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地下建筑工程施工技术教案


绪论
一.地下建筑施工课程的任务、特点 1.地下工程是埋于岩土介质中的结构物 2.应根据工程地质与水文地质条件,综合考虑下列因素: ? 地下工程的类型、规模、结构形式; ? 开挖深度、 降水排水条件、施工季节; ? 周边环境、工程经验、工程造价; ? 做到因地制宜、因时制宜,选用合适的地下工程施工方法与施工技术,以 取得以下效果:安全可靠、质量保证、方便施工、技术先进、

经济合理。 3.地下建筑施工专门研究各类地下工程、基础工程的: ? 施工方法 ? 施工工艺 ? 施工技术 4.本课程的任务: 不但要求学习、掌握地下建筑施工技术,而且要求能够研究各类地下工程的 施工方法、 施工工艺与施工技术, 具有独立分析和解决地下工程施工问题的能力。 二.地下建筑施工技术概要 1.一般地下工程: 城市地铁、越江隧道、引水隧道、地下工厂、地下民用设施、地下军用设施、 高层建筑地下室 2.常用地下工程施工方法: ? 明挖法 ? 暗挖法 ? 明暗结合开挖法 3.明挖法有: 放坡开挖(大开挖)法、重力式水泥土墙法、高压旋喷法、土钉墙法、深基 坑施工法、沉井法。 4.暗挖法有: ? 盾构法; ? 顶管法; ? 矿山(暗挖隧道)法 5.明暗结合开挖法有: ? 逆作法; ? 沉管法; ? 箱涵法 其中逆作法又分为:全逆作法、半逆作法、盖挖法 三.学习本课程需要注意的几个问题: 1.本课程着重讨论地下工程: 施工方法、施工工艺和施工技术;每一种施工方法、施工工艺和施工技术都 有其特点,应注意它们各自的适用场合。 2.要求掌握一般地下工程常用的施工方法和施工技术;了解国内外施工领域的 新技术和发展动态;具有独立分析和解决地下工程施工技术问题的初步能力。 3.地下建筑施工技术涉及面广,实践性强,技术发展迅速,要求坚持理论联系 实际,要重视生产实习、教学参观、现场教学等实践性的教学环节,要有计划地

到施工现场去参观,积累实践的感性知识。

第一章 大开挖基坑工程施工
§ 概述 1.1 1.大开挖土方工程:指不采用支撑形式而采用直立或放坡施工方法进行开挖的 基坑工程,有时又称放坡基坑开挖。开挖深度不大:一般小余 10m 深。 2.大开挖(放坡开挖)是明挖法中用得最多、最普通的一种方法,它具有的优 点是: ? 坑内无支撑 ? 方便大型机械与主体结构施工 ? 施工速度快、成本低 3.边坡设计需要确定两个基本参数:边坡开挖深度和坡度 边坡开挖深度称为坡高 H,坡度用坡角或高宽比表示 4.大开挖基坑的边坡稳定主要是通过边坡土质的抗剪强度来实现的。边坡的稳 定性安全系数越低,变形越大。 5.大开挖基坑工程的施工内容包括: ? 施工组织设计; ? 基坑降水和边坡加固的方法; ? 基坑土方开挖 § 施工组织设计 1.2 1.施工组织设计的任务: 根据建筑结构设计的要求,结合施工现场的具体情况,提出施工的具体方法 和实施途径,保证工程按质如期完成。 2.施工组织设计主要包括如下内容: ? 选择合理的土方开挖方案、施工方法和施工设备; ? 对建筑工地进行总平面规划 3.大开挖基坑施工的土方开挖方案: 主要指边坡稳定计算、基坑降水方案、土方开挖的行进路线和边坡加固方法。 4.土方开挖的施工方法: 人工开挖和机械开挖两种 5.选择施工设备 根据施工方法,选择合理的施工机具,提高挖土的机械化水平,缩短工期 6.施工平面图设计内容应包括: ? 地上和地下原有建筑物和构筑物; ? 地上和地下拟建建筑物和构筑物; ? 为施工服务的临时设施。 § 边坡稳定性计算和边坡失稳防止措施 1.3 1.基坑边坡主要的破坏形式: ? 沿近似圆弧的滑动面破坏; ? 沿近乎平面的滑移。 2.边坡失稳有如下几种原因可能导致边坡原来受力平衡状态失去平衡: ? 受荷; ? 土体抗剪强度降低; ? 动、静水压力的作用。 3.边坡稳定性计算的目的:确定边坡的主要系数、放坡坡度等

