苏州轻轨2号线天筑路地铁车站设计与施工组织设计开题报告
2020-04-15 14:47:29
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
关于地铁车站设计的文献综述
一、毕业设计题目来源
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
三、目前国内外修建地铁车站的施工方法有明挖法、新奥法、盾构法和这三种方法的组合及变化形式。
1)明挖法与盖挖法
(1)明挖法
明挖法是各国地下铁道施工的首选方法,在地面交通和环境允许的地方通常采用明挖法施工,明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量和工程造价低等优点,但因对城市生活干扰大,应用受到各种因素的限制,尤其是当地面交通和环境不允许时,只能采用盖挖法或新奥法。明挖法适用于浅埋车站,有宽阔的施工场地,可修建的空间比较大,如带有换乘站、地下商场、休息和娱乐场所及停车库等的地下综合体车站,如上海地铁徐家汇站。
明挖法施工主要分为围护结构施工、站内土方开挖、车站主体结构施作和回填上覆土和恢复管线四个部分。根据不同的地质条件和车站结构的大小以及基坑深度,明挖法的围护结构可采用地下连续墙、锚杆、钻孔桩加旋喷桩止水、smw水泥土加型钢等。采用地下连续做围护结构的明挖法修建地铁车站的施工流程为:地下连续墙围护结构施工-内井点降水或基坑底土体加固-开挖上层土体设置上层钢支撑-开挖中间层土体-设置中间层钢支撑-最后开挖底层土体-浇筑底板混凝土结构-拆除中间层支撑-浇筑车站混凝土结构-拆除顶层支撑-浇筑车站顶板混凝土结构-回填土体等。
(2)盖挖法
盖挖法是利用围护结构和支撑体系,在较繁忙交通路段利用结构顶板或临时结构设施维持路面交通,在其下进行车站施工工法。按结构施工的顺序分盖挖逆作法和盖挖顺作法两种。盖挖逆作法一般都是对交通作短暂封锁一年左右,将结构顶板施工结束,恢复道路交通,利用竖井作出人口进行内部暗挖逆筑。盖挖顺作法一般是利用临时性设施(如钢结构)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。盖挖法也成为修建车站的主要方法,在世界上盖挖法修建车站占有很大比例,采用这种方法,在北京、上海、南京、广州等修建了近10余座地铁车站。盖挖逆作法具有占用场地时间短,对地面干扰小和施工安全等优点;适用于车站上面有高层建筑、埋深较大的地铁车站,如上海地铁新闸门路站;缺点是施工工序复杂、交叉作业和施工条件差等。盖挖顺作法同样具有盖挖逆作法的优缺点,只是适用于市区浅埋地铁车站。
采用盖挖法的基本施工流程为:施作车站内临时支承桩-施工地下连续墙围护结构-注浆加固地下连续墙墙趾-加固地基与基坑底土体-第一层钢支撑抽槽设置-开挖第一层土体-安装第二层钢支撑-车站顶板立模、梆扎钢筋和浇筑混凝土-顶板覆土、埋管和路面浇筑-暗挖第二层土体-第二层钢支撑下移至第三层安装、第四层钢支撑安装-中楼板立模、扎钢筋和混凝土浇筑-分小段暗挖第三层土体-第四层钢支撑逐根移至-第五层安装-底板混凝土浇筑。
2)2)暗挖法
(1)新奥法
新奥法(natm,为new austrian tunnelling method的缩写)为也是通常所说的矿山法,新奥法是当代隧道施工设计应用最广泛的方法。其施工思路是在监控量测的基础上,及时更改喷射混凝土的厚度,锚杆、钢支持和钢丝网的参数以及二次衬砌等支护措施,来保持开挖洞室的稳定,从而保证施工的安全,当地面交通和环境不允许时,世界上各国常采用这种施工方法,如日本采用新奥法修建的东叶高速线北习志野站,为三拱两柱单层式结构。其优点是对地面的影响小、造价低,适用于坚硬岩土介质、底下水位底,但是进度慢、劳动强度大和风险也大。
新奥法施工对大断面的开挖有侧壁导坑、台阶和crd等,其施工流程为:放线-钻孔、装药和放炮-通风除尘后出渣-打锚杆、钢拱架支撑和挂钢筋网-施作喷射混凝土初期支护-最后修建模筑混凝土二次衬砌。用到的辅助工法有降水、大小导管、注浆和采取必要的监控量测措施。
