地下工程施工技术ppt课件.ppt

地下工程地下工程施工技术施工技术绪绪 论论一、本课程的任务和特点二、地下工程应用范围三、地下工程主要施工方法四、地下工程施工技术主要问题注意各种施工方法的适用场合涉及面广，实用性强一、本课程的任务和特点地下工程：埋于岩土介质中的结构物，施工方法由工程地质和施工条件等因素决定，同一地下工程，可采用多种施工方法基础工程：建筑物基础等义务：学习、掌握地下工程施工技术独立分析和解决施工过程中的问题特点：综合性强复杂程度高二、地下工程应用范围1.城市地下铁道2.越江隧道3.引水隧道4.地下工厂5.地下民用设施6.地下军用设施7.市政工程8.高层建筑地下室9.其他类型三、地下工程主要施工方法1.明挖法2.暗挖法3.明暗结合开挖法四、地下工程施工技术1.无支撑基坑工程2.大开挖、重力式挡土墙、复合土钉墙3.深基坑工程施工4.地下连续墙施工、SMW工法、柱列式钻孔排桩、板桩、桩板式挡土墙、树根桩等5.逆作法6.沉井(沉箱)施工7.盾构法隧道施工8.顶管法施工9.沉管法施工10.箱涵施工(顶进法)11.矿山法12.其他施工方法明挖法1.放坡开挖(大开挖)法2.重力式挡土墙(水泥土搅拌桩)3.高压旋喷桩4.(复合)土钉墙法5.深基坑施工法6.地下连续墙施工法7.板桩(钢板桩、混凝土板桩等)法8.柱列式钻孔桩排桩施工法9.SMW工法10.土层锚杆法11.桩板(市政工程)12.沉井 (沉箱)法暗挖法1.盾构法2.顶管法3.矿山(暗挖隧道)法4.冻结法5.管幕法(管棚法)明暗结合开挖法1.逆作法2.全逆作法3.半逆作法4.盖挖法5.先顺作后逆作施工法6.沉管法7.箱涵(顶进)法放坡开挖(大开挖)法优点无围护、支撑结构(高渗透性地层必须设置止水结构)挖土方便，出土快捷，内部土建结构施工方便造价较低缺陷出土量相对较大，无堆土场地时要回填土，会增加造价适用开挖深度不大(一般不大于10m)无止水结构时要求地下水位较低或采取降水措施要求场地开阔，周围无重要保护建筑物雨季施工或施工周期长时必须设置护坡措施，会增加造价重力式挡土墙(水泥土搅拌桩)优点无支撑挖土方便、内部土建结构施工方便造价较低缺陷水泥土搅拌桩强度较低(一般0.8MPa)水泥土搅拌桩施工时对周边环境影响较大，需要梯形搭接施工水泥土搅拌桩水泥用量较大(13～15%)需要较大的施工场地基坑变形较大高压旋喷桩优点可以作为重力式挡土墙、止水结构，也插型钢作围护结构强度较水泥土搅拌桩高(一般1.2～2.0MPa)施工时对周边环境影响较水泥土搅拌桩小遇障碍物处理方便灵活直径较大(单重管0.6～0.8m，二重管0.8～1.2，三重管1.2～1.5m，特殊条件下可达2.5m)缺陷造价较水泥土搅拌桩高水泥土搅拌桩水泥用量较大(20%)(复合)土钉墙法优点无支撑施工速度快挖土方便，内部土建结构施工方便相对重力式挡土墙变形较小造价低缺陷挖土必须分层软土地区高地下水位时必须设置止水帷幕，会增加造价锚体质量控制较困难，土钉承载力较小深基坑施工法优点适用开挖深度大(一般大于10m)适用于城市内施工采用外拉锚时，基坑内无支撑，方便挖土和内部土建结构施工缺陷必须设置一至多道支撑挖土困难、内部结构施工困难造价高施工要求高沉井(沉箱)法优点造价较低结构整体性好，质量易保证缺陷大沉井纠偏困难不排水下沉时，出土困难开挖对周围环境影响大，会形成漏斗形地面采用沉箱施工时，可能引起气压病等盾构法优点地面作业少，隐蔽性好，噪音低、震动小自动化程度高，劳动强度低，施工速度快受地面建筑和构筑物影响小不受气候影响造价与埋深无关缺陷造价高有一定的地面变形覆土浅时开挖面土体稳定较困难气压盾构易引发气压病小曲线半径会引起转向困难(2019.09.12)顶管法优点比盾构法造价低适用于市政工程对建筑物、地下管线和道路交通影响小缺陷内部尺寸较盾构小无中继环时顶进距离较小需要工作井矿山(暗挖隧道)法特点对地层要求高(地质较好、强度较高、地下水位较低)必要时需要进行加固(超前导管、锚杆等)缺陷大断面施工难度大逆作法优点一般不设临时支撑，而采用内部土建结构作为支撑一般可采用二墙合一变形小，地面沉降小地上、地下同时施工时工期较短缺陷出土较困难，内部土建结构施工要求高临时立柱施工要求高沉管法优点造价低现场施工工期较短对地质条件适应性强，适用水深范围较大施工方便、结构质量易控制断面利用率高缺陷需要大面积干坞对河道有影响箱涵(顶进)法优点造价低缺陷一般顶进距离不大特点可采用单孔、双孔、三孔及单孔组合成分离式双孔、三孔等不同形式有顶推、对顶、顶拉、牵引等多种施工方式第一章第一章 大开挖基坑工程施工大开挖基坑工程施工1.大开挖土方工程：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2.优缺点(如前述)3.边坡稳定性安全系数：沿假定滑裂面的抗滑力与滑动力的比值，一般大于1时边坡是稳定的4.边坡设计两参数：开挖深度(坡高H)和坡度(坡角β或坡高比m)；与土体抗剪强度、地下水位、地面荷载、坑底支承强度和刚度以及施工顺序和施工工期等有关；以上参数同时直接影响边坡的变形续前5.主要内容6.边坡稳定性计算7.放坡开挖的施工组织设计8.边坡失稳防止措施9.流砂、管涌的防止10.降水措施边坡稳定性计算1.边坡失稳的破坏形式2.较均质粘性土：近似圆弧的滑动面3.无粘性土或有明显分界的土层：近似平面的滑移4.边坡失稳的破坏原因5.受荷：地震、打桩、车辆行驶和爆破等导致水平侧向压力增加6.动、静水压力的作用：地下水位上升导致水平侧向水压力和渗流压力增加7.土体抗剪强度降低：水的作用(风化、淋溶、矿物成分变化；含水量增加、孔隙水压力上升、土体软化)；蠕变；受荷引起的砂土液化8.边坡稳定性计算(依照土力学理论和施工经验)放坡开挖的施工组织设计1.义务：根据建筑结构设计要求，结合现场条件，提出施工的具体方法和实施途径2.内容：3.环境调查4.土方开挖方案：主要包括边坡稳定计算、降水、土方开挖的行进路线和边坡加固方法等5.施工方法：人工开挖和机械开挖，出土方式和出土路线6.施工设备选择7.施工平面图设计8.地上和地下的原有建筑物和构筑物9.地上和地下的拟建建筑物和构筑物10.为施工服务的临时设施环境调查环境调查调查内容：建(构)筑物，管线，地表水和地下水，周边道路；调查目的：确定地面荷载，边坡变形要求和安全系数取值等边坡失稳防止措施1.施工注意事项2.打、压桩控制3.堆载控制4.土方开挖流程控制5.地表水控制和地下水处理6.现场观测7.防止边坡失稳的措施8.边坡修坡：坡顶卸土、减小坡度和台阶放坡9.设置边坡护面：配筋混凝土，主要是减少水的影响10.边坡坡脚抗滑加固：抗滑桩、旋喷法、分层注浆法和深层搅拌法(2019-09-19)流砂、管涌的防止1.动水压力：地下水的渗流对土单位体积内的骨架产生的压力，方向为地下水的渗流方向，大小为水重度与水力梯度的乘积2.水力梯度：水头差与渗流路径的比值3.流砂：当渗流自下而上，动水压力等于或大于土的浮重度时，土粒之间的压力消失，土粒处于悬浮状态，会随水流动的现象4.管涌：较大的水力梯度作用下，细土粒在粗土粒之间的孔隙中发生紊流运动而随水流走，导致土体结构的破坏而失去稳定的现象续前5.防止措施6.设置防水帷幕：冻结法、打设板桩、施工水泥土搅拌桩或高压旋喷桩、设置地下连续墙，使渗流长度增加，减小水力梯度7.水下开挖：使水头差、水力梯度减小8.降低地下水位：消除动水压力降水措施1.明排水：在基坑范围内基础外侧开挖排水沟，并按一定距离设置集水井，采用水泵将水抽走。