4.边坡失稳的防止措施: ? 边坡修坡; ? 设置边坡护面; ? 边坡坡脚抗滑加固。 § 流砂、管涌的防止和基坑降水措施 1.4 1.流砂和管涌是基坑土方工程施工需要防止的两大危害 2.流砂:当水力梯度大于临界值 3.管涌:当土层主要由粗细相差较大的两类土粒组成时 4.防止流砂和管涌的措施: ? 设置防渗帷幕,增大渗径,减少水力梯度; ? 水下挖土,减少水力梯度; ? 人工降低地下水位。 5.大开挖基坑的降水一般有两种途径: ? 明排法 ? 人工降水法 § 土方开挖施工 1.5 1.放坡开挖的方法: ? 人工开挖:劳动强度大; ? 小型机械开挖:施工空间受限制情况下; ? 大型机械开挖:工作效率高。 2.机械挖土: ? 正向铲挖土机开挖:正向开行、侧向开行; ? 反向铲挖土机开挖:沟端开行、沟侧开行; ? 索铲挖土机开挖; ? 合瓣(抓斗)挖土机开挖。

第二章 深基坑工程施工
深基坑工程施工是地下工程施工技术的重要组成部分 § 概述 2.1 1.深基坑工程:通常基坑开挖深度大于等于 7.0m 2.深基坑工程作用: ? 给地下结构敞开开挖创造条件; ? 建筑物地下结构的一部分。 3.基坑安全等级: ? 一级 ? 二级 ? 三级 § 基坑支护结构类型与选择 2.2 1.支护结构分类:挡土结构和支撑结构两类 2.支护结构类型: ? 钢板桩、钢管桩、H 型钢桩加横挡板、钢筋混凝土预制板桩、 ? 钻孔(挖孔)灌注桩围护墙;地下连续墙;水泥土墙;高压旋喷桩; ? 钻孔灌注桩与水泥搅拌桩相结合;劲性水泥土墙;外拉锚; ? 土钉墙;沉井;沉箱。 3.支撑结构类型:

? 内支撑:型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑、围檩、立柱等; ? 外支撑:拉锚和土锚 § 基坑稳定性验算 2.3 ? 基坑抗整体滑动失稳验算; ? 基坑抗隆起验算; ? 基坑抗管涌验算; ? 基坑抗承压水稳定验算 § 钢板桩支护结构施工 2.4 1.钢板桩施工准备:柱帽、转角桩的制作 2.钢板桩打入方法: ? 单桩打入法; ? 双层围檩法; ? 屏风打入法。 3.钢板桩的拔除: 两种拔桩方法:振动锤拔桩法、重型起重机与振动锤共同拔桩法 4.钢板桩打入的允许偏差 5.钢板桩施工常遇问题与对策 § 钻孔灌注桩支护结构施工 2.5 ? 施工机械:干作业成孔机械;湿作业成孔机械。 ? 干作业成孔钻孔灌注桩施工工艺 ? 湿作业成孔钻孔灌注桩施工工艺 § 挖孔桩支护结构施工 2.6 ? 人工挖孔桩 ? 施工安全:重视操作人员的人身安全 § 水泥土墙支护结构施工 2.7 深层搅拌桩水泥土墙施工工序:定位、预搅下沉、预备水泥浆、喷浆搅拌提 升、重复上、下搅拌、清洗、移位至下一根桩。

第三章 沉井施工
§ 概述 3.1 通常沉井由刃脚、井壁、内隔墙、井内纵横粱等组成的圆筒或矩形钢筋混凝 土结构 1.沉井的应用: ? 地下工业厂房、大型设备基础、地下仓(油)库、人防掩蔽所、盾构拼装井、 ? 船坞坞首、桥梁墩台基础、取水构筑物、污水泵站、矿用竖井、 ? 地下车道与车站、地下建(构)筑物的围壁、大型深埋基础等等 2.沉井在施工中具有的独特优点: ? 占地面积小; ? 不需要围护; ? 挖土量小; ? 对邻近建筑物的影响比较小; ? 操作简便,无需特殊的专业设备。 § 沉井的分类与构造 3.2 1.沉井按制作材料分类: 混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石