(2)浅埋暗挖法
浅埋暗挖法是按照”新奥法”原理进行设计和施工,以加固、处理软弱地层为前提,采用足够刚性的复合衬砌(由初期支护和二次衬砌及中间防水层所组成)为基本支护结构的一种用于软土地层近地表隧道的暗挖施工方法,它以施工监测为手段,指导设计与施工,保证施工安全,控制地表沉降。浅埋暗挖法的施工原则是:管超前、严注浆、短开挖、强支护、快封闭、勤量测,与明挖法相比,浅埋暗挖法的最大优点是避免了大量拆迁、改建工作,减少了对周围环境的粉尘污染和噪声影响,对城市交通的干扰小。盾构法虽然也具有上述同样优点,但盾构法不能适应隧道断面变化,而且当盾构开挖的隧道不是足够长时,盾构法的经济性不明显。选用浅埋暗挖法应考虑的基本适用条件有:不允许带水作业和要求开挖面具有一定的自立性和稳定性,而且是浅埋地铁车站。缺点是地下作业风险大、机械化程度低。浅埋暗挖法对土体的加固和对水的处理方法有冻结法、注浆、深层搅拌和管棚等。对于断面较大的隧道,考虑分部开挖、分部支护和封闭成环的需要,选择中隔壁法(cd)法、交叉隔壁法(crd)和侧壁导坑法(眼镜法)等。浅埋暗挖法常用的初期支护形式是钢筋格栅、钢筋网和喷混凝土。地表位移、拱顶下沉、隧道周边收敛等量测项目常被选为监控量测的必测项目,而土压力、土体位移、支护应力等可作为选测项目。
(3)暗挖与盖挖相结合的施工方法
暗挖与盖挖相结合的施工方法是一种新技术,是我国在使用暗挖法和盖挖法施工的基础上,经过研究总结而提出的具有盖挖法和暗挖法各自优点的一种新的施工方法。其关键是将地铁车站视为由桩、梁和拱组成的地下结构,如北京天安门西站。天安门西站的具体施工流程为:导洞开挖、支护-桩孔、柱孔开挖及护壁-条形基础施作-桩、柱吊装及灌注混凝土-桩、柱顶梁施作-三跨顶拱初期支护施作-花边墙施作-三跨顶拱二次衬砌施作-站厅层施作-站台层施作-站台板施作-建筑装修及设备安装。
(4)暗挖新技术
暗挖法也有了新的进展,主要有预制块法、预切槽法和气压法,预制块法是把盾构管片的安装技术和暗挖技术融合在一起的一项新技术,先做两侧导洞及侧墙,然后注浆开挖并放置钢拱架、喷射混凝土、安装预制块、在背后注浆,跨度已达18m以上,该技术在法国已大量应用。预切糟法是按照结构尺寸制造一个台架,装有特制链条锯沿拱圈方向把地层切成一个高10-35cm、深4-5m的糟缝,然后放置钢筋网并喷射混凝土,形成钢筋混凝土拱,在其保护下开挖施工,效果很好,在法国、意大利等国家已开始应用。气压暗挖法是采用气压条件下的新奥法施工,因采用气压较低,一般对人体健康没有影响。压缩空气不仅可排除隧道中的地下水,还可减少地面沉降,防止地面结构损坏,减少加压隧道一次衬砌的荷载,对开挖面有支护作用,降低成本,对降低施工中的粉尘有显著作用,这种办法已在奥地利、德国、英国、日本等国家应用。
3)盾构综合法修建地铁车站
国外已经采用了配合盾构法修建地铁车站的施工方法,这种施工方法可一次采用盾构法将区间隧道和过站隧道贯通,再在盾构隧道的基础上扩挖而形成地铁车站;或直接利用大直径盾构机或连体盾构机修建地铁车站。配合盾构法修建地铁车站的优点是可充分有效地利用盾构设备,达到进一步提高地铁工程的建设质量、缩短建设周期,从总体上较大幅度地降低工程造价的目的。从而使得盾构法在城市地铁工程中得到了大规模的采用;同时不影响地面交通和中断地下生命线(上下水道、电线和电话线管道以及天然气管道等等),且施工安全、机械化程度高。这种施工方法适用于市区深埋车站和线路交汇处换乘下层站等。但是,其施工所使用的机械复杂,安装操作难度大,国外盾构综合法修建地铁车站有以下五种形式。
(1)扩挖区间盾构隧道修建
此方法直接在两条单线区间盾构隧道的基础上,扩挖形成车站。得到实际应用的有两种方法:一种是托梁法,一种是半盾构法。此大类方法已有较多工程实例,但多用于单层岛式站台,且单线区间盾构隧道的建筑界限还应满足车站的使用要求。
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