地下工程施工技术概述.pdf

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1、地下工程施工技术 地下建筑与工程系 廖少明 谭勇 2014年9月 绪绪 论论 本课程的任务、特点本课程的任务、特点 地下工程施工技术概要地下工程施工技术概要 学习时要注意的问题学习时要注意的问题 本课程的任务本课程的任务 掌握地下工程施工技术掌握地下工程施工技术 研究各类地下工程的施工方法、施工工艺、研究各类地下工程的施工方法、施工工艺、施工技术施工技术 具有独立分析和解决地下工程施工问题的能具有独立分析和解决地下工程施工问题的能力力 本课程的特点本课程的特点 综合性的专业技术课综合性的专业技术课 与多门课程有密切联系，相互联系、影响、与多门课程有密切联系，相互联系、影响、渗透渗透 地下工程位

2、于岩土介质中，施工条件有多地下工程位于岩土介质中，施工条件有多种因素决定种因素决定 地下工程施工应取得“安全可靠、质量保地下工程施工应取得“安全可靠、质量保证、方便施工、技术先进、经济合理”的证、方便施工、技术先进、经济合理”的效果效果 本课程的特点本课程的特点 综合性的专业技术课综合性的专业技术课 与多门课程有密切联系，相互联系、影响、与多门课程有密切联系，相互联系、影响、渗透渗透 地下工程位于岩土介质中，施工条件有多地下工程位于岩土介质中，施工条件有多种因素决定种因素决定 地下工程施工应取得“安全可靠、质量保地下工程施工应取得“安全可靠、质量保证、方便施工、技术先进、经济合理”的证、方便施

3、工、技术先进、经济合理”的效果效果 地下工程开挖法地下工程开挖法EXCAVATION METHOD 1、明挖法、明挖法 2、暗挖法、暗挖法 开挖设备 开挖工艺 开挖过程(分部、顺序、组织)Structurestiffness SKt1t2t3k21(t2)k12(t3)Time(t)Path1Kij(t)-increment of structure stiffnessi-case;j-pathCase3Case2Case3Case2Case1Case2k11(t1)k32(t1)k22(t2)k31(t1)k21(t2)Path2Structurestiffness SKt1t2t3k21(

4、t2)k12(t3)Time(t)Path1Kij(t)-increment of structure stiffnessi-case;j-pathCase3Case2Case3Case2Case1Case2k11(t1)k32(t1)k22(t2)k31(t1)k21(t2)Path2 Newly-built station pit of R9Pit1Pit2Pit3Pit5Pit4244m95m29m40m55m25mon rail monitoring Point SCJ43Rails of R2 in Dongfang Road station34m16m40m Structurest

5、iffness SKt1t2t3k21(t2)k12(t3)Time(t)Path1Kij(t)-increment of structure stiffnessi-case;j-pathCase3Case2Case3Case2Case1Case2k11(t1)k32(t1)k22(t2)k31(t1)k21(t2)Path21、加载过程、加载过程 2、卸载过程、卸载过程 3、再加载过程、再加载过程 4、土体刚度与结、土体刚度与结构刚度形成构刚度形成 土体挖除与结构形成土体挖除与结构形成 过程重叠过程重叠 8 降水井降水井第 6 步：第 3铣 到 设 计 标 高第 5步：第 2铣 到 设 计

6、标 高 0.00-57.50231第 4步：第 1铣 到 设 计 标 高132-57.50 0.00 0.00-57.50231第 3 步：第 3抓 到 第 7层 土132-30.00 0.00 0.00-30.00231第 2步：第 2抓 到 第 7 层 土第 1步：第 1抓 到 第 7层 土132-30.00 0.00建筑物（Ou等，2000）支护结构施工支护结构施工 辅助降水、加固等辅助降水、加固等 土方开挖土方开挖 施工对环境的影响施工对环境的影响 施工力学过程施工力学过程 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 1、明挖法：、明挖法：（1）放坡开挖（大开挖）法）放坡开挖（大开挖）法

7、 坑内无支护、支撑结构；坑内无支护、支撑结构；方便大型挖土机械与主体结构施工；方便大型挖土机械与主体结构施工；施工速度快施工速度快,成本低。成本低。适用于地下水位低，场地开阔的场合适用于地下水位低，场地开阔的场合 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 1、明挖法、明挖法-大开挖大开挖（2）重力式水泥土墙法）重力式水泥土墙法 无污染、无噪音、无振动，对周边环境影响无污染、无噪音、无振动，对周边环境影响小小 造价低造价低 坑内无支撑，方便大型挖土机械与主体结构坑内无支撑，方便大型挖土机械与主体结构施工施工 施工速度快施工速度快 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 1、明挖法、明挖法（3）

8、高压旋喷桩法）高压旋喷桩法 可形成各种直径的桩体（单重管、双重管、可形成各种直径的桩体（单重管、双重管、三重管）三重管）可方便、灵活地避让地下管线和障碍物；可方便、灵活地避让地下管线和障碍物；可作为基坑的止水帷幕可作为基坑的止水帷幕 桩体可形成自立式坝体，坑内无支撑，方便大桩体可形成自立式坝体，坑内无支撑，方便大型挖土机械与主体结构施工型挖土机械与主体结构施工 无污染、无噪音、无振动，对周边环境影响小无污染、无噪音、无振动，对周边环境影响小 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 1、明挖法、明挖法（4）土钉墙法）土钉墙法 适用于地下水位低的粘性土层。适用于地下水位低的粘性土层。基坑壁与土体