2.沉井按平面形状分类: ? 圆形单孔沉井; ? 方形单孔沉井; ? 矩形单孔沉井; ? 矩形双孔沉井; ? 椭圆形双孔沉井; ? 矩形多孔沉井。 3.沉井按竖向剖面形状分类: ? 圆柱形沉井; ? 阶梯形沉井; ? 锥形沉井。 4.沉井的组成: 井壁、刃脚、内隔墙、上、下横梁及框架、井孔、封底 § 沉井施工 3.3 1.沉井施工前的淮备工作 ? 对施工场地进行勘察 ? 熟悉工程地质、水文地质、施工图纸等资料 ? 敷设水电管线、修筑临时道路、平整场地,即三通一平 ? 搭建必要的临时设施,集中必要的材料、机具设备和劳动力 ? 应事先编制施工组识设计与施工方案 2.沉井施工的淮备工作 ? 地质勘查和制定施工方案; ? 不开挖基坑制作沉井; ? 开挖基坑制作沉井; ? 地基处理后制作沉井; ? 人工筑岛制作沉井; ? 测量控制和沉降观察。 3.沉井下沉与抗浮稳定验算 4.沉井制作: ? 刃脚支设; ? 沉井壁制作; ? 单节式沉井混凝土的浇筑; ? 多节式沉井混凝土的浇筑; 5.沉井制作与下沉的顺序: ? 一次制作,一次下沉; ? 分节制作,多次下沉; ? 分节制作,一次下沉。 6.沉井下沉方法: 排水下沉和不排水下沉 7.排水下沉常用的排水方法: ? 明沟直接排水方法; ? 井点系统降水; ? 井点与明沟排水相接合的方法。 8.下沉挖土方法:

排水下沉挖土方法和不排水下沉挖土方法 9.沉井的辅助下沉方法: ? 射水下沉法; ? 触变泥浆护壁下沉法; ? 抽水下沉法; ? 井外挖土下沉法; ? 压重下沉法; ? 炮震下沉法。 10.沉井封底: ? 排水封底; ? 不排水封底; ? 导管法灌注沉井水下封底混凝土。 11.沉井施工机具: ? 双瓣抓土斗; ? 四瓣抓土斗; ? 空气吸泥机; ? 压缩空气管。 § 沉井施工引起土体移动的分析与计算 3.4 1.沉井施工引起土体移动的因素: ? 由于开挖井内土体,开挖面释放了原有土体的自重应力,使井底土体失去 三维平衡条件,引起井底土体移动; ? 由于井壁外预留空隙,引起井周土体移动; ? 由于沉井在下沉中经常纠偏,扰动土体,引起土体移动; ? 井底流砂引起土体的移动; ? 井底承压水引起土体的移动; ? 制作沉井时,由于地基承载力不够,引起土体的移动。 2.井底流砂引起土体移动的分析 3.井底承压水引起土体移动的分析

第四章 地下连续墙施工
§ 概述 4.1 地下连续墙:刚度大,既挡土又止水,施工时噪音低,无振动,无挤土,可 适用于各类地层,也可使用于逆作法施工 § 地下连续墙的施工简述与工艺流程 4.2 地下连续墙的施工由多种工序组成,施工内容包括:准备工作和墙体施工 § 地下连续墙施工 4.3 1.施工准备 2.导墙施工 3.泥浆护壁 4.成槽施工 5.钢筋笼施工 6.导墙的作用: 划分挖槽位置,控制施工精度,支挡侧向土压力,容蓄泥浆 7.护壁泥浆的作用: ? 护壁;

? 携渣; ? 冷却机具; ? 切土润滑。 8.外加济按其功能分为下面四类: 加重型、增粘型、分数型和防漏型 9.成槽施工: ? 槽段长度确定; ? 成槽顺序:顺槽法和跳槽法; ? 槽段平面形状和接头位置 10.地下连续墙的接头形式:施工接头、结构接头 11.施工接头: ? 直接连接构成接头; ? 接头管接头; ? 接头箱接头; ? 隔板式接头。 12.结构接头: ? 直接连接接头; ? 间接接头:预埋连接钢板、预埋剪力块和预埋钢筋连接器。 § 地下连续墙的施工机具设备 4.4 ? 索式斗体推压式导板抓斗 ? 中心提拉式导板抓斗 ? 导杆液压抓斗 § 地下墙施工常遇问题与处理对策 4.5 § 地下连续墙施工质量标准 4.6