边挖边排，对粘性土较为有效，无法处理流砂和管涌2.人工降水：在开挖前预先在基坑四周和中间埋设一定数量的滤水管或滤水井，用抽水设备抽水，使地下水位降落至基坑底面以下一定的深度，使土处于干燥状态，从根本上防止流砂象限的发生，改善工作条件3.抽水时间：一般必须持续至基坑工程结束4.降水后可以减小边坡坡度，减少挖土量5.大开挖基坑一般有以下两种方式：6.轻型井点7.管井井点习题1.大开挖基坑工程有和特点？什么情况下采用大开挖方法进行基坑土方开挖？2.边坡稳定的安全系数是如何定义的？影响边坡稳定的因素有哪些？3.边坡失稳的破坏形式主要有哪些？如何防止基坑边坡失稳？4.地下水对大开挖基坑边坡有什么不利影响？流砂和管涌现象发生的机理是怎样的？如何防止发生流砂和管涌现象？第二章第二章 深基坑工程施工深基坑工程施工深基坑工程：一般为开挖深度大于7m的基坑工程内容基坑支护结构类型、特点与选择基坑稳定性验算钢板桩支护结构施工钻孔灌注桩支护结构施工挖孔灌注桩施工水泥土搅拌桩施工地下连续墙支护结构施工(见第四章)续前2.要点(考虑因素)3.围护形式选择4.止水方式选择5.稳定性、强度、刚度计算6.支撑形式选择和布置7.出土方式(开挖方式)8.工程地质条件和水文地质条件9.降排水条件10.周边环境条件和要求11.施工季节、工期12.工程造价续前3.基坑安全等级4.一级：支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响很严重，重要性安全系数γ0=1.15.二级：支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响一般，重要性安全系数γ0=1.06.三级：支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响不严重，重要性安全系数γ0=0.9续前4.支护结构分类5.挡土结构(受力结构)：承受水、土压力6.钢板桩7.木板桩8.钢筋混凝土预制板桩9.柱列式钻孔灌注桩10.挖孔桩11.地下连续墙续前止水结构：截水防渗水泥土搅拌桩高压旋喷桩注浆支撑结构：支撑挡土结构钢支撑钢筋混凝土支撑土钉土锚逆作法(结构楼板作为支撑)基坑支护结构类型与选择1.板桩式2.钢板桩、钢管桩、 H型钢(工字钢)加横挡板、钢砼预制板桩3.柱列式4.钻孔灌注桩、挖孔桩、SMW工法桩5.墙式6.地下连续墙、咬合桩、重立式挡土墙 (水泥土搅拌桩或高压旋喷桩)、止水墙7.锚入式8.土层锚杆、 (复合)土钉墙9.下沉式10.沉井、沉箱钢板桩1.断面形式2.U形、Z形、H形、直线形和冷轧薄板形等3.优点4.强度高5.接合较紧密， “不易漏水”6.可全部机械施工，施工简单，速度快7.可多次重复使用，可降低造价8.缺陷9.由于刚度较低，施工过程中变形较大10.由于周转使用，锁口易变形，影响止水效果11.打、压桩和拔桩时对环境影响较大，对土体扰动较大钢管桩1.优点2.刚度较大3.开挖深度可达30m4.缺陷5.须相应的防水措施6.日本有应用H型钢(工字钢)加横挡板1.优点2.造价低3.施工方便4.缺陷5.适用的开挖深度较浅6.适用场合7.主要应用于开槽埋管8.北京地铁也有应用钢砼预制板桩1.优点2.造价低3.可以与内衬结合成为主体结构的一部分4.现在较少使用钻孔灌注桩1.优点2.造价较地下连续墙低3.刚度比钢板桩大4.施工时对环境影响小5.布置灵活6.可在特殊条件下施工7.缺陷8.一般与治水结构结合使用劲性水泥土搅拌桩(SMW工法)1.优点2.造价较钻孔灌注桩低3.型钢可以回收，重复利用4.止水较好5.施工方便，速度快6.缺陷7.刚度较低，施工过程中变形较大地下连续墙1.优点2.刚度大3.既可挡土，又可止水4.施工时噪声低，无震动，无挤土5.土层适用性较好6.施工时对环境影响小7.可用于开挖面积大，开挖深度深的基坑8.缺陷9.技术要求高10.需要进行泥浆处理，以防污染环境11.造价高重力式挡土墙1.优点2.无支撑3.挖土方便、内部土建结构施工方便4.造价较低5.缺陷6.水泥土搅拌桩强度较低(一般0.8MPa)7.水泥土搅拌桩施工时对周边环境影响较大，需要梯形搭接施工8.水泥土搅拌桩水泥用量较大(13～15%)9.需要较大的施工场地10.基坑变形较大11.一般采用格栅式，减少造价土层锚杆1.优点2.无支撑3.挖土方便、内部土建结构施工方便4.造价较低5.缺陷6.要求距红线有一定距离7.要求土层能提供较高的锚固力8.软土地区使用应慎重9.拉锚形式10.拉锚11.土锚(复合)土钉墙法1.优点2.无支撑3.施工速度快4.挖土方便，内部土建结构施工方便5.相对重力式挡土墙变形较小6.造价低7.缺陷8.挖土必须分层9.软土地区高地下水位时必须设置止水帷幕，会增加造价10.锚体质量控制较困难，土钉承载力较小影响支护结构类型选择的因素1.基坑平面的几何尺寸、开挖深度2.防水抗渗要求3.地下工程的类型、特点，建筑物基础结构和上部结构类型4.工程地质和水文地质条件5.周边建筑物、构筑物、河流、道路条件6.施工技术、程度、设备条件、材料情况7.降水排水方法8.施工可行性、安全性、工期、造价支撑结构类型1.按与基坑关系分2.内支撑3.外拉锚4.按材料分5.型钢支撑6.钢管支撑7.钢砼支撑续前3.按布置方式分4.水平斜角支撑5.对撑(直撑)6.桁架支撑7.单圆形支撑8.双圆形支撑9.垂直斜角支撑(抛撑)10.拉锚11.其他组合支撑形式等基坑稳定性入土深度：支护结构伸入基坑底面以下部分的长度。