9、共同作用，主动承载，基坑壁与土体共同作用，主动承载，变形小变形小 施工速度快，不影响工期施工速度快，不影响工期 坑内无支撑，方便大型挖土机械与主坑内无支撑，方便大型挖土机械与主体结构施工体结构施工 无污染无污染，对周边环境影响较小，对周边环境影响较小 造价低造价低 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 1、明挖法、明挖法（5）沉井法）沉井法 施工占地面积小施工占地面积小 不需要另外筑围护结构不需要另外筑围护结构 对周围建、构筑物的影响较小对周围建、构筑物的影响较小 操作方便，无需特殊的专业设备操作方便，无需特殊的专业设备 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 1、明挖法、明挖法（6）深

10、基坑施工法）深基坑施工法 1）地下连续墙施工法）地下连续墙施工法 2）板桩围护结构施工法）板桩围护结构施工法 3）柱列式排桩围护结构施工法）柱列式排桩围护结构施工法 4）外拉锚（土层锚杆）法）外拉锚（土层锚杆）法 方法方法1）、）、2）、）、3）：）：围护结构刚度大，可控制基坑周边围护变围护结构刚度大，可控制基坑周边围护变形，围护结构安全形，围护结构安全 适用于地下水位高、开挖深度一般大于适用于地下水位高、开挖深度一般大于10m的深基坑的深基坑 基坑内需设多道支撑，坑内不便于机械挖基坑内需设多道支撑，坑内不便于机械挖土与主体结构的施工；土与主体结构的施工；造价较高造价较高 方法方法4）：）：适

11、用于锚杆的锚固效应好，施工范围内无适用于锚杆的锚固效应好，施工范围内无障碍物、周围环境允许打设锚杆的地层障碍物、周围环境允许打设锚杆的地层 坑内无支撑，方便挖土与主体结构施工坑内无支撑，方便挖土与主体结构施工 施工工期较前施工工期较前3种方法短种方法短 施工费用较前施工费用较前3种方法低种方法低 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 2、暗挖法、暗挖法（1）盾构法）盾构法 适用于软弱、深埋地层适用于软弱、深埋地层 盾构既能支承地层压力，又能在地层中推进盾构既能支承地层压力，又能在地层中推进 采用预制管片衬砌采用预制管片衬砌 地面作业少，隐藏性好，噪音小，地面作业少，隐藏性好，噪音小，施工时

12、不影响通航、地面通行、地面建筑物、施工时不影响通航、地面通行、地面建筑物、市政管线市政管线 不受气候变化的影响不受气候变化的影响 自动化程度高，工人劳动强度低，施工速度快自动化程度高，工人劳动强度低，施工速度快 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 2、暗挖法、暗挖法（2）顶管法）顶管法 适用于直径小于适用于直径小于4m 的管道（隧道）的管道（隧道）顶进动力位置不变，位于工作井内顶进动力位置不变，位于工作井内 管节全时运动中管节全时运动中 其它同盾构法其它同盾构法 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 2、暗挖法、暗挖法（3）矿山（暗挖隧道、钻爆隧道）法）矿山（暗挖隧道、钻爆隧道）法

13、适用于地质较好，地下水位低的硬土地层适用于地质较好，地下水位低的硬土地层 施工时不易造成地层坍塌施工时不易造成地层坍塌 地下结构的制作可滞后开挖阶段地下结构的制作可滞后开挖阶段 可采用钻爆法可采用钻爆法 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 3、明暗结合开挖法、明暗结合开挖法（1）逆作法）逆作法 1）全逆作法）全逆作法 2）半逆作法）半逆作法 3）盖挖法）盖挖法 不架设临时支撑，结构既作挡墙又作支撑不架设临时支撑，结构既作挡墙又作支撑 能有效控制基坑周边变形与地表沉降能有效控制基坑周边变形与地表沉降 施工条件差施工条件差 顶 板地 下 二 层 楼 板地 下 一 层 楼 板地 上 二 层 楼

14、 板-64.000一 柱 一 桩-28.600800厚 C30地 下 连 续 墙-5.500自 然 地 坪-0.600100厚 C20钢 筋 砼 护 坡1:1.5-9.5001 2工 程 桩 -14.000-12.700底 板-8.600-4.500 0.0004.500141500L=1500地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 3、明暗结合开挖法、明暗结合开挖法（2）沉管法）沉管法 受特定环境条件和工程要求的影响受特定环境条件和工程要求的影响 可缩短工期和节约造价可缩短工期和节约造价 地下工程施工方法概要地下工程施工方法概要 3、明暗结合开挖法、明暗结合开挖法（3）箱涵法）箱涵法 适用

15、于铁路、公路交叉口的立交地道工程适用于铁路、公路交叉口的立交地道工程 施工时不影响地面交通施工时不影响地面交通 施工速度较快，投资省施工速度较快，投资省 学习时要注意的问题学习时要注意的问题 掌握各种施工方法、施工工艺、施工技术的掌握各种施工方法、施工工艺、施工技术的应用场合应用场合 了解国内外地下工程施工领域新技术与发展了解国内外地下工程施工领域新技术与发展动向动向 注意理论联系实际注意理论联系实际 参考书目参考书目 基坑工程手册，刘建航，侯学渊，基坑工程手册，刘建航，侯学渊，1993 软土地下工程软土地下工程(新编新编),黄绍明黄绍明,孙更生等编孙更生等编,2005 地下工程施工技术，曾进论地下工程施工技术，曾进论 软土工程施工技术与环境保护，杨林德，人民出软土工程施工技术与环境保护，杨林德，人民出版社，版社，2000.9