十一种常见的城市地下空间建设方式?
1 NATM
设计依据:岩石承载理论(1950)
稳定围岩本身具有承载和自稳能力;不稳定围岩的失稳是一个时间过程;
如果在此期间提供必要的支撑和限制,围岩仍然可以恢复到稳定状态。
注重过程和控制,强调充分利用岩体的自承能力。
技术要点:喷锚(网)支护、柔性支护和永久衬砌构成复合衬砌和监控量测。
设计理论-施工方法-支护结构状态更符合实际情况。
2钻爆法
设计基础:松弛载荷理论(1920)
稳定围岩具有自稳能力;
不稳定的围岩会坍塌,需要支护结构来支撑;
{支撑荷载}〓{在一定范围内可能因松弛而坍塌的岩体重量}
关注结果和治疗方法
技术要素:刚性支撑(钢木构件支撑)一般需要更换为整体厚衬砌(永久支撑)。
按围岩最不利组合荷载设计临时支护和永久衬砌是不符合实际工作状态的。
3全断面掘进机法
设备:全断面隧道掘进机(TBM)
原理:电机带动主轴旋转→刀盘压在岩壁上→刀盘上的盘形滚刀破碎岩石→巷道全断面一次成型。
优点:月进尺为钻爆法的1.5 ~ 2.0倍,超挖小于5%,大大节约衬砌费用,施工安全性和岩石适应性好。
适用对象:坚硬岩石中的长隧道(特别适用于岩石破碎、山区缺氧、严寒等气候条件恶劣地区的隧道开挖)。
4盾构法
设备:盾构机的主体是可移动的高强度钢外壳(盾壳)。
盾构机是在软土、软岩、破碎含水层中进行隧道施工的专用设备。在建造永久衬砌之前,盾构壳体支撑地层而没有临时支撑。
盾构机是根据隧道和地基条件设计、制造或改装的。
建筑断面:多为圆形,也有长方形、马蹄形、半圆形和不规则形。
适用对象:城市地铁、水下隧道、水工隧道等。
5沉管法
施工方法:预制钢筋混凝土管段→浮运至预挖水下基槽的隧道现场→管段定位、灌水压载下沉至设计位置→与相邻管段水下连接→地基处理→回填覆土→隧道内铺设。
适用对象:水下隧道。对基础要求低,特别适用于软基、河床或海床等水深较浅的工程场地,便于清淤设备挖基槽。
常见剖面样式:圆形和矩形。
6切割和覆盖
施工方法:自上而下开挖土方至设计标高→自下而上做隧道主体工程→回填基坑或恢复地面。
关键工序:降低地下水位、土方开挖、边坡支护、结构施工、防水工程等。
7盖挖法
施工方法:先用地下连续墙和钻孔桩作为围护结构和中间桩,再施工钢筋混凝土盖板,在盖板、挡墙和中间桩的保护下进行土方开挖和结构施工。
逆作法:土方开挖和结构施工自上而下进行。
顺法:土方开挖全部完成后,自下而上进行结构施工。
8浅埋开挖法
在浅埋段修建隧道时,由于周围环境的原因,有时需要采用暗挖法,称为浅埋暗挖法。根据NATM理论,在开挖过程中采取各种辅助施工措施加固围岩。开挖后立即支护封闭成环,与围岩形成联合支护体系,有效抑制围岩过度变形。
施工精髓:“引管、严灌、短挖、强支、快封、勤测”的十八字方针。
9地下连续墙法
施工方法:
利用专用挖沟设备,沿拟建地下结构或高层建筑的基坑边界,在泥浆护壁的条件下,从地表开挖出设计长度和深度的沟槽;然后将钢筋笼吊入其中,用导管法向灌满泥浆的槽内灌注混凝土;混凝土从底部向上浇筑,取代泥浆,在地下形成钢筋混凝土墙段;各单元墙段之间用特殊的接头连接起来,形成一个完整的地下连续墙。
适用对象:
高层建筑深大基坑、大型地下商场及停车场、地铁站、地下泵站、变电站、油库等特殊地下构筑物。
地下连续墙法施工的基坑长度达到几百米,开挖深度达到30多米,深度超过50米。
10顶管法
施工方法
采用非开挖衬砌施工方法,通过液压缸将预制管段推入由刀盘或掘进机形成的钻孔中。
适用对象
穿越公路、铁路、建筑物、河流,以及在闹市区、古迹保护区、农田和环境保护区等处的地下工程施工。
11冷冻法
冻结是一种土层人工冻结技术,直接在冻结管内蒸发吸收热带地层的热量,从而实现土层的快速冻结。
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