第五章 地下工程逆作法施工
§ 概述 5.1 1.逆作法:地下工程施工中,不架设临时支撑;结构本身既作挡墙又作内支撑; 施工顺序与顺作法相反:从上往下依次开挖和浇筑结构主体 2.逆作法分为:全逆作法和半逆作法 3.全逆作法:地上、地下同时进行立体交叉施工 4.半逆作法:地下结构从上往下施工,地上结构不能与地下结构同时施工 5.顺作法的施工顺序:挡墙、支撑、开挖、底板、从下往上浇筑结构主体 6.顺作法支撑:型钢支撑、钢管支撑、钢筋混凝土支撑和土锚 7.逆作法支撑:地下结构主体的粱、板作为支撑 8.逆作法的优点: ? 由于地下结构本身作为支撑,且具有相当大的刚度,使围护结构的应力、 变位减小,提高了工程施工的安全性,能有效控制周围土体的变形和地表 的沉降,减小了对周边环境的影响,有利于保护邻近建(构)筑物;逆作法 适用于任何不规则形状平面或大平面; ? 由于最先筑好顶板,地下、地上结构可以同时施工,缩短了工程的施工总 工期; ? 一层结构平面可作为工作平台,不必另外架设开挖工作平台与内撑,这样 大幅度削减了支撑和工作平台等大型临时设施,减少了施工费用。 ? 由于开挖和施工的交错进行,逆作结构的自身荷载由立柱直接承担并传递

至地基, 减少了大开挖时卸载对持力层的影响, 降低了基坑内地基回弹量; 9.逆作法的缺点: ? 需要设临时立柱及立柱桩, 增加了施工费用; 且由于支撑为建筑结构本身, 自重大,为防止不均匀沉降,要求立柱具有足够的承载力。 ? 逆作法所设立柱内钢骨与原设计设置的梁主筋、基础梁主筋冲突相碰,节 点构造复杂,施工难度大。 ? 为运送开挖出的土方与施工材料,需在顶板多处设置临时施工洞。必须对 顶板采用加强措施。 ? 地下工程在楼板的覆盖下进行施工,闭锁的空间使大型机械设备难于进 场,作业不便,施工难度大。 ? 在逆作施工的各个阶段浇注的混凝土都分有先浇和后浇,产生的交接处 (缝),不仅给施工带来不便,而且为保证结构、防水等问题,给施工计划 及质量管理提出了很高的要求。 10.逆作法的施工的适用范围: 逆作法常用于埋藏较深的地下(基础)工程的施工,可适用于各类土层条件, 包括饱和含水的软土地层,尤其适用于城市密集建筑物街区的地下(基础)工程施 工。如地下厂房、地下车库、高层建筑下的深基础、地下贮库、地下变电站、地 铁车站等工程。 § 逆作法施工顺序与工艺流程 5.2 ? 逆作法的施工顺序 ? 逆作法的施工工艺流程 § 逆作法施工 5.3 1.中间支撑柱(桩)的施工 2.中间支撑柱(桩)的作用:将上部结构及其承重的荷载传递给地基 3.地下室结构常用的浇筑方法有两种: ? 利用土模浇筑粱板; ? 利用支模方式浇筑粱板。 4.施工缝处的浇筑方法有三种: ? 直接法; ? 充填法; ? 注浆法。

第六章 盾构法隧道施工
§ 概述 6.1 1.盾构法是地面以下暗挖隧道的一种施工方法 2.盾构法建造的隧道主要用于: ? 水底公路隧道; ? 地铁区间隧道; ? 电力电讯隧道; ? 市政管线隧道; ? 进水排水隧道。 3.断面形式:圆形、矩形、马蹄形、双园形、多园形 4.盾构法施工的优点: ? 地面作业少,隐蔽性好,噪音、振动引起的公害小; ? 费用和技术难度基本不受覆土深浅的影响;

? 隧道施工可完全不影响航道通航和地面建筑与市政管线正常使用 ? 不受气候影响; ? 施工自动化程度高、劳动强度低、施工速度快; ? 适用于各类软土地层和软岩地层的隧道施工 5.盾构法施工的缺点: ? 不能完全防止盾构施工区域内的地表变形; ? 盾构一次掘进长度有限; ? 隧道覆土小于 0.5Ds 时,盾构开挖面土体稳定较困难; ? 施工人员易患减压病的危险; ? 当盾构的曲线半径小于 20D 时,盾构转向比较困难。 § 盾构的构造、分类与选型 6.2 1.盾构的基本构造: ? 盾壳:切口环部分、支撑环部分、盾尾部分; ? 推进系统:液压设备,盾构千斤顶; ? 正面支撑系统:千斤顶、刀盘面板、网格类; ? 衬砌拼装系统:举重臂,真圆保持器; ? 液压系统:为千斤顶、举重臂、大刀盘供动力; ? 操作系统:控制盾构掘进机的工作状态。 2.盾构的分类及其适用范围: ? 手掘系统盾构:手掘式盾构、挤压式盾构、网格式盾构; ? 半机械式盾构; ? 机械系统盾构:机械式盾构、泥水加压盾构、土压平衡盾构。 3.盾构选型: 盾构选型一般应根据拟建隧道的规模、特征、施工场地的工程水文地质条件、 施工人员的技术水平、隧道施工区域内的环境保护要求、经济性等因素,综合考 虑选择盾构类型。 § 盾构法施工 6.3 1.盾构法施工的准备工作: ? 盾构的拼装和拆卸室; ? 盾构基座; ? 盾构进出洞方法: 2.盾构出洞方法:临时基坑法、逐步掘进法、工作井进出洞法; 3.临时封门的构造形式:钢结构或砖石或砼;盾构后座。 4.盾构开挖方法: ? 敞开式开挖; ? 网格式开挖; ? 挤压式开挖; ? 机械切削式开挖。 5.盾构操纵与纠偏: ? 千斤顶编组的调整; ? 盾构纵坡的控制; ? 开挖面阻力的调整; ? 盾构自转的控制。 6.衬砌壁后压浆:

