2012二级建造师市政公用工程精讲讲义(5)

2019-04-15 00:02

3、根据盾构机械负荷 六、泥浆性能控制

泥浆起着两方面的重要作用:一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域,开挖面土体强度提高,

同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压,达到了开挖面稳定的目的;二是泥浆作为输送介质,担负着将所 有挖出土砂运送到工作井外的任务。 七、排土量控制

(一)开挖土量计算,

(二)土压式盾构出土运输方法与排土量控制

土压式盾构的出土运输(二次运输)一般采用轨道运输方式。 土压式盾构排土量控制方法分为重量控制与容积控制两种。我国目前多采用容积控制方法。 (三)泥水式盾构排土量控制

泥水式盾构排土量控制方法分为容积控制与干砂量(干土量)控制两种。(注意与土压式盾构控制方法 的区别点)

Q>Q3,一般表示泥浆流失.

Q<Q3,一般表示泥浆涌水(由于泥水压低,地下水流入)。正常掘进时,泥浆流失现象居多。

相同的道理,V>V3,一般表示泥浆流失 V<V3,一般表示泥浆涌水 八、管片拼装控制 (一)拼装方法 1.拼装成环方式

盾构推进结束后,迅速拼装管片成环。除特殊场合外,大都采取错缝拼装。在纠偏或急曲线施工的情况下, 有时采用通缝拼装。 2.拼装顺序

一般从下部的标准(A型)管片开始,依次左右两侧交替安装标准管片,然后拼装邻接(B型)管片,最后安装 楔形(K型)管片。 3、盾构千斤顶操作

拼装时,随管片拼装顺序分别缩回盾构千斤顶非常重要。 4、紧固连接螺栓

先紧固环向(管片之间),后紧固轴向(环与环之间)连接螺栓。

5、楔形管片安装方法 6、连接螺栓再紧固 (二)真圆保持 管片拼装呈真圆,并保持真圆状态,对于确保隧道尺寸精度、提高施工速度与止水性、及减少地层沉 降非常重要。

管片环从盾尾脱出后,到注浆浆体硬化到某种程度的过程中,多采用真圆保持装置。 (三)管片拼装误差及其控制

拼装管片时,各管片连接面要拼接整齐,连接螺栓要充分紧固。

盾构纠偏应及时连续,过大的偏斜量不能采取—次纠偏的方法,纠偏时不得损坏管片,并保证后一环

管片的顺利拼装。 (四)楔形环的使用

在盾构工程中,除曲线施工外,为进行蛇行修正,也可使用楔形环管片。 九、注浆控制

(一)注浆目的

注浆的主要目的具体如下:

l.抑制隧道周边地层松弛,防止地层变形。

2.及早使管片环安定,千斤顶推力平滑地向地层传递。 3.形成有效的防水层。 (二)注浆材料的性能

一般对注浆材料的性能有如下要求: 1,流动性好; 2.注入时不离析;

3,具有均匀的高于地层土压的早期强度; 4.良好的充填性; 5.注入后体积收缩小; 6.阻水性高; 7.适当的黏性; 8.不污染环境。 (三)一次注浆

一次注浆分为同步注浆、即时注浆和后方注浆三种方式 1.同步注浆 2,即时注浆

一环掘进结束后从管片注浆孔注入的方式。 3.后方注浆

掘进数环后从管片注浆孔注入的方式

一般盾构直径大,或在冲积黏性土和砂质土中掘进,多采用同步注浆;而在自稳性好的软岩中,多采 取后方注浆方式。 (四)二次注浆

二次注浆是以弥补一次注浆缺陷为目的进行的注浆。具体作用如下:

1.补足一次注浆未充填的部分; 2,补充由浆体收缩引起的体积减小;

