管距坑壁不应小于1.01.5m，井点间距一般为0.81.6m。滤水管埋入含水层内, 并且比挖基坑（沟、槽）底深 0.91.2m，井点管的埋置深度应经计算确定。2K313024 工程降水方法三、基坑的隔（截）水帷幕与坑内外降水（一）隔（截）水帷幕：

15、注浆、旋喷、水泥土搅拌桩（二）隔（截）水帷幕+降水井隔（截）水帷幕（在外）隔断降水含水层隔（截）水帷幕位于承压水含水层之上一一降低承压水水头隔（截）水帷幕位于承压水含水层之中 后期可疏干承压水2K313030 喷锚暗挖（矿山）法施工2K313031喷锚暗挖法的掘进方式选择选择题2K313032喷锚加固支护施工技术案例题2K313033衬砌及防水施工要求案例题2K313034小导管注浆加固技术案例题2K313035管棚施工技术案例题2K313031喷锚暗挖法的掘进方式选择一、浅埋暗挖法与掘进方式特点（一）全断面开挖法：优点是可以减少开挖对围岩的扰动次数，工序简便；缺点是对地质条 件要求严格，围岩

16、必须有足够的自稳能力。（二）台阶开挖法：优点是具有足够的作业空间和较快的施工速度，灵活多变，适用性强。 注意事项一一台阶数不宜过多，台阶长度要适当。（四）单侧壁导坑法：适用于断面跨度大，地表沉陷难于控制的软弱松散围岩中隧道施工。 每步开挖的宽度较小。（五）双侧壁导坑法：1 当隧道跨度很大，地表沉陷要求严格，围岩条件特别差。4 优缺点：双侧壁导坑法虽然开挖断面分块多，扰动大，在施工中间变形几乎不发展。双侧 壁导坑法施工较为安全，但速度较慢，成本较高。三、方式选择条件一一图P138 139 （沉降、工期、造价比较）2K313032 喷锚加固支护施工技术一、喷锚暗挖与初期支护（一）喷锚暗挖与支护加固

17、1 喷锚初期支护，主要包括钢筋网喷射混凝土、锚杆一钢筋网喷射混凝土、钢拱架一钢筋网喷射混凝土等支护结构形式。（二）支护与加固技术措施1 暗挖隧道内常用的技术措施（1）超前锚杆或超前小导管支护；（2）小导管周边注浆 或围岩深孔注浆；2. 暗挖隧道外常用的技术措施（1）管棚超前支护；（2）地表锚杆或地表注浆加固；（3）冻结法固结地层；（4）降低地下水位法。2K313032 喷锚加固支护施工技术二、暗挖隧道内加固支护技术方法喷锚（一）主要材料1 .采用早强混凝土，初凝时间不应大于 5min，终凝时间不应大于lOmin。2.钢筋网采用Q235钢，钢筋直径宜为612mm网格尺寸宜采用150300mm（二

18、）喷射混凝土前准备工作1. 滴水、淌水、集中出水点：埋管等方法进行引导疏干。2. 宜采用湿喷方式；喷射厚度宜为 50lO Omm4. 超前锚杆、小导管支护是沿开挖轮廓线，以一定的外插角。（三）喷射混凝土：紧跟开挖工作面，应分段、分片、分层，由下而上顺序进行。（五）锚杆： 钻孔不宜平行于岩层层面，宜沿隧道周边径向钻孔。锚杆安装垫板，与喷 混凝土面密贴。钻孔安设锚杆前应先进行喷射混凝土施工2K313032 喷锚加固支护施工技术三、暗挖隧道外的超前加固技术（一）降低地下水位法1. 含水的松散破碎地层宜采用降低地下水位法，不宜集中宣泄。3 降低地下水位通常采用地面降水方法或隧道内辅助降水方法。4当采用

19、降水方案不能满足要求时，应在开挖前进行帷幕预注浆，加固地层等堵水处理。（二）地表锚杆（管）1 适用于浅埋暗挖、进出工作井地段和岩体松软破碎地段。2. 地面锚杆（管）按矩形或梅花形布置。3. 锚杆类型应根据地质条件、使用要求及锚固特性进行选择：中空注浆锚杆、树脂锚杆、 自钻式锚杆、砂浆锚杆和摩擦型锚杆。（三）冻结法周结地层用于富水软弱地层的暗挖施工固结地层。2K313033 衬砌及防水施工要求一、防水结构施工原则（一）规定：施工原则（二）复合式衬砌与防水体系1. 采用复合式衬砌由初期（一次）支护、防水层和二次衬砌所组成。2. 复合式衬砌，以结构自防水为根本，辅加防水层组成防水体系，以变形缝、施工

20、缝、后浇 带、穿墙洞、预埋件、桩头等接缝部位混凝土及防水层施工为防水控制的重点。二、施工方案选择1.施工期间防水措施主要是排与堵2在衬砌背后设置排水盲管（沟）或暗沟和在隧底设置中心排水盲沟时， 配合衬砌一次施工。3. 衬砌背后可采用注浆或喷涂防水层等方法止水。2K313033 衬砌及防水施工要求三、复合式衬砌防水施工（一）复合式衬砌防水层施工应优先选用射钉铺设，结构组成如图2K313043所示。（四）二衬混凝土施工要求1.二衬采用补偿收缩混凝土，具有良好的抗裂性能。2 .二衬混凝土浇筑应采用组合钢模板体系和模板台车两种模板体系。3混凝土浇筑采用泵送模注，两侧边墙采用插入式振捣器振捣，底部采用附

21、着式振动器振捣。 混凝土浇筑应连续进行，两侧对称，水平浇筑。2K313034 小导管注浆加固技术2K313034 小导管注浆加固技术一、适用条件与基本规定（一）适用条件：在软弱、破碎地层中成孔困难或易塌孔，宜采取超前小导管注浆和超前预 加固处理方法。二、技术要点（一）小导管布设常用设计参数：钢管直径 3050mm钢管长35m,焊接钢管或无缝钢管; 钢管钻设注浆孔间距为100150mm钢管沿拱的环向布置间距为 300500mm（二）注浆材料：可注性，固结后应有一定强度、抗渗、稳定、耐久和收缩小改性水玻 璃浆适用于砂类土，水泥浆和水泥砂浆适用于卵石地层。（三）注浆工艺：在砂卵石地层中宜采用渗入注浆

22、法；在砂层中宜采用劈裂注浆法；在黏土 层中宜采用劈裂或电动硅化注浆法；在淤泥质软土层中宜采用高压喷射注浆法。三、施工控制（图）2K313035 管棚施工技术2K313035 管棚施工技术一、结构组成与适用条件（一）结构组成：管棚是由钢管和钢拱架组成。管内应灌注水泥浆或水泥砂浆。（二）适用条件：考虑采用管棚进行超前支护：(1) 穿越铁路修建地下工程；(2) 穿越地下和地面结构物修建地下工程；(3) 修建大断面地下工程；隧道洞口段施工；(5) 通过断层破碎带等特殊地层；(6) 特殊地段，如大跨车站、重要文物保护区、河底、海底施工等。二、技术要点(一) 主要材料要求：直径 70180mm壁厚48mn无缝钢管。短管棚采用的钢管每节 长小于10m,长管棚采用的钢管每节长大于10m。(二) 流程；间距2至2.5倍直径三、质量控制钻孔：外插角不大于3度；可在管棚间设置小导管