? 压浆方法:二次压浆法、一次压浆法; ? 压浆材料; ? 压浆设备。 § 盾构法隧道衬砌 6.4 1.内部使用限界的确定:车辆限界、建筑限界。 2.圆形隧道断面的优点 ? 受力好; ? 易于盾构推进; ? 便于管片的制作和拼装; ? 发生转动,对断面的利用的毫无妨碍。 3.衬砌分类: ? 铸铁管片; ? 钢管片; ? 钢筋混凝土管片; ? 钢与钢筋混凝土复合型管片; ? 混凝土管片; ? 砌块。 4.衬砌防水 § 盾构法隧道衬砌 6.5 盾构掘进中的辅助施工法: ? 稳定开挖面的辅助施工方法; ? 盾构进出洞的辅助施工方法; ? 特殊情况下的辅助施工方法: ? 二次压浆法; ? 基础托换; ? 承压板法; ? 地层加固; ? 管棚法。 § 工程实例 6.6 工程概况 工程地质条件 盾构 盾构掘进施工 盾构施工引起地表变形与环境保护

第七章 顶管法施工
§ 概述 7.1 1.顶管法施工:软土地区埋深大、直径小的隧道,特别对于城市市政管道,具 有独特的优越性 2.顶管法的适用范围: ? 隧道或管道内径大于 4 米,盾构法施工; ? 管道内径小于 4 米,用顶管法; ? 顶管法和盾构法隧道的施工技术相互渗透,基本的原理和施工工艺越来越 趋向一致。 § 工作井及后背墙 7.2

1.工作井的设置: ? 选址; ? 种类:单向顶进井、双向顶进井、多向顶进井、转向顶进井、接收井等; ? 尺寸; ? 基础:土槽木枕基础、卵石木枕基础、混凝土木枕基础 ? 导轨:导轨宽度的计算; 2.顶管工作井的质量标准。 3.顶力计算:混凝土管、金属管及轻质非金属管、泥浆减阻后 § 常用顶管的施工方法 7.3 普通顶管施工方法: ? 主要机具设备: ? 液压千斤顶:一般用双作用千斤顶; ? 顶铁; ? 工作台及棚架。 ? 挖土与顶进 ? 关于管前挖土的长度; ? 关于管子周围的超挖; ? 安装管帽; ? 顶进; ? 安装工具胀圈(临时连接) ; ? 顶钢管要求防腐。 ? 测量与纠偏: ? 测量 ? 纠偏:超挖纠偏法、顶木纠偏法、千斤顶纠偏法 § 主要技术措施 7.4 1.穿墙止水:挡环、盘根、轧兰组成 2.顶管接口处理:钢管、钢筋混凝土管 3.触变泥浆减阻 4.中继环 ? 中继环的工作原理; ? 中继环的布置数量; ? 中继环的安装与工作; ? 中继环的拆除。

第八章 沉管法施工
§ 概述 8.1 1.沉管法:跨越江、河、湖、海水域修建隧道的重要方法之一。 2.中国大陆第一条沉管隧道:广州珠江隧道,1993 年通车 3.沉管法修建隧道施工工序:地槽的浚挖、管节制作、管节的防水管节的驳运 沉放和地基的处理。 4.沉管隧道的类型:船台型、干圬型。 5.沉管隧道的特点: ? 施工质量有保证 ? 工程造价低; ? 现场施工工期短;