与入土深度有关的稳定性验算整体稳定性(圆弧滑动法)验算抗倾覆稳定性验算抗滑移稳定性验算坑底抗隆起稳定性(Prandtl、Terzaghi公式)验算(地基承载力验算)抗管涌稳定性验算(抗渗稳定性验算)与承压水有关的稳定性验算承压水稳定性(底鼓)验算抗管涌稳定性验算(抗渗稳定性验算)钢板桩支护结构施工概述1.钢板桩适用于软弱地基和地下水位低的地区，用作地下工程或深基础施工的临时挡土、放水结构或在水中建造构筑物时的围堰2.平板式：侧向抗弯能力小，用于地基较好，基坑深度不大的工程3.波浪式、组合式(有锚或撑)：侧向抗弯能力较大，适用于较深的基坑钢板桩施工机具和选择施工机具冲击式打入机械：自由落锤、蒸汽锤、空气锤、液压锤、柴油锤等振动式打入机械：振动打拔桩锤振动冲击打桩机械静力压入机械机具选择条件工程规模土质情况作业能力作业环境钢板桩支护结构施工施工工艺1.施工准备2.位置选择：距地下室外墙一定距离，尽量平直，避免不规则的转角3.钢板桩处理：凹槽底口封闭，锁口涂油4.检验(表面缺陷，长度，宽度，厚度，高度，端头矩形比，挠曲与扭曲、平直度，锁口形状)5.矫正(千斤顶顶压，大锤敲击，氧乙炔焰热烘相结合)6.导向装置(平面上分为单面、双面，立面上分为单层、双层和多层；一般采用单层双面围檩支架) 7.桩帽制作(防止桩顶损伤，避免偏心锤击)8.转角桩制作续前2.钢板桩的打入3.可在陆地、水上、脚手架上打桩4.单桩打入法：按顺序打桩。

桩架低，施工简便，速度快、易倾斜，误差累计不易纠正，墙面平直度难控制5.双层围檩法：先插桩，再阶梯形打桩能保证墙的垂直度和平整度，但施工复杂，不经济，施工速度慢6.屏风法：按组打桩，先打两端后焊接固定，中间再按阶梯形打入，可防止倾斜和扭转速度慢，桩架高，闭合好，垂直度高续前3.钢板桩的拔除4.一般在基坑回填后拔桩5.拔桩前应研究拔桩顺序、拔除时间和桩孔处理6.尽量减少拔桩带土，可采取灌浆，灌砂措施7.拔桩时一般与打桩顺序相反8.拔桩方法9.静力拔桩：效率较低，有时不能拔出、成本低10.振动锤拔桩法：效率高、可拔多桩，应用较多11.重型起重机与振动锤共同拔桩法：用于不易拔出的桩打桩时的问题和对策1.阻力过大不易贯入2.缘由：土层原因，桩的锈蚀、变形3.措施：辅助打桩措施，加强检查、涂油4.倾斜5.缘由：齿口和土的不均衡力6.措施：卷扬机向后拉、改变锤击方向、楔形桩7.将相邻桩带入(共连)8.措施：分标高打桩、焊接、用型钢连接、锁口上涂油、特殊塞子塞住锁口9.改动10.地基液化：降水拔桩施工要点1.桩拔不出的对策2.复打3.按与打桩相反的次序拔桩4.在其附近并列打桩5.两侧开槽，放入膨润土6.桩孔填塞，减少带土7.膨润土浆液、水泥浆、回灌水和砂续前3.有利于拔桩的其他辅助措施4.膨润土泥浆槽施工法5.排除板桩齿口中的土砂6.涂油脂或沥青7.射水施工法8.与长螺旋钻并用9.钻孔法10.电渗施工法11.不同机械并用钻孔灌注桩支护结构施工概述1.钻孔灌注桩作为柱列式挡土墙，在软土地区得到了广泛的应用。

2.优点：就在它自身的刚度大，布置灵活，施工简便，同地下连续墙相比经济3.缺陷：就在于需辅以抗渗措施目前一般采用搅拌桩、旋喷桩或注浆作为止水措施与其配合使用4.几个概念5.充盈系数6.正循环成孔7.反循环成孔8.正循环清孔9.泵吸反循环清孔10.气举反循环清孔钻孔灌注桩施工机械1.干作业成孔机械2.螺旋钻孔机：宜用于地下水位以上的均质粘性土、砂性土和人工填土，能较快穿透砂层有锥式钻头和平式钻头两种可采用套筒3.机动洛阳铲挖孔机：宜用于地下水位以上的一般粘性土、黄土和人工填土地基4.湿作业成孔机械5.潜水电钻机：宜用于地下水位高的轻硬土层(淤泥质土、粘性土以及砂性土等)，正循环和反循环排泥6.大直径旋入全套筒护壁成孔桩机7.大口径转盘回转钻机：宜用于松散土层、粘性土以及淤泥质土层等)，正循环和反循环排泥钻孔灌注桩施工工艺流程施工工艺流程(干、湿不同)，见P43和P44湿作业钻孔桩施工工艺1.施工准备：施工交底，施工工艺选择，施组编写，准备施工道路、施工和生活设施、堆场、水电等，埋设护筒2.成孔：泥浆(原土造浆、人工造浆)、正循环、反循环3.清孔：一般一～两次清孔，正循环、泵吸反循环、气举反循环(仅适用于第二次)4.钢筋笼制作：分段制作要求，定位钢筋、加强筋、垫块，焊接接头的要求5.水下混凝土灌注：强度、坍落度、初凝时间、导管分节长度、导管插入深度(不小于2m，严禁提出混凝土面)、隔水塞、灌注时间(单桩8小时)、提管拆管(每次长度不大于6m)、充盈系数(1～1.3)、混凝土初灌量、超灌高度(不小于桩长5%或2m)混凝土初灌量1.V=π(h1d2+Kh2D2)/42.h1=(h- h2)γw/ γc3.H1一般按经验取值，1.3～1.8m4.K一般取1.3挖孔桩施工1.也称手掘沉井，刚度大，可承重、支挡水土压力和防渗2.不适用于淤泥、流砂和地下水丰富的地层3.可采用或不采用护壁4.直径1.0～2.5m5.避免漏电、流砂、塌方、缺氧和中毒，注意通风6.每次挖深0.8～1.2m，护壁厚度一般75～150mm，竖筋Φ8～12，模板分4～8块(高1m)7.一般一天一节，上班拆模、开挖，下班前浇筑混凝土水泥土搅拌桩施工1.定义：利用一种特殊的搅拌头或钻头，钻进地基至一定深度后，喷出固化剂，使其沿着钻孔深度与地基土强行拌和而形成的水泥加固土桩体2.作为围护结构时，桩体必须相互搭接(一般不小于150，常用200，单排时宜为300mm)。

3.格栅形加固时，置换率一般0.6(一般粘性土、砂土)～0.8(淤泥)格栅长宽比不宜大于24.应用形式：重力式挡土墙、劲性SMW工法5.固化剂材料：水泥、石灰等6.方式：浆体、粉体7.加劲材料：毛竹、钢筋、H型钢等8.施工方法：湿法和干法9.搅拌机械搅拌机械1.SJB-12.可采用多种固化剂3.水泥浆从中间喷出4.均匀性较差5.GZB-6006.只能采用纯水泥浆水泥土搅拌桩施工流程1.二喷三搅2.另一种程序：预搅下沉(空搅) ——喷浆搅拌提升——复搅下沉——喷浆搅拌提升——复搅下沉——搅拌提升3.施工中常用的程序：预搅下沉(空搅)——喷浆提升——再下沉搅拌——喷浆搅拌提升4.二喷二搅5.预搅下沉(空搅) ——喷浆搅拌提升——复搅下沉——喷浆搅拌提升6.预搅下沉时一般不可冲水习题1.P53第一题2.P54第二题3.P54第三题4.P54第六题5.P54第八题6.P54第十四题第三章第三章 沉井施工沉井施工一、概述二、沉井的分类与构造三、沉井施工四、沉井施工引起土体移动的分析与计算一、概述1.沉井的特点2.在地面制作沉井结构3.靠自重(或增加压重)下沉4.必须进行砼封底5.可以多次接高6.有时需采用触变泥浆润滑套、壁后气压法施工7.沉井组成8.刃脚9.井壁10.内隔墙11.井内纵横梁12.沉箱时有顶盖续前3.施工工艺4.干挖土5.钻吸排土6.中心岛式下沉7.沉井应用8.