地铁车站施工方法工艺与适用条件-二建市政实务考点

地铁车站施工方法（工艺）与适用条件-二建市政实务考点

考点：地铁车站施工方法（工艺）与适用条件

（一）明挖法施工

（1）明挖法是指在地铁施工时挖开地面，由上向下开挖土石方至设计标高后，自基底由下向上进行结构施工，当完成地下主体结构后回填基坑及恢复地面的施工方法。盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工的一种方法。

（2）在地面建筑物少、拆迁少、地表干扰小的地区修建浅埋地下工程通常采用明挖法。明挖法按开挖方式分为放坡明挖和不放坡明挖两种。放坡明挖法主要适用于埋深较浅、地下水位较低的城郊地段，边坡通常进行坡面防护、锚喷支护或土钉墙支护；不放坡明挖是指在围护结构内开挖，主要适用于场地狭窄及地下水丰富的软弱围岩地区。围护结构形式主要有地下连续墙、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、钻孔咬合桩、SMW工法、工字钢桩和钢板桩等。

（3）明挖法是修建地铁车站的常用施工方法，具有施工作业面多、速度快、工期短、易增加工程质量、工程造价低等优点。因此，在地面交通和环境条件允许的地方，应尽可能采用明挖法。

（4）围护结构及其支撑体系关系到明挖法实施的成败。常见的基坑内支撑结构形式有：现浇混凝土支撑、钢管支撑和H形钢支撑等。根据支撑方向的不同，可将支撑分为对撑、角撑和斜撑等，在特殊情况下，也有设置成环形梁的。当内支撑跨度较大时，需在坑内设临时立柱，当临时立柱构造和位置恰当时，以后可将其变为结构的立柱。

（5）明挖法施工工序如下：围护结构施工→降水（或基坑底土体加固）→*一层开挖→设置*一层支撑→…→第n层开挖→设置第n层支撑→较底层开挖→底板混凝土浇筑→自下而上逐步拆支撑（局部支撑可能保留在结构完成后拆除）→随支撑拆除逐步完成结构侧墙和中板→顶板混凝土浇筑。明挖法车站施工工序如图2K313011-1所示。

（二）盖挖法施工

（2）盖挖法具有诸多优点：

1）围护结构变形小，能够有效控制周围土体的变形和地表沉降，有利于保护邻近建筑物和构筑物。

2）施工受外界气候影响小，基坑底部土体稳定，隆起小，施工安全。

3）盖挖逆作法用于城市街区施工时，可尽快恢复路面，对道路交通影响较小。

【口诀：盖挖优点：2个小，变形和隆起小】

盖挖法也存在一些缺点：

1）盖挖法施工时，混凝土结构的水平施工缝的处理较为困难。

2）盖挖逆作法施工时，暗挖施工难度大、费用高。

3）由于竖向出口少，需水平运输，后期开挖土方不方便。

4）作业空间小，施工速度较明挖法慢、工期长。

【口诀：盖挖缺点：缝、难、贵】

盖挖法每次分部开挖与浇筑或衬砌的深度，应综合考虑基坑稳定、环境保护、结构形式和混凝土浇筑作业等因素来确定。

（3）盖挖法可分为盖挖顺作法及盖挖逆作法。目前，城市中施工采用较多的是盖挖逆作法。

1）盖挖顺作法

盖挖顺作法是在棚盖结构施做后开挖到基坑底，再从下至上施作底板、边墙，较后完成顶板，故称为盖挖顺作法。临时路面一般由型钢纵、横梁和路面板组成，其具体施工流程见下图。由于主体结构是顺作，施工方便，质量易于增加，故顺作法仍然是盖挖法中的常用方法。

盖挖顺作法的围护结构，根据现场条件、地下水位高低、开挖深度以及周围建筑物的邻近程度可选择钢筋混凝土钻（挖）孔灌注桩或地下连续墙，对于饱和的软弱地层应以刚度大、变形小、止水性能好的地下连续墙为选方案。目前，盖挖顺作法中的围护结构常用来作为主体结构边墙体的一部分或全部。