3.以防止周围地层松弛范围扩大为目的的补充。

以上述1、2为目的的二次注浆,多采用与一次注浆相同的浆液;若以3为目的,多采用化学浆液。 (五)注浆量与注浆压力

注浆控制分为压力控制与注浆量控制两种。应同时进行压力和注浆量控制。 1. 注浆量 2. 注浆压力

注浆压力根据土压、水压、管片强度、盾构型式与浆液特性综合判断决定。 例题

1、地下连续墙施工时,泥浆的主要作用是( )。(04年一建考题)

A便于混凝土浇筑 B.维持槽壁稳定 C.冷却与润滑

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D.便于钢筋笼放置 E.携渣 答案:B C E

解析:地下连续墙的泥浆的主要作用包括B C E,要注意与桥梁里面灌注桩泥浆作用的相同点和区别点。 2、对于一级和二级基坑监测的项目还应包括( )(05年一建考点)

A 地上建筑物和周边管线 B 基坑地部变形 C 墙体竖向变位 D 地表沉降 答案:A

解析:一级基坑定义:(1)重要工程或支护结构做主体结构的一部分;(2)开挖深度超10m;(3) 与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑;(4)8.加固地铁盾构进出洞口常用的改良土体方法有( )。(09考点)

A.小导管注浆 B.搅拌桩 C.冻结法 D.旋喷桩 E.降水法

答案:B C D E

9、地下连续墙槽段划分应考虑的因素有()(09一级考点) A 地质条件 B 钢筋笼整体重量 C 泥浆比重 D 内部主体结构布置 E 砼供给能力 答案:A B D E

解析:槽段划分考虑的主要因素有:A、后续工序的施工能力和其他因素。BE属于后续工序的施工能 力;D属于其他因素。

基坑范围内有历史、近代优秀建筑、重要管 线等需要严加保护的基坑。

三级基坑:为开挖深度≤7m且周围环境无特别要求的基坑。 二级基坑:除一级、三级以外的属二级基坑。

因此对于一级和二级基坑监测的项目还应包括地上建筑物和周边管线的监测。

3. 盾构掘进控制“四要素”包括( )。(07年一建考点) A 开挖控制 一次衬砌控制 排土量控制 线形控制 B 开挖控制 一次衬砌控制 线形控制 注浆控制 C 开挖控制 一次衬砌控制 排土量控制 注浆控制 D 一次衬砌控制 排土量控制 线形控制 注浆控制 答案:B

解析:盾构掘进要经过始发、初始掘进、转换、正常掘进、到达掘进五个阶段。而盾构掘进的目的是

确保开挖面稳定的同时,构筑隧道结构、维持隧道线形、及早填充盾尾空隙。

4. 盾构法施工主要步骤为()(07年一建考点) A 工作井建造 B 掘进出土 C 管片安装 D 地表注浆 E 衬砌背后注浆 答案:A B C E

解析:盾构法施工主要步骤为:①工作井建造②盾构安装就位③盾构从始发井推出④出土并安装衬砌

管片⑤衬砌背后注浆⑥盾构到达工作井并拆除。 5.采用螺旋输送机出土的是( )盾构。(09考点) A.手掘式 B.网格 C.土压平衡 D.泥水平衡 答案:C

解析:A B均不采用螺旋输送机出土。

6.基坑开挖一段后先浇筑顶板,在顶板保护下,自上而下开挖、支撑和浇筑结构内衬的施工方法称为 ( )。(09考点)

A.明挖顺作法 B.明挖逆作法 C.盖挖顺作法 D.盖挖逆作法 答案:D

7.当地层条件差、断面特别大时,浅埋暗挖隧道施工不宜采用( )。(09考点)

A.中洞法 B.柱洞法 C.洞桩法 D.全断面法 答案:D

解析:全断面法要求围岩自稳性好,有大型的施工机具。

10、地铁车站明挖基坑采用钻孔灌注桩围护结构时,围护施工常采用的成孔设备有()(09一级考点)