地下工业厂房、大型设备基础、地下仓(油)库、人防掩蔽部、盾构工作井、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、大型深埋基础等续前5.沉井的优点6.占地面积小7.与大开挖比挖土量少8.造价较低9.沉井的缺点10.对环境影响较大11.城区内采用不排水施工时出土困难二、沉井的分类与构造1.沉井的分类2.按材料分类3.按平面形状分类4.按竖向剖面形状分类5.按排列方式分类6.沉井的构造7.井壁8.刃脚9.内隔墙10.上下横梁及框架11.井孔12.封底13.顶盖按材料分类1.混凝土2.钢筋混凝土3.钢4.砖5.石按平面形状分类1)圆形沉井2)又分为单孔圆形、双壁圆形和多孔圆形沉井3)与其他形式沉井相比，理论上受力性能较好4)不利于内部空间利用5)方形(或矩形)沉井6)又分为单孔、双孔和多孔7)与圆形沉井相比制作方便8)利于内部空间利用9)不利于纠偏10)双孔和多孔沉井整体刚度较好11)椭圆、端圆形沉井12)对水流阻力较小13)多用于水中构筑物按竖向剖面形状分类1)圆柱形沉井2)土压力较为均衡，不易发生倾斜3)对环境影响较小4)易上部被土夹住，下部悬空造成井壁拉裂5)宜入土不深或土质松散时采用6)阶梯形沉井7)内阶梯、外阶梯8)单阶梯、多阶梯9)节约材料，减少摩阻力10)较易倾斜11)锥形沉井12)减少摩阻力、下沉时不稳定、制作困难按排列方式分类1.单个沉井2.连续沉井井壁1)井壁为承受水土压力、制作时的自重以及纠偏荷载等荷载的主要受力构件；一般采用双面双向配筋2)决定井壁的厚度的因素3)沉井大小(隔仓尺寸)；下沉深度(水土压力不同)；地质条件(决定水土压力和下沉阻力)；抗浮4)直墙形或阶梯型5)直墙形：应用于土质松软，摩擦力不大、下沉深度较小时，否则采用内阶梯型；易于控制垂直下沉；模板可多次利用；环境影响小6)内阶梯型：应用于下沉深度较大时，可节约材料7)外阶梯型：应用于土质密实，下沉深度较大时；可减少摩阻力；最下一节阶梯高度不宜太小(导向作用) ；阶梯空隙内须灌砂或泥浆；环境影响较大8)薄壁沉井刃脚1)井壁最下端的刀刃状为刃脚2)刃脚分踏面(刃脚底的水平面)和斜面3)刃脚式样根据沉井下沉时所穿越的土层的软硬程度和刃脚上的反力大小确定4)一般情况下采用钢筋混凝土刃脚，在坚硬地层中或采用爆破法时可采用钢刃脚或用钢板包裹5)调整正面阻力6)踏面宽度视地质条件确定：沉井重、土质软时要宽一点，否则可窄一点7)斜面高度视井壁厚度和封底方式确定，且必须方便挖土和抽承垫木8)刃脚长度：当土质坚硬时可以小一些，否则要大一些，以免对封底工作带来困难内隔墙1.可增加沉井的刚度2.可减少沉井井壁的厚度3.将沉井分隔成多个隔仓，使挖土和下沉可以均衡地进行，也可以方便纠偏4.内隔墙底面一般比刃脚踏面高，但软土层中为了防止突沉，可以采用一样高5.下部应设人孔6.可以分隔仓封底，改善封底混凝土的质量7.井孔布置宜力求简单、对称上下横梁及框架1.代替内隔墙，增加沉井的整体刚度，减少井壁的厚度，增加沉井的整体刚度，使井壁变形减小2.减少沉井的重量3.便于井内人员往来，减轻劳动强度4.同内隔墙一样，有利于分格封底，改善混凝土质量；可调整各井孔的挖土量纠正井身的倾斜，有效控制和减少沉井的突沉现象的发生井孔1.纵横隔墙和纵横框架形成的格子称作井孔2.施工时用作出土孔，应考虑设备和工艺的要求封底1)封底主要是防止地下水渗入井内，方便结构施工2)刃脚上方井壁内侧应预留凹槽，使封底混凝土、底板与井壁间联结良好，以传递基底反力，使沉井成为空间结构受力体系3)湿封底(水下灌注混凝土)4)水下浇筑混凝土，施工质量不易保证5)抽水后浇筑底板6)必须计算沉井抗浮系数，和封底的厚度7)干封底8)铺垫层9)浇筑底板10)施工质量易保证三、沉井施工1.沉井施工准备工作2.沉井下沉与抗浮稳定验算3.沉井刃脚下垫层及承垫木的铺设和计算4.沉井制作5.沉井下沉6.沉井封底7.沉井施工中的问题与处理对策8.沉井施工机具沉井施工准备工作1.现场踏勘，地质勘查，环境调查2.熟悉工程地质、水文地质和施工图纸3.三通一平(通电、水、路，场地平)4.搭设大临设施，机械、材料和人员的配备5.编制施组6.铺设砂垫层7.组织场地排水或基坑降排水8.测量控制和沉降观测续前9)沉井制作方式10)地面上制作沉井：沉井高度较小或天然地面较低时采用11)基坑内制作沉井12)在处理后的地基上制作沉井：采用砂、砾砂、混凝土、灰土垫层或人工夯实、机械碾压等措施13)在人工筑岛上制作沉井：采用中砂、粗砂和砾石，不得采用粘性土、细砂、淤泥、泥炭和大块砾石。

水流速度大时，须采用草袋堆筑或其他措施(如围堰)稳定边坡沉井下沉与抗浮稳定验算1)各阶段下沉系数Kc的计算2)Kc=(Gk-Fk)/(Tf+R1+R2+R3)3)Kc一般控制在1.05~1.25之间，淤泥中取小值，其他土中取大值4)井壁总摩阻力Tf按各层土的摩阻力计算5)Tf=U(h0-2.5)f 或 Tf=f0pe6)土与井壁单位摩阻力f取加权平均值；沉井外壁与土的静摩阻力系数f0一般取0.3～0.5， pe为沉井外壁主动土压力7)浮力Fk的选用：排水下沉时， Fk =0；不排水下沉时， Fk =70%的总浮力8)以上计算中Gk和Fk均为标准值续前Ø正面阻力Ri按土的极限承载力计算ØRi=FRjØ刃脚、隔墙和底梁下的支承面积FØ沉井底部地基土的极限承载力RjØ沉井抗浮计算ØKf=Gk/FkØKf一般控制在1.0～1.05之间Ø按相应阶段的沉井总重量标准值Ø按相应阶段的最高水位计算的浮力标准值沉井刃脚下垫层及承垫木的铺设和计算1)刃脚下承垫木的计算2)承垫木的根数：n=Gk/A/[f]3)[f]——地基土的容许承载力，A单根承垫木与垫层的接触面面积4)承垫木与踏面的接触面积：A0=Gk/R5)R——木材横纹局部抗压强度6)承垫木的横截面面积：A1>Gk/2/τ0 7)τ0——木材允许受剪强度8)承垫木的铺设9)要点：水平仪抄平、平面均匀对称、中心重合。