在地铁车站施工中，盖挖顺作工法一般是利用临时性设施（较常用的是钢结构）作辅助措施维持道路通行，在夜间将道路封锁，掀开盖板进行基坑土方开挖或结构施工。

由上述可知，盖挖顺作法与明挖顺作法在施工顺序上和技术难度上差别不大，仅挖土和出土工作因受盖板的限制，无法使用大型机械，需采用特殊的小型、gao效机具。

2）盖挖逆作法

盖挖逆作法施工时，先施作车站周边围护桩和结构主体桩柱，然后将结构盖板置于围护桩（墙）、柱（钢管柱或混凝土柱）上，自上而下完成土方开挖和边墙、中板及底板衬砌的施工，盖挖逆作法的具体施工流程见下图。盖挖逆作法是在明挖内支撑基坑基础上发展起来的，施工过程中不需设置临时支撑，而是借助结构顶板、中板自身的水平刚度和抗压强度实现对基坑围护桩（墙）的支护作用。

采用逆作法施工时要注意混凝土施工缝的处理问题，由于它是在上部混凝土达到设计强度后再接着往下浇筑的，而混凝土的收缩及析水，施工缝处不可避免地要出现缝隙，这将对结构的强度、耐久性和防水性产生不良影响。

针对混凝土施工缝存在的上述问题，可采用直接法、注入法或充填法处理。其中直接法是传统的施工方法，不易做到完全紧密接触；注入法是通过预先设置的注入孔向缝隙内注入水泥浆或环氧树脂；充填法是在下部混凝土浇筑到适当高度，清除浮浆后再用无收缩或微膨胀的混凝土或砂浆充填，充填的高度，用混凝土充填为1.0m；用砂浆充填为0.3m。为增加施工缝的良好充填，一般设置“V”形施工缝，其倾角以小于30°为宜。试验证明注入法和充填法能增加结构的整体性。

（三）喷锚暗挖法

喷锚暗挖法对地层的适应性较广，适用于结构埋置较浅，地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，以及对地面沉降要求严格的城镇地区地下构筑物施工。喷锚暗挖法施工遵循“新奥法”原理，而浅埋暗挖法是在新奥法基础上发展起来的。

1.新奥法【口诀：新奥法：柔度、自承能力】

“新奥法”是应用岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基础，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导施工的工法。支护在与围岩共同变形中承受的是形变应力。因此，要求初期支护有一定柔度，以利用和充分发挥围岩的自承能力，而从减少地表沉陷的城市要求角度出发，还要求初期支护有一定刚度。

2.浅埋暗挖法

在城镇软弱围岩地层中，在浅埋条件下修建地下工程，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，遵循“新奥法”大部分原理，按照“十八字”方针（即管同步、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测）进行隧道的设计和施工，称之为浅埋暗挖技术。

【口诀：浅埋：前严短强快测（前沿短枪，快测）】

浅埋暗挖法施工步骤是：先将小导管或管棚打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固，再进行短进尺开挖，在土层或不稳定岩体中每循环在0.5～1.0m，施做初期支护，随后施做防水层，较后完成二次衬砌。当然，浅埋暗挖法的施工需利用监控测量获得的信息进行指导，这对施工安全与质量都是非常重要的。

采用浅埋暗挖法时要注意其适用条件。首先，浅埋暗挖法不允许带水作业。如果含水地层达不到疏干，带水作业是非常危险的，开挖面的稳定性时刻受到威胁，甚至发生塌方。大范围的淤泥质软土、粉细砂地层，降水有困难或经济上选择此工法不合算的地层，不宜采用此法。其次，采用浅埋暗挖法要求开挖面具有一定的自立性和稳定性。我国规范对土壤的自立性从定性上提出了要求：工作面土体的自立时间，应足以进行必要的初期支护作业。对开挖面前方地层的预加固和预处理，视为浅埋暗挖法的必要前提，目的就在于加强开挖面的稳定性，增加施工的安全性。

【口诀：浅埋的适用条件：不带水、预处理】

常用的单跨隧道浅埋暗挖方法选择（根据开挖断面大小）见图2K313011-4。