? 操作条件好; ? 对地质条件的适应性强; ? 使用水深范围较大,大于 60 米,最大 70 米; ? 断面空间利用率高。 § 管段的制作 8.2 1.临时干坞 2.浮力的设计:干舷;抗浮安全系数。 3.管段的制作: ? 管段的施工缝与变形缝; ? 底板; ? 侧墙与顶板; ? 临时隔墙; ? 压载设施。 4.管段的防水和接缝处理 ? 混凝土的自防水 ? 接缝防水:变形缝的防水、管段间接缝、闭合接缝。 § 管段的浮运和沉放 8.3 1.管段的浮运 2.常用沉放方法: ? 分吊法; ? 扛吊法; ? 骑吊法; ? 拉沉法。 3.管段沉放作业的主要工序如下: 托运管段到沉放现场;用缆绳定位管段,以便精确施工;施加镇重物,使管 段下沉。 4.下沉作业的步骤: ? 初次下沉; ? 靠拢下沉; ? 着地下沉。 5.管段的水下连接: ? 水下混凝土法; ? 水力压接法:对位;拉合;压接;拆除隔墙。 § 基槽浚挖与基础处理 8.4 1.沉管基槽断面主要由三个基本尺度决定:底宽、深度和边坡坡度 2.浚挖方式:分层分段浚挖 3.基槽的回填 4.沉管基础的特点: ? 一般不会产生由于土壤固结或剪切破坏所引起的沉降; ? 没有产生流砂现象的可能; ? 沉管隧道对各种地质条件的适应性很强。 5.基础处理的主要方法: ? 先铺法(刮铺法) ? 后填法

6.后填法中的不同施工方法 ? 灌砂法; ? 喷砂法; ? 灌囊法; ? 压浆法; ? 压砂法。 7.软弱土层中的沉管基础:需采用桩基,必须采取一些措施,解决方法: ? 水下混凝土传力法; ? 砂浆囊袋传力法; ? 活动桩顶法。

第九章 箱涵施工
§ 概述 9.1 1.箱涵在地下工程中的应用:铁路和公路交叉口,需建立交桥或立交地道 2.施工程序 § 前期施工 9.2 1.工作坑:箱涵顶进的基地 2.滑板的用途 3.滑板的分类: ? 按结构形式分: ? 与后背梁分离的滑板; ? 与后背梁结为整体的滑板。 ? 按所用材料分: ? 混凝土滑板 ? 干砌块石滑板 ? 白灰土、三合土滑板 ? 利用旧钢轨铺设的滑板 4.常用的后背构造形式有: ? 板桩式后背 ? 拼装(预制块)式后背 ? 重力式后背 5.箱涵制作: ? 模板的制作; ? 钢筋绑扎; ? 混凝土浇筑; ? 箱涵框架裂缝的出现及其预防措施; ? 钢刃的安装; ? 挖土平台的设置; ? 箱涵外表面的喷涂防水层。 § 箱涵顶进 9.3 1.顶进设备:由液压系统和顶力传递设备两部分组成。千斤顶、高压油泵、液 压回路、电气集中控制台、传力设备 2.顶进与纠偏: ? 顶进; ? 纠偏措施:

? 在结构底板前端设置“船头坡” ? 滑板预留仰坡 ? 压送短桩,密实地基 3.气垫工艺: ? 气垫的应用及减阻原理 ? 气垫的组成:供气、管道和阀门、密封气垫裙 ? 对气垫工艺的要求 4.线路加固措施: ? 吊轨梁法 ? 横梁加固法和纵横梁加固法 ? 轨束梁法 § 工程实例 9.4 工程地质情况 基坑施工 后背及滑板施工 箱涵制作 箱涵顶进

第十章 地下工程辅助施工方法
§ 10.1 概述 1.地下工程辅助施工方法:可以改善软土工程的施工环境,通过控制地下水来 改变周围地层的工程地质条件和水文地质条件,从而解决由此引发的施工问题。 2.常用的辅助方法有: ? 降水法; ? 冻结法; ? 气压法; ? 注浆法。 3.暗挖法施工中,辅助施工方法的主要作用有: ? 确保顶推(如盾构、顶管机头)安全顺利出洞; ? 安全地排除遇到的障碍物; ? 控制地表变形; ? 稳定开挖面土体。 § 10.2 降水法 1.降水法是最常用的一种辅助施工方法 2.降水法优点:设备简单、操作方便、噪音低、无污染、能有效地降低和控制 地下水位。 3.降水法用于疏干地层,在工程施工中所起的作用主要有: ? 降低地下高水位,防止出现流砂现象; ? 使基坑、沟槽边坡和开挖面保持稳定; ? 减低承压水头,防止发生涌水; ? 减少坑底隆起量; ? 改善施工作业环境。 4.按作用原理可将降水法分为: ? 重力法降水; ? 真空法降水;