10)承垫木的距离一般0.5～1m续前定位支点距离的确定：圆形——四点对称矩形——0.6～0.7L混凝土垫层厚度计算h1=(Gk/Rh-b)/2Rh——砂垫层(或地基)容许承载力砂垫层的厚度计算h2=(Gk/fd-l)/2/tanøfd——地基容许承载力ø——砂垫层扩散角沉井的制作1.刃脚支设2.沉井壁制作3.混凝土的浇筑4.沉井制作的允许偏差刃脚支设a.垫架法：用于沉井较重、地基较差时b.半垫架法：用于沉井较重、地基较差时c.砖垫座：用于沉井较轻、土质较好时d.土底模：用于沉井较轻、土质较好时e.垫架铺设应对称，定位垫架与承垫木布置相同垫架距离0.5～1.0m沉井壁制作a.沉井制作方式b.在地面上直接制作：用于地下水位高c.在人工筑岛上制作：用于浅水中d.在基坑中制作：用于地下水位低，可减少下沉深度、摩阻力及作业高度，应用较多e.本卷须知f.基坑宽度要求大于沉井2～3mg.设置排水沟、集水井h.高度大于12m应分节制作i.隔墙可与井壁同时浇筑也可分开浇筑j.注意竖向钢筋的连接k.注意分节处的止水措施混凝土的浇筑a.单节沉井b.一次浇筑一次下沉，一般高度在10m内c.应沿四周均匀对称d.混凝土达到25%强度后可拆侧模，达到70%以上强度时可拆刃脚斜面支撑和模板e.多节沉井f.多次浇筑一次下沉、多次浇筑多次下沉g.第一节混凝土达到70%以上强度，可浇筑第二节h.分节面必须凿毛、吹洗干净i.施工缝有：平缝、凹式或凸式缝、钢板止水缝j.接高高度一般不小于4m，接高模板不可支于地面k.下一节沉井顶端高于地面0.5～1m，停止下沉，开始接高沉井制作的允许偏差a.断面尺寸b.长度：± 0.5%且≤ 100mmc.曲线部分的半径： ±0. 5%且≤ 50mmd.对角线的长度： ± 1%e.井壁厚度： ±15mmf.井壁、隔墙垂直度：1%g.预埋件、预留孔位移： ±20mm沉井下沉1. 制作与下沉的顺序2.承垫木的拆除3.下沉方式的选择4.下沉挖土方式的选择5.测量控制与观测6.沉井施工质量标准制作与下沉的顺序第一节达100%强度(小型沉井达70%)，其他达70%强度后方可下沉一次制作，一次下沉中小型沉井，高度不大，一般小于10m地基很好或加固后很好分节制作，一次下沉脚手架和模板可连续使用，下沉设备一次安装，可采用滑模地基要求高，高空作业困难，国内最大达30m高分节制作，多次下沉地基要求低工序多，工期长接高时易倾斜和突沉承垫木的拆除a.拆除时间b.大型沉井达100%强度c.小型沉井达70%强度d.拆除顺序e.圆形沉井：先抽一般承垫木，后抽定位承垫木f.矩形沉井：现抽隔墙下的垫木，然后分组对称抽除外墙短边下的定位垫木，再抽长边下一般垫木，最后抽除定位垫木g.拆除要求h.分区、分组、依次、对称、同步i.加强观测下沉方式的选择a.排水下沉b.用于渗水量不大，稳定的粘性土，或渗水量虽大但排水容易的场合c.常用排水方式：明沟集水井排水，井点排水，井点与明沟排水相结合的方式d.不排水下沉e.用于流砂严重，渗水量大又不易排除，或排水会影响周边环境的场合f.常用方式：用抓斗在水中取土；用水力冲射器冲刷土，用空气吸泥机(或水力吸泥机)吸泥；用钻吸排土沉井工法，效率高，劳动强度低，安全可靠。

下沉挖土方式的选择a.排水下沉挖土方法b.人工或风动工具；井内用小型挖土机，地面用抓斗c.对普通土层、砂夹卵石或硬土层、岩层采用不同的方法挖土d.注意保持平面位置和垂直度e.开始下沉和将要下沉至底时，开挖深度要减小f.下沉至设计标高20cm时停止挖土，靠自重下沉g.不排水下沉挖土方法h.抓斗挖土，水力吸泥机或水力冲射空气吸泥机i.会形成锅底j.外壁内设射水管续前c.辅助下沉措施d.射水下沉法：不适宜用于粘性土中e.触变泥浆护壁下沉法：减少外壁摩阻力f.抽水下沉法：减少浮力g.井外挖土下沉法h.压重下沉法i.炮震下沉法：同一沉井、同一地层不宜多于4次测量控制与观测1.平面位置控制：采用纵横十字中心控制线2.标高控制：采用水准基点3.垂直度控制：采用吊线锤4.观测频率：每班至少两次，观测数据必须及时提交相关单位，以及时调整施工措施和进行纠偏等沉井施工质量标准a.沉井必须进行中间验收，并做好验收记录b.制作尺寸和允许偏差要求c.沉井下沉结束时的偏差：d.刃脚平均标高与设计标高的偏差≤ 100mme.水平位移≤1%H；当H<10m时，水平位移≤100mmf.矩形沉井刃脚底面四角中的任何两角的高差≤该两角水平距离的1%，且≤300mmg.下沉总深度H=下沉前刃脚底面标高-下沉结束后刃脚底面标高沉井封底沉井下沉至设计标高，8h内累计下沉量≤10mm或沉降率在允许范围内，即可进行封底。

排水封底新老混凝土面冲刷打毛，清理基底(锅底)，设排水措施达50%强度后，可施工底板不排水封底井底浮泥清除干净，新老混凝土面冲刷干净，铺碎石垫层采用导管法灌注注意导管的作用半径注意导管位置高低要求预先计算混凝土需要量沉井施工中的问题与处理对策1.问题：沉井倾斜——缘由、对策2.问题：沉井偏移——缘由、对策3.问题：沉井下沉过快——缘由、对策4.问题：沉井下沉极慢或停沉——缘由、对策5.问题：发生流砂——缘由、对策6.问题：沉井下沉遇障碍物——缘由、对策7.问题：沉井下沉到设计深度，遇倾斜岩层，造成封底困难——缘由、对策8.问题：沉井下沉遇硬质土层——缘由、对策9.问题：沉井超沉或欠沉——缘由、对策沉井倾斜(对策)1.加强下沉过程中的观测和资料分析，发现倾斜及时纠正2.对称、均匀抽取承垫木、及时用砂或砂砾回填3.在刃脚高的一侧加强取土，低的一侧少挖或不挖土，待正位后再均匀分层取土4.在刃脚较低的一侧适当回填砂石或石块，延缓下沉速度5.不排水下沉，在靠近刃脚低的一侧适当回填砂石；在井外射水或开挖、增加偏心压载以及施加水平外力沉井偏移(对策)1.控制沉井不再向偏移方向倾斜2.有意使沉井向偏位的相反方向倾斜，当几次倾斜纠正后，即可恢复到正确位置或有意使沉井向偏位的一方倾斜，然后沿倾斜方向下沉，直至刃脚处中心线与设计中线位置相吻合或接近时，再将倾斜纠正3.加强测量的检查复核工作沉井下沉过快沉井下沉极慢或停沉发生流砂(对策)1.采用排水法下沉，水头宜控制在1.5～2m；或采用不排水法下沉沉井，保证井内水位高于井外水位，以避免涌入流砂2.挖土避免在刃脚下掏挖，以防流砂大量涌入，中间挖土也不宜挖成“锅底〞形3.穿越流砂层应快速，最好加荷，使沉井刃脚切入土层4.采用井点降低地下水位，防止井内流淤，井点则可设置在井外或井内沉井下沉遇障碍物遇倾斜岩层，造成封底困难沉井下沉遇硬质土层沉井超沉或欠沉(对策)1.当沉井下沉至设计标高以上1.5～2m的终沉阶段时，应加强下沉观测，待8h的累计沉降量不大于8mm时，沉井趋于稳定，方可进行封底2.加强测量工作，对测量标志应加固校核，测量数据须准确无误沉井施工机具1.双瓣抓土斗2.四瓣抓土斗3.空气吸泥机4.压缩空气管四、沉井施工引起土体移动的分析与计算1.沉井施工引起土体位移的因素2.沉井四周土的破坏棱体范围3.临界挖深的计算4.井底抗隆起安全系数的计算5.井底流砂引起土体移动的分析6.井底承压水引起土体移动的分析沉井施工引起土体位移的因素1.井内卸载使土体的平衡状态改变2.外阶梯沉井的空隙3.纠偏对土体的扰动4.流砂5.承压水6.地基承载力不够习题1.P93第一题2.P93第二题3.P93第三题4.P93第六题5.P93第九题6.P93第十二题7.P93第十五题第四章第四章 地下连续墙施工地下连续墙施工一、概述二、地下墙的分类三、现浇地下墙施工简述一、概一、概 述述1.现浇地下连续墙的施工方法是在拟建地下建筑的地面上，用专门的成槽机械沿着设计部位，在泥浆护壁的条件下，分段开挖一条狭长的深槽、清基，在槽内沉放钢筋笼并浇灌水下混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙幅。