A 水平钻机 B 螺旋钻机 C 夯管机 D 冲击式钻机 E 正反循环钻机 答案:B D E

11、软土地区城市地铁隧道施工时,应优先选择的盾构类型有()(09一级考点)

A 手掘式盾构 B 半机械挖掘式盾构 C 机械挖掘式盾构 D 土压盾构 E 泥水盾构 答案:D E

解析:软土地区城市隧道施工,优先选择密闭式。 AB C均为敞开式。 一、内容提要

1、掌握盾构法施工要求 2、了解盾构机型的选择

3、掌握喷锚暗挖法施工技术要求 4、熟悉小导管注浆加固土体技术 5、熟悉管棚的技术要求

6、熟悉城市轨道交通车站形式 7、了解地铁区间隧道的特征 二、重点、难点

1、掌握盾构法施工要求

2、掌握喷锚暗挖法施工技术要求 三、内容讲解

十、盾构隧道的线形控制

线形控制的主要任务是通过控制盾构姿态,使构建的衬砌结构几何中心线线形顺滑,且位于偏离设 计中心线的容许误差范围内。 (一)掘进控制测量 (二)方向控制

掘进过程中,主要对盾构姿态以及拼装管片的位置进行控制。

盾构方向修正依靠调整盾构千斤顶使用数量和设定刀盘回转力矩进行。

十一、盾构法施工现场的设施布置

当盾构掘进采用泥水机械出土和用井点降水施工时,施工场地面应设相当规模的水泵房。

当采用气压法施工时,施工场地面应设置空压机房,以供给

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足够的压缩空气。

当采用泥水式盾构时、施工现场平面布置中还必须考虑泥浆处理系统及中央控制室设置。

当采用土压式盾构时还应设置地面出土和堆土设施。 十二、停止盾构掘进的要求

当遇到以下几种情况时,盾构掘进应该停止,并采取措施予以解决:

(1)盾构前方发生坍塌或遇有障碍; (2)盾构本体滚动角不小于3;