? 电渗真空降水。 5.井点降水: ? 轻型井点; ? 喷射井点; ? 管井井点; ? 深井井点。 6.回灌井点:防止影响临近建筑物的安全。 § 10.3 冻结法 1.冻结法:采用冷冻技术在地层内形成临时冻土带,使其成为施工作业区的围 护结构和防渗墙,以便工程能安全顺利施工。 2.冻结法优点:具有良好的隔水性能,且对周围环境不产生污染。 3.冻结法缺点:造价高。一般在施工难度较大的局部地段采用。 4.冻结法采用的冻结方式分为两类:直接冻结法和间接冻结法。 5.直接冻结法:一般靠低温液化气直接制冷。目前使用的液氮的温度通常为- 196 摄氏度。 6.直接冻结法特点:冻结速度快、冻结时间短、经冻结后周围地层温度低。费 用相对较高,目前仅用于处理规模较小的危急工程。 7.间接冻结法:又称为盐水冻结法。将盐水冷却到-30~-20 摄氏度。 8.间接冻结法特点:一般较直接冻结法便宜,常用于冻土量大、施工期较长的 工程。 9.间接冻结法中采用的冷冻设备: ? 压缩机; ? 冷凝器; ? 气化器; ? 辅助设备。 10.施工工序: ? 钻孔; ? 冻结管、供液管安装; ? 冷冻设备及分配管路安装; ? 冻土墙形成; ? 冻土墙维护; ? 地层解冻; ? 冷冻设备和盐液管路的拆除。 § 10.4 气压法 1.气压法:靠压缩空气使开挖工作面保持干燥和稳定的辅助施工方法。通常用 于盾构法隧道或竖井的施工。 2.压缩空气主要用于:防止掘进时在开挖工作面发生涌水和流砂现象,并使含 水地层产生脱水作用,增强土体的抗剪强度,以使土体保持稳定。 3.气压法适用地层:主要适用于在粘性土地层或粉砂地层中开挖掘进。砂性土 地层透气性好,压缩空气消耗量大,易产生流砂现象,故采用这类方法开挖,常 需同时设置井点,降低地下水位,或对地层进行注浆加固。一般不适宜于砂砾地 层。 4.气压大小的确定 5.压缩空气消耗量的计算

6.闸墙和气闸:气闸:人行闸、材料闸、混合闸 7.漏气和喷发的预防 8.气压法施工的安全技术: ? 作业人员要求; ? 气压作业段安全操作要求; ? 通气换气要求; ? 通讯联系要求; ? 供电电源。 § 10.5 注浆法 1.注浆法一般用于: ? 避免在开挖面上产生涌水和流砂现象; ? 提高土体强度,使开挖面保持稳定; ? 控制地表沉降; ? 防渗堵漏。 2.注浆技术的主要类型有: ? 渗透注浆; ? 劈裂注浆; ? 压密注浆; ? 喷射注浆; ? 深层搅拌注浆。

第十一章 地下工程防水与堵漏施工
§ 11.1 概述 1.地下工程防水的类型: ? 地下构件自身防水; ? 附加防水层防水。 2.防水设计与施工 3.地下工程防水标准:防水等级分成四级 4.地下工程防水方案可分为三类: ? 利用结构本身的防水性进行防水; ? 排水方案; ? 附加防水层。 5.地下工程防水的一般规定 § 11.2 防水混凝土施工 1.防水混凝土分类: ? 普通防水混凝土; ? 外加济防水混凝土; ? 膨胀济或膨胀水泥防水混凝土 2.防水混凝土的特点: ? 兼有防水和承重两种功能,能节约材料,加快施工速度; ? 材料来源广,成本低廉; ? 在结构物具有复杂造型的情况下,施工简便,防水质量可靠; ? 渗漏水时易于检查,也便于修补; ? 耐久性好; ? 改善了工人的工作条件。