将若干墙幅连接成整体，形成一条连续的地下墙2.可作为地下建筑、高层建筑地下室的外墙，又可作为深基坑工程的围护结构，起支挡水土压力、承重与截水放渗之用二、地下墙的分类二、地下墙的分类1.按结构形式分类2.柱列式地下墙3.壁板式地下墙4.其他形式地下墙(T、π形、格形、预应力U形折板)5.按浇筑方式分类6.现浇地下墙7.预制地下墙8.按材料分类9.混凝土地下墙10.钢筋混凝土地下墙(预制或现浇)11.土质地下墙12.组合墙二、地下墙的分类二、地下墙的分类(续续)4.按用途分5.临时挡土墙6.防渗墙7.二墙合一8.结构物基础及外墙三、现浇地下墙施工简述1.施工准备2.墙体施工、挖槽(泥浆护壁)3.接头管4.下钢筋笼5.混凝土水下浇筑6.拔导管7.地下连续墙的修补1.施工准备1.三通一平(通电、通水、通路，场地平整)2.地表排水3.挖沟、做导墙4.泥浆制备5.泥浆箱(容量计算等)导墙施工1)导墙型式2)导墙的作用3)导墙施工4)外导墙与地下墙顶部的搭接5)内导墙的拆除6)支撑木方7)高导墙的作用护壁泥浆1)组成2)膨润土、聚合物、CMC(羧甲基纤维素)、水和添加剂(加重剂、增粘剂、分散剂、防漏剂)等3)Polyma化学泥浆4)作用5)护壁、携渣、冷却和润滑6)质量控制7)密度、粘度、剪切力、失水量、泥皮厚度、含砂量、PH值、胶体率、稳定性等8)制备和处理9)需要量计算(按重复使用次数、按损失量、类比法)、制备(搅拌和贮存)、处置[物理(重力沉降、机械)、化学处理]2.成槽施工1.槽段划分(槽壁稳定性分析)2.地质条件、环境、起重机能力、混凝土供应能力、泥浆量和其他3.成槽机械4.挖斗式(蚌式[吊索式、导杆式]、铲斗)、冲击式(钻头冲击式、凿刨式)和回旋式(单头钻、多头钻)5.成槽顺序6.顺槽法、跳槽法7.防止槽壁坍方的措施8.预加固、缩小单元槽段长度、改善泥浆质量、注意地下水位变化和流动速度、减少地面荷载、防止振动的产生等2.成槽施工(续) 5.清底6.沉淀法、置换法7.沉渣清理(砂石吸力泵排泥法、压缩空气升液排泥法、带搅动翼的潜水泥浆泵排泥法和抓斗直接排泥法)8.垂直度、超声波检测等槽壁稳定性分析1.稳定系数法2.考虑土拱效应德泥浆槽壁稳定分析法3.接头1)接头型式2)施工接头3)结构接头4)接头施工应考虑的因素5)对下一槽段的成槽施工不造成困难6)不会造成混凝土从接头下端及侧面流入背面7)能承受混凝土侧压力不致有较大变形8)能传递单元槽段间的应力，并起伸缩接头的作用9)槽段较深需将接头管分段吊入时应装拆方便10)在隐蔽而又难以测定的泥浆中能较准确地施工11)造价低施工接头a)直接连接接头(已不采用)b)接头管(锁口管；施工后拔出)(图：三波管接头)c)隔板接头(分平隔板、V形隔板、榫形隔板；分搭接、不搭接；施工后不拔出)d)预制件接头(钢材、混凝土；不拔出)e)接头箱接头f)钢板止水接头g)钢筋焊接接头结构接头a)直接连接接头b)一般采用I级钢，利于回直(一般加热回直)c)施工容易d)受力可靠e)应留有余量f)适用于楼板等受力较小的构件g)间接接头(埋设注意事项)h)采用钢板或钢构件i)施工标高控制、水平位置控制要求高j)接头位于同一断面k)适用于梁、柱和底板等受力较大的构件间接接头埋设注意事项ü遇导管处理ü遇施工接头处理ü遇结构柱ü与结构梁ü遇斜向布置钢筋4.钢筋笼施工1.钢筋笼加工2.设计钢筋(含竖向筋、横向筋、预埋钢筋、预埋件和封头钢筋等，横向筋一般放在外侧方便导管插入，竖向筋与横向筋采用交叉点焊，竖向筋底端向内弯折)3.施工钢筋(含桁架筋、定位筋、剪刀筋、导管保护钢筋、起吊加强钢筋等)4.接驳器安放，泡沫苯乙烯塑料安放5.保护层厚度保证措施(采用定位块)6.钢筋的连接(一般采用碰焊，搭接长度太大施工困难)7.钢筋笼吊放8.吊点位置的选择9.钢筋笼不得强行插入5.混凝土水下浇筑1.水下浇筑，混凝土应提高一级2.导管的布置、插入深度控制1.5m~9m、拔出控制3.导管不允许横向运动，以防止将沉渣和泥浆混入混凝土内4.导管的水密性5.混凝土应连续浇筑6.浮浆(30~50cm高)，必须凿除7.地下连续墙的修补1.地下墙接缝渗漏水2.表面浅层夹泥和露筋3.地下墙体局部渗漏4.地下墙局部钢筋切割导致的结构损伤地下墙接缝渗漏水a)缘由b)接头形式的影响c)泥浆的影响d)施工因素的影响e)防止措施f)精心配制护壁泥浆g)成槽机控制h)小心清刷槽段端部i)钢筋笼不得强行入槽j)及时浇筑混凝土，减少槽段空置时间表面浅层夹泥和露筋处理措施即时采用人工清理杂质凿去松动的混凝土表面石子用水将表面冲洗干净采用硫铝酸盐早强水泥与一定量的中粗砂配制成的水泥砂浆修补(个别用水溶性聚氨酯堵漏剂与超早强双快水泥配合防渗堵漏)水泥砂浆24h的抗压强度不小于35MPa地下墙体局部渗漏a)缘由b)混凝土中夹入了较大的泥块c)处理措施d)用水溶性聚氨酯堵漏剂与超早强双快水泥配合防渗堵漏地下墙局部钢筋切割导致的结构损伤a)缘由b)混凝土绕流c)预防措施d)对空洞进行回填和注浆处理e)采用特殊的锁口管f)安装帆布或铁皮等g)修复措施h)外侧增作一幅地下墙i)外侧增作钻孔灌注桩j)外侧注浆加固习题第五章第五章 逆作法施工逆作法施工一、概述二、逆作法的施工顺序三、逆作法的施工流程四、逆作法施工一、概述1.逆作法分全逆作法和半逆作法2.全逆作法：地上、地下同时进行、立体交叉施工3.半逆作法：地下结构自上而下逐层施工，地上结构不同时施工4.盖挖顺作法：先浇筑地下结构顶板，在顶板保护下，自上而下分部开挖、支撑，而后自下而上浇筑内部结构的方法5.逆作法与顺做法的区别6.逆作法的优点7.逆作法的缺点8.逆作法的适用范围逆作法与顺做法的区别1.开挖顺序不同2.内部结构施工顺序不同3.支撑方式不同(有或无支撑)4.出土方式不同(暗挖、明挖)5.地下墙受力状态不同逆作法的优点1.地下结构作为支撑，刚度较大，可以有效减少围护结构的应力和变形，提供施工的安全性，减少对周边环境的影响2.由于地下结构作为支撑，可节省支撑费用3.逆作法对基坑平面的适用性强4.全逆作法施工可以减少施工总工期5.在施工场地紧张时，首层结构可用作工作平台，扩大工作面；但必须加固6.可减少基坑内的土体回弹7.使底板结构设计趋于合理逆作法的缺点1.可能需要更多、更大和更深的临时立柱，将增加造价2.当地下室为多层时，临时立柱与结构梁交叉，节点结构复杂，设计、施工困难较大3.采用首层作为工作平台时，或在楼板上预留出土孔时，必须对结构进行加强处理，将增加造价4.在楼板覆盖下施工，大型设备难于进场，出土相对较慢，回增加土方开挖费用5.必要时需增加通风措施6.竖向受力柱和剪力墙采用逆作法施工时必须采取加强措施，且施工困难二、逆作法的施工顺序1.施工准备2.挡土墙(和止水帷幕)施工(须预留与结构的连接构件)3.临时立柱桩(可以与结构柱和工程桩结合)、工程桩和坑内加固的施工4.基坑内降水5.第一层土方开挖(可采用盆式开挖。