(3)盾构轴线偏离隧道轴线不小于50mm; (4)盾构推力比预计的大; (5)管片严重开裂或严重错台

(6)壁后注浆系统发生故障无法注浆 (7)盾构掘进扭矩发生异常波动

(8)动力系统、密封系统、控制系统等发生故障

2K313022 了解盾构机型的选择 —、盾构机的种类

按开挖面是否封闭划分,可分为密闭式和敞开式两类。 按平衡开挖面土压与水压的原理不同,密闭式盾构机又可分为土压式(常用泥土压式)和泥水

式两种。敞开式盾构机按开挖方式划分,可分为手掘式、半机械挖掘式和机械挖掘式三种。 见教材第67页分类图。 二、盾构机的选择 (一)选择原则

盾构机的选择原则主要有: (1)适用性原则 (2)技术先进性原则 (3)经济合理性原则

2K313030 喷锚暗挖法施工

2K313031 掌握喷锚暗挖法的掘进方式选择

“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测”是浅埋暗挖法施工的十八字方针。 (一)、全断面法

优点:减少开挖对围岩的扰动次数,有利于围岩天然承载拱的形成,工序简单,便于组织大型机械化 施工;施工速度快,防水处理简单。

缺点:对地质条件要求严格,围岩必须有足够的自稳能力。 (二)、台阶法

正台阶法能较早使支护闭合,有利于控制其结构变形及由此引起的地面沉降。 1、台阶法开挖优点

(1)灵活多变,适用性强。凡是软弱围岩、第四纪沉积地层,必须采用正台阶法,这是各种不同方 法中的基本方法。

(2)具有足够的作业空间和较快的施工速度。当地层无水、洞跨小于10m时,均可采用该方法。 (二)台阶法开挖注意事项

(1)台阶数不宜过多,台阶长度要适当,

(2)对岩石地层,针对破碎地段可配合挂网喷锚支护施工,以防止落石和崩塌。 三、正台阶环形开挖法

又称环形开挖留核心土法。环形开挖进尺为0.5~1.0m,不宜过长。

特点:开挖工作面稳定性好。施工安全性好。

优点:台阶长度可适度加长。施工机械化程度相对提高,施工速度可加快。

缺点:围岩经受多次扰动,断面分块多、全断面封闭的时间长。

这种方法适用于一般土质或易坍塌的软弱围岩中。 四、单侧壁导坑法

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。 五、双侧壁导坑法

双侧壁导坑法施工安全,但速度较慢,成本较高。 (六)中隔壁法和交叉中隔壁法

中隔壁法也称CD工法,主要适用于地层较差和不稳定岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。 (七)中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法

当地层条件差、断面特大时,一般采用中洞法、侧洞法、柱晌法及洞桩法等施工,其核心思想是变 大断面为中小断面,提高施工安全度。 二、喷锚加固支护的施工要点

喷锚暗挖施工必须配合开挖及时支护,保证施工安全。 1.初期支护采用喷锚支护。喷锚支护是喷射混凝土、锚杆、钢筋网喷射混凝土、钢拱架喷射混凝

土等结构组合起来的支护形式。在浅埋软岩地段、自稳性差的软弱破碎围岩、断层破碎带、砂土层

等不良地质条件下施工时,若围岩自稳时间短、不能保证安全地完成初次支护,为确保施工安全,

加快施工进度,应采用以下各种辅助技术进行加固处理,使开挖作业面围岩保持稳定。

(1)喷射混凝土封闭开挖工作面; (2)超前锚杆或超前小导管支护; (3)管棚超前支护; (4)设置临时仰拱;

(5)地表锚杆或地表注浆加固;

(6)小导管周边注浆或围岩深孔注浆; (7)冻结法固结地层; (8)降低地下水位法。

喷射混凝土封闭开挖面时,应采用早强混凝土,喷射厚度宜为50—100mm;超前锚杆是沿开挖轮廓

线,以一定的外插角,向开挖面前方安装锚杆,形成对前方围岩的预加固,超前锚杆、小导管支护

应满足下列要求:宜与钢拱架配合使用;长度宜为3.0~3.5m,并应大于循环进尺的2倍。

3、喷射混凝土应紧跟开挖工作面,应分段、分片、分层,由下而上顺序进行,当岩面有较大

凹洼时,应先填平。使用前应做凝结时间试验,要求初凝时

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间不应大于5min,终凝不应大于10min。

4.地面砂浆锚杆是一种地表预加固地层的措施,适用于浅埋、洞口地段和某些偏压地段的岩体松 软破碎处。地面锚杆按矩形或梅花形布置 5.冻结法。

冻结法的具有以下特点: (1)冻结加固的地层强度高; (2)封水效果好; (3)适应性强; (4)整体性好; 管直径一般为70—127mm,特殊情况下

也可采用300mm或600mm直径钢管。纵向两组管棚搭接的长度应大于3m。根据国内外经验,一般在下 列场合采用管棚超前支护: (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; (4)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,如大跨度地铁车站、重要文物保护区、河底、(5)无污染。

6。降低地下水位法。降水有洞内和地面降水两种方法。 1K413033 掌握衬砌及防水的施工要求 1.《地下工程防水技术规范》(GB50108)规定:地下工程防水的设计和施工应遵循“防、排、截、