3.防水混凝土的适用范围 4.防水混凝土的不适用范围: ? 混凝土表面温度可能达到 100 摄氏度以上时; ? 遭受剧烈震动和冲击时; ? 裂缝开展宽度大于 0.2mm 以上时; ? 在侵蚀性环境中使用,其耐蚀系数小于 0.8 时。 5.防水混凝土施工: ? 模板固定; ? 防水混凝土搅拌; ? 防水混凝土运输; ? 防水混凝土浇筑; ? 防水混凝土振捣; ? 防水混凝土养护; ? 拆模。 6.质量控制与检验: ? 质量控制:钢筋保护层、配料、搅拌、检测、浇筑、振捣、收缩裂缝; ? 质量检验。 § 11.3 附加防水层的施工 1.防水砂浆通常分为: ? 普通防水砂浆; ? 掺外加济防水砂浆; ? 聚合物防水砂浆。 2.多层抹面水泥砂浆防水层施工: ? 基层处理; ? 砂浆、净浆制备; ? 防水层施工工艺; ? 施工注意事项。 3.防水涂料防水层施工: ? 聚氨酯防水涂料防水层; ? 氯丁橡胶沥青防水涂料防水层; ? 硅橡胶防水涂料防水层。 4.基础工程地下室防水涂层的设置方式:内防水、外防水和内外结合防水 5.卷材防水层:用沥青胶将几层油毡粘贴在基层表面上 6.卷材防水层施工:施工方法;施工工艺;细部处理。 7.卷材防水的适用范围和施工条件 8.卷材防水层质量标准及检验方法 § 11.4 注浆防水施工 ? 注浆包括:预注浆、衬砌前围岩注浆、回填注浆、衬砌内注浆、衬砌后围 岩注浆等 ? 注浆材料 ? 注浆设计 ? 注浆施工 § 11.5 渗漏治理方法 ? 引排导水:首先考虑引排导水

? ? ? ? ?

引排导水法:埋入式和外贴式 缺损面的钝化处理 化学灌浆法用于裂缝补修 涌水流砂的处理 变形缝的渗漏水补修工程实例

第十二章 地下工程施工监测
§ 12.1 监测方案的编制 1.监测方案的设计原则: ? 监测方案应以安全施工为目的; ? 根据监测对象的重要性确定监测规模和内容; ? 设计先进的监测系统; ? 为确保提供可靠、连续的监测资料,各监测项目应能相互校验,以利数值计 算、故障分析和状态研究; ? 方案在满足监测性能和精度要求的前提下,力求减少监测元件的数量和电缆 长度,减低监测频率,以降低监测费用; ? 方案中临时监测项目(测点)和永久监测项目(测点)应相互衔接,一定阶 段后取消的临时项目(测点)应不影响长期的监测和资料分析; ? 在满足确保工程安全的前提下,确定元件布设位置和测量时间,应尽量减少 与工程施工的交叉影响; ? 按照国家现行的有关规定,规范编制监测方案。 2.监测方案的主要内容 3.编制监测方案的基础资料 § 12.2 监测的组织和实施 1.观测点的布设原则 2.观测点的类型:变形观测点、应变观测点、应力观测点、土压力观测点、孔 隙水压力测点、地下水位测点、深层变形观测点 3.观测点的作用 4.监测仪器和元件的选用标准: ? 可靠性 ? 坚固性 ? 通用性 ? 经济性 ? 实用性 5.监测警戒值的确定原则 § 12.3 监测仪器和监测元件 ? 经纬仪 ? 水准仪 ? 测斜仪 ? 分层沉降仪 ? 地下水位仪 ? 电阻应变仪 ? 钢弦频率接收仪 ? 地下管线探测仪 ? 常用监测元件:

? 钢筋计; ? 土压力盒; ? 孔隙水压力计; ? 轴力计; ? 应变计。 § 12.4 常用监测项目及其方法 1.沉降监测: ? 水准点的设置; ? 沉降监测的精度控制。 2.水平位移监测: ? 平面控制网的建立; ? 水平位移测量的精度控制。 3.支护结构变形监测: ? 支护结构的水平位移测量:直接测量法、视准线法、小角度法; ? 支护系统的挠曲变形。 4.支护结构内力监测: ? 支撑杆件的轴力监测: ? 监测端面和元件布置形式; ? 钢筋计的布置; ? 混凝土应变计的布置。 ? 围护结构的弯距监测 5.土压力盒的埋设: ? 挂布法; ? 顶入法; ? 弹入法。 6.孔隙水压计的埋设 7.地下水位监测 8.深层土体位移监测: ? 分层标的埋埋设; ? 监测方法。 9.基坑回弹监测: ? 开挖前的测量; ? 开挖后的测量。 10.建筑物变形监测: ? 建筑物倾斜监测; ? 建筑物裂缝监测:一般测量、精密测量; ? 裂缝深度的测量:浅层裂缝、深层裂缝; ? 建筑物变形的控制标准。 11.地下管线变形监测: ? 抱箍式; ? 直接式; ? 模拟式。 § 12.5 监测资料的整理和分析 ? 资料采集

? 误差产生的原因: ? 系统误差; ? 过失误差; ? 偶然误差。 ? 检验误差的方法


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