为加快土方开挖，有时开挖至地下一层底面)6.施工首层结构(注意排架基础，临时立柱与梁的连接，出土孔、通风孔的安排，楼、电梯和车道孔的加固)7.采用暗挖法进行第二层土方开挖(盆式开挖)，同时施工地上二层(或以上层)二、逆作法的施工顺序(续)8.施工地下一层结构(不包括结构柱，注意立柱与梁、与围护墙的连接)，同时施工地上三层(或以上层)9.………(按以上顺序循环直至基础结构，一般地上层数与地下层数相同)10.从下至上分层施工地下室结构柱和剪力墙11.继续施工地上结构未完成楼层直至结构封顶12.注：基坑施工过程中的监测必不可少，根据监测结果调整施工过程四、逆作法施工1.逆作法的施工顺序2.逆作法的施工工艺流程3.中间支承桩(临时立柱)4.地下室结构浇筑5.土胎模方式6.支模方式7.施工缝的浇筑方法8.直接法，造价低9.膨胀混凝土或无浮浆混凝土充填法10.水泥浆注浆法11.出土孔的预留中间支承桩(临时立柱)1)作用2)方式3)钢格构式4)型钢式5)钢管式等6)下端一般采用钻孔灌注桩7)平面布置和桩的长度8)与永久结构的连接9)立柱与工程柱分离10)立柱与工程柱合一习题第六章第六章 盾构法隧道施工盾构法隧道施工一、概述二、盾构的构造、分类与选型三、盾构法施工四、盾构隧道衬砌五、盾构掘进中的辅助施工法六、工程实例一、概述1.盾构是一种暗挖施工技术2.应用范围：水底隧道、地铁区间隧道3.断面形式：圆形、矩形、马蹄形、双圆形和多圆形4.优点5.缺陷优点1)地面作业少，隐蔽性好2)噪音、振动公害小3)造价与技术基本不受覆土厚度影响，适用于深埋4)不影响河道通航和地面建筑物、构筑物等5)不受气候影响6)自动化程度高、劳动强度低、施工速度快缺陷1.对地表有一定的影响2.工程规模小时，造价相对较高3.一次掘进长度有限4.覆土较小时，开挖面土体稳定较困难5.气压盾构会产生缺氧和枯井现象，会引起减压病6.转向半径不能过小二、盾构的构造、分类与选型1.盾构的基本构造2.盾构的分类及其适用范围3.盾构选型盾构的基本构造盾壳内径：由衬砌环外径确定盾构长度：由地质条件、开挖方式、出土方式。

衬砌工艺和操作方法确定盾壳推进系统：由液压设备和千斤顶构成正面支撑系统：有千斤顶类、刀盘面板类和网格类衬砌拼装系统液压系统操作系统盾壳a.切口环部分b.用于开挖和挡土，施工时切入地层并掩护开挖作业c.长度取决于支撑、开挖方法、挖土机具和操作人员的工作面d.支承环部分e.盾构的主体，内装有千斤顶、举重臂、真园保持器f.刚度较大，主要地层土压力、千斤顶顶力以及切口、盾尾、衬砌拼装时传来的施工荷载g.盾尾部分h.掩护衬砌拼装工作i.设有密封装置盾构的分类及其适用范围1)按挡土形式分类2)开放式3)密闭式4)按工作面加压方式分类5)气压式6)泥水加压式7)削土加压式8)加水式9)加泥式10)高浓度泥水加压式11)按开挖方式分类12)手掘系统盾构13)半机械式盾构14)机械系统盾构手掘系统盾构a.手掘式盾构b.构造简单、造价低；人工挖土，从上至下进行，设作业平台；有活动前檐c.开挖面全部敞开或采用正面支撑d.优点和缺点e.挤压式盾构f.适用于软弱可塑粘性土层，范围狭窄g.分全挤压式盾构和半挤压式盾构h.网格式盾构i.介于半挤压和手掘式盾构间的盾构形式j.适用于软弱可塑粘性土层，挤土作用挤压式盾构小k.在含水地层中，需辅以降水、气压等措施优点和缺点i.优点ii.工作面是敞开的，可以观察地层变化情况，及时采取应付措施iii.遇到桩、孤石等地下障碍物时容易处理iv.可以超挖，容易纠偏，便于在曲线段施工v.造价低，设备简单，易制造vi.缺陷vii.在含水地层中开挖面出现渗水、流砂时，必须辅以降水、气压或地层加固等措施viii.工作面塌方易危及人身或引起工程事故ix.劳动强度大，效率低，进度慢，大直径盾构中尤为突出全挤压式盾构Ø工作面用胸板封闭，没有水土涌入，省去出土工序，比较安全可靠Ø地表有较大的隆起变形Ø适用于空旷河底、海滩等半挤压式盾构Ø胸板上局部开孔，部分土体从孔中挤入盾构，省去人工挖土工序，劳动条件较手掘式盾构大为改善，效率也成倍提高Ø能在城市、街区下施工，但对地层扰动大，地面变形也很难避免半机械式盾构a.在手掘式盾构正面安装挖土机械和出土装置后即为半机械式盾构b.挖土装置分c.铲斗式——适用于粘土和砂砾混合层d.切削式——适用于硬粘土和硬砂土层e.混合式——适用于自立性较好的土层f.有活动前檐和正面支撑g.可减轻劳动强度机械系统盾构a.机械式盾构b.切口环处安装旋转大刀盘，全断面开挖，可连续掘进，适用于各类土层c.作业环境好、省力、省时、省工、效率高d.后续设备多、纠偏难、造价高e.泥水加压式盾构f.大刀盘后设隔板作为泥水室，通过泥水加压保持开挖面土体稳定；泥水处理费高g.土压平衡盾构h.又称：削土密闭式或加压式盾构i.适用于变形大的淤泥、软弱粘土、粘土、粉质粘土、粉砂和粉细砂等土层盾构选型1.盾构选型应按隧道的规模、特征、施工场地的工程水文地址条件、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2.地下水位低时，应优先选用半机械式盾构3.地下水位高时，应通过可行性方案研究后决定三、盾构法施工1.盾构法施工的主要程序2.施工准备3.盾构推进盾构法施工的主要程序1)建造竖井或基坑作为盾构施工的工作井或检修井2)盾构进、出洞口土体加固处理3)安装盾构掘进机4)初推段盾构掘进施工，包括推进、出土、运土、衬砌拼装、盾尾注浆、轴线测量5)盾构掘进机设备转换6)隧道连续掘进施工7)盾构进入接收井施工准备1)盾构拼装井和拆卸井2)平面尺寸、深度、预埋件3)盾构基座4)盾构进出洞方法5)临时基坑法：先挖后填6)逐步掘进法7)工作井进出洞法：地基加固、冻结法等8)临时封门9)钢结构封门、转石或混凝土封门10)盾构后座盾构推进1.盾构开挖方法2.盾构操纵与纠偏3.衬砌的拼装4.衬砌壁后注浆5.运输、供电、通风和排水盾构开挖方法1.敞开式开挖2.网格式开挖3.挤压式开挖4.机械切削式开挖5.