堵相结合,刚柔相济,因地制宜,综合治理”的原则。 2.《地铁设计规范》(GB50157)规定:地下铁道隧道工程的防水设计,应根据工程地质、水文地质、

地震烈度、结构特点、施工方法和使用要求等因素进行,并应遵循“以防为主,刚柔结合,多道防 线,因地制宜,综合治理”的原则,

3.施工期间的防水措施主要是排和堵两类。

4.含水的松散破碎地层应采用降低地下水位的排水方案,不宜采用集中宣泄排水的方法。

5.衬砌背后排水及止水系统的施工应符合下列要求: 衬砌施工缝和沉降缝的止水带不得有割伤、破裂,固定应牢固,防止偏移,提高止水带部位 混凝土浇筑的质量。

2K313032 熟悉小导管注浆加固土体技术

1.小导管注浆是浅埋暗挖隧道超前支护的一种措施。在软弱、破碎地层中凿孔后易塌孔,且施作

超前锚杆比较困难或者结构断面较大时,应采取超前小导管支护。超前小导管支护必须配合钢拱架 使用。

2.小导管注浆支护。小导管是受力杆件,因此两排小导管在纵向应有一定搭接长度,钢管沿隧道 纵向的搭接长度一般不小于lm。

3,采用小导管加固时,为保证工作面稳定和掘进安全,应确保小导管安装位置正确和足够的有效 长度,严格控制好小导管的钻设角度。 4.小导管注浆宜采用水泥浆或水泥砂浆。

在砂卵石地层中宜采用渗入注浆法;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。 IK413035 熟悉管棚的施工要求

管棚超前支护加固地层主要适用于软弱、砂砾地层或软岩、岩堆、破碎带地段。

管棚是由钢管和钢拱架组成。沿着开挖轮廓线,以较小的外插角,向开挖面前方打入钢管或钢插板,

末端支架在钢拱架上,形成对开挖面前方围岩的预支护。钢

海底的地下工程施工等。

管棚一般选用焊接钢管或无缝钢管,人土端制作成尖靴状或楔形。

钢管打入后,应及时隔孔向钢管内及周围压注水泥浆或水泥砂浆。

2K413040 城市轨道交通工程

2K413041 熟悉城市轨道交通车站形式

城市轨道交通车站的基本形式与要求大致可归纳为以下几点:

1、城市轨道交通车站的站台形式可采用岛式、侧式和岛、侧混合的形式,通常地铁车站多采 用岛式。

5、车站的楼梯、检票口、出人口通道三者的通过能力应满足超高峰小时设计客流的需要,并应满

足在发生事故灾害时,能在6min内将一列车乘客、站台上候车人员及车站工作人员全部撤离站台。

应确保下车乘客到就近通道或楼梯口的最大距离不超过50m。

9、车站出入口的数量,应根据客运需要与疏散要求设置,浅埋车站不宜少于4个出入口。当分期修 建时,初期不得少于2个。

11、城市轨道交通车站结构形式分为矩形、圆形及马蹄形三大类。

1K413042 了解地铁区间隧道的特征 大致分为以下几种

(1)按区间隧道断面形状可以分为矩形、拱形、圆形和椭圆形等断面形式。

10.明挖隧道结构的防水优先采用防水混凝土 典型例题:

1、注浆施工中采用高压喷射注浆法的土类为( )(05年一建考点)

A 砂土 B 淤泥土 C 砂砾土 D 粘土 答案:B

解析:不同的土质空隙不同,所需注浆的压力也不同。 2、闭胸式局部气压盾构属于( )(06年一建考点) A 手掘式 B 半机械式 C 敞开式 D机械式 答案:D

解析:闭胸式盾构均为机械式开挖。

3、浅埋式地铁车站的出人口设置不宜少于( )个。(04年一建考题)

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A 5 B 3 C 2 D 4 答案:D

4.当地层条件差、断面特别大时,浅埋暗挖隧道施工不宜采用( )。(09考点)

A.中洞法 B.柱洞法 C.洞桩法 D.全断面法 答案:D

5、浅埋暗挖法施工时,如果处于砂砾地层,并穿越既有铁路,宜采用的辅助施工方法是()(09一级考点)

A 地面砂浆锚杆 B 小导管注浆 C 管棚超前支护 D 降低地下水位 答案:C

解析:管棚适用于软弱、砂砾地层或软岩、岩堆、破碎带地段。

6、通常地铁车站站台的形式多采用()(09一级考点) A 岛式 B 侧式 C 岛侧混合式 D 马蹄式 答案:A

7、软土地区城市地铁隧道施工时,应优先选择的盾构类型有()(09一级考点)