水力机械开挖盾构操纵与纠偏a.偏离的因素b.地质条件方面c.机械设备方面d.施工操作方面e.千斤顶编组的调整f.盾构纵坡的控制g.开挖面阻力的调整h.盾构自转的控制衬砌的拼装a.衬砌形式b.预制拼装、整体现浇和复合衬砌c.衬砌分类d.铸铁、钢e.钢砼、钢与钢砼、砼管片f.砌块g.压注砼衬砌h.管片接缝的形式i.通缝、错缝j.管片拼装方法k.先环后纵、先纵后环衬砌壁后注浆a.压浆方法b.二次压浆法、一次压浆法、补充注浆c.压浆量控制d.注浆压力控制e.压浆点控制f.压浆材料g.豆粒砂，水泥、粘土砂浆，无水泥压浆材料h.压浆设备四、盾构隧道衬砌1.衬砌断面的形式和选型2.限界的确定：车辆限界、设备限界和建筑限界3.圆形隧道断面的优点4.单双层衬砌的选用5.衬砌分类6.衬砌防水7.自防水8.接缝防水：密封垫(条)防水、嵌缝防水和螺栓孔防水五、盾构掘进中的辅助施工法1.用于稳定开挖面的辅助施工方法2.气压法、降水法、化学注浆法或冻结法3.盾构进出洞的辅助施工方法4.高压旋喷桩、水泥土搅拌桩、化学注浆法或冻结法5.特殊情况下的辅助施工方法6.二次注浆法7.基础托换8.承压板法9.地层加固10.管棚法11.割断法12.冻结法习题第七章第七章 顶管法施工顶管法施工一、概述二、工作井及后背墙三、常用顶管的施工方法四、主要技术措施一、概述1.顶管施工对周边环境影响小2.适用于埋深较大的地下管道等3.长距离顶管需要中继环和减摩剂4.大管径顶管较盾构贵5.非标顶管较贵二、工作井及后背墙1.工作井的设置2.选址3.种类：单向顶进、双向顶进、多向顶进、转角顶进和接收井4.尺寸5.根底6.导轨7.质量标准8.顶力计算9.后背墙三、常用顶管的施工方法1.工具管的形式和选用2.手掘式、挤压式、局部气压水力挖土式、泥水平衡式和多刀盘土压平衡式3.顶管施工方法4.主要机具设备5.挖土与顶进：管前挖土长度、超挖、管帽、顶进、内胀圈、钢管顶进6.测量与纠偏：超挖纠偏、顶木纠偏和千斤顶纠偏7.施工质量标准四、主要技术措施1.穿墙止水2.顶管接口处理3.钢管：永久性焊接4.钢砼管：衬垫、内接口接缝处理5.触变泥浆6.减阻：要求泥浆粘度低、流动性好7.长距离顶管，工具管压浆、中继环补浆8.中继环9.工作原理10.布置数量和位置11.安装和工作12.撤除习题第八章第八章 沉管法施工沉管法施工一、概述二、管段的制作三、管段的浮运和沉放四、基槽浚挖与基础处理一、概述1.沉管法的发展2.沉管隧道的类型3.按制作方式分类：船台型和干坞型4.沉管隧道的特点5.施工质量好6.工程造价较低7.现场施工工期短8.操作条件好9.地质适应性强10.适用水深范围较大11.断面空间利用率高12.施工流程二、管段的制作1.临时干坞2.平面尺寸，深度，坞底、边坡和坞首、闸门3.浮力设计4.干舷的选定，抗浮安全系数验算5.管段得制作6.施工缝和变形缝，底板，侧墙和顶板，临时隔墙，压载设施7.管段防水和接缝处理8.混凝土自防水，接缝防水三、管段的浮运和沉放1.管段的浮运2.水密性检查，气象条件3.常用沉放方法4.分吊法，扛吊法，骑吊法，拉沉法5.管段沉放主要步骤6.初次下沉，靠拢下沉，着地下沉7.管段的水下连接8.水下混凝土法，水力压接法四、基槽浚挖与基础处理1.沉管基槽的断面2.底宽，深度和边坡坡度3.浚挖方式4.粗挖层，细挖层5.基槽的回填6.防止流水冲刷和沉船荷载等7.沉管基础的特点8.基础处理的主要方法9.先铺法(刮砂法、刮石法)，后铺法(灌砂法、喷砂法、压浆法、压砂法)10.软弱土层中的沉管基础11.水下混凝土传力法，砂浆囊袋传力法，活动桩顶法习题第九章第九章 箱涵施工箱涵施工一、概述二、前期施工三、箱涵顶进一、概述1.箱涵在地下工程中的应用2.铁路与公路的交叉口，高速公路下立交3.断面形式：单孔、双孔及三孔：一次顶进4.单孔组合成双孔、三孔5.施工方法：顶推、对顶、顶拉和牵引6.不影响原有铁路运行7.比上立交经济8.施工程序二、前期施工1.工作坑2.滑板3.后背形式及其施工4.箱涵制作5.单节、多节6.中继顶7.大体积混凝土浇注，抗渗，防水层8.钢刃安装滑板1)用途：施工垫层、隔离层和导向2)要求：强度、刚度、稳定性、平整度和光洁度，抗滑能力，坡度，方向墩3)结构形式：分离式、结合式4)资料：混凝土、干砌块石、三合土、白灰土、旧钢轨5)润滑层(机油、石蜡、滑石粉、黄油)、隔离层(塑料薄膜、油毡)后背形式及其施工1)要求2)强度3)刚度4)稳定性5)造价低6)构造形式7)板桩式后背8)拼装(预制块)式后背9)重力式后背10)计算采用德土压力理论11)朗金被动土压力理论12)库仑被动土压力理论三、箱涵顶进1.顶进设备：液压系统和顶力传递设备2.顶进与纠偏3.顶进时铁路要加固并限制行车速度4.及时测量5.纠偏方法：调整千斤顶推力、调整挖土方式和设置限位导向墩，滑板上预留仰坡、设船头坡和压短桩6.刃角分顶刃角、底刃角和侧刃角，起切土、支护和导向作用7.气垫工艺8.线路加固措施9.吊轨梁法、横梁加固法、纵横梁加固法、轨束梁法、工字钢束梁法和钢板脱壳法，便梁架设法习题第十章第十章 地下工程辅助施工方法地下工程辅助施工方法一、概述二、降水法三、冻结法四、气压法五、注浆法一、概述辅助施工方法的作用改善软土工程的施工环境有利于清楚障碍物控制地表变形稳定土体二、降水法1.降水法的主要作用2.作用原理、分类及其适用范围3.重力法降水4.轻型井点降水5.喷射井点降水6.管井降水7.深井井点8.电渗降水9.回灌井点降水法的主要作用1.降低地下水位，防止出现流砂现象。

2.使基坑、沟槽边坡和开挖面保持稳定3.减低承压水头，防止发生涌水4.减少坑底隆起量5.改善施工作业环境 作用原理、分类及其适用范围1.作用原理2.分类：重力法降水、真空法降水、电渗真空降水3.适用范围三、冻结法四、气压法五、注浆法注浆法是利用注浆泵将配置好的浆液，通过注浆管注入含水地层，以降低其渗透性，从而提高其强度，改善地层条件的一类辅助施工方法一般用于：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；防渗堵漏渗透注浆劈裂注浆压密注浆喷射注浆深层搅拌注浆习题第十一章第十一章 地下工程防水与堵漏施工地下工程防水与堵漏施工一、概述二、防水混凝土施工三、附加防水层施工四、注浆防水施工五、渗漏治理方法一、概述1.地下构件自防水2.材料密实性3.构造措施(坡度、伸缩缝，嵌缝油膏、止水环[带])4.附加防水层防水5.迎水面、背水面、接缝6.防水砂浆、涂料、卷材、沥青胶结材料7.地下工程防水标准8.一级9.二级10.三级11.四级二、防水混凝土施工三、附加防水层施工四、注浆防水施工五、渗漏治理方法。