A 手掘式盾构 B 半机械挖掘式盾构 C 机械挖掘式盾构 D 土压盾构 E 泥水盾构 答案:D E

解析:软土地区城市隧道施工,优先选择密闭式。 AB C均为敞开式。 一、内容提要

1、掌握沉井施工技术要求 2、掌握现浇砼水池施工技术 3、掌握构筑物满水试验的规定 4、了解泵站工艺流程和构成

5、了解给水排水厂站工艺管线施工与设备安装 6、熟悉城市污水处理工艺流程 7、了解给水处理工艺流程 二、重点、难点

1、掌握沉井施工技术要求 2、掌握现浇砼水池施工技术 3、掌握构筑物满水试验的规定 三、内容讲解

2K314010 给水排水厂站施工 2K314011 掌握沉井施工技术要求

沉井优点:占地面积小,不需要板桩围护。挖土量小,对邻近建筑的影响比较小,操作简便,无须特 殊的专用设备。 一、沉井类型

(一)按横截面形状分类

1.圆形沉井。带底梁和无底梁两种形式。 2.矩形沉井 (1)单孔:

(2)单排孔。适合于平面尺寸大的重型建筑物基础。 (3)多排孔:适合于平面尺寸大而重的地下建筑物。 (二)按竖向剖面形状分类 1.柱形沉井

按截面形状,上、下井壁厚度是相同的,因此,适合于建筑物中建造深度不大的沉井。但下沉过程中 土壤与井间摩阻力较大。 2.阶梯形沉井:

外壁阶梯形沉井分为单阶梯和多阶梯两类。

外壁单阶梯沉并的优点是可以减少井壁与土体之间的摩阻力,并可向台阶以上形成的空间内输送触变

泥浆;其特点是:如果不压送触变泥浆,则在沉井下沉时,对四周土体的搅动要比柱形沉井大。 二、沉井构造

沉井一般由井壁(侧壁)、刃脚、凹槽、底梁等组成。 (一)井壁

主要靠井壁的自重来克服正面阻力和侧面阻力而下沉的。 井壁厚度一般为0.4~1.2m左右。井壁的竖向断面形状有上下等厚的直墙形井壁、阶梯井壁。 (二)刃脚

井壁最下端一般都做成刀刃状的“刃脚”,其主要功能是减少下沉阻力。 (三)底梁

在比较大型的沉井中,如果由于使用要求不能设置隔墙,可在沉井底部增设底梁,以便于构成框架

作用:增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。 (四)凹槽

主要作用是在沉井封底时,使封底底板与井壁更好连接,防止渗水。 三、沉井制作 (一)平整场地

要先将场地平整夯实,以免在灌筑沉井过程中和拆除支垫时,发生不均匀沉陷。若场地土质松软,应

加铺一层300~500mm厚的砂层,必要时,应挖去原有松软土层,然后铺以砂层。 (二)铺设垫木

2.垫木数量及安排

刃脚下应满铺垫木。一般常使用长短两种垫木相间布置,在刃脚的直线段应垂直铺设,圆弧部分应径 向铺设。

四、沉井下沉 (一)准备工作

当沉井混凝土强度达到设计要求,大型沉井达到100%、小型沉井达到70%时,方能进行拆除承垫木工

作,抽除刀脚下的垫木应分区、分组、依次、对称、同步进行。每抽出一根垫木后,立即用砂、卵石或砾 石将空隙填实。

抽出垫木时,开始阶段宜缓慢进行。抽垫至最后阶段时,应全力以赴,一鼓作气地尽快将剩余垫木全 部抽出。 (二)下沉方法

市政工程沉井下沉由于沉井深度较浅,一般采用三种方法:人工或风动工具挖土法、抓斗挖土法、水 枪冲土法。

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