一建轨道交通工程结构与材料讲义DOC.doc

轨道交通工程结构与材料地铁车站结构与施工方法一、地铁车站形式与结构组成（二）构造组成地铁车站通常由车站主体、出入口及通道、通风道及地面通风亭等三大部分组成。二、施工方法（工艺）与选择条件（三）喷锚暗挖法1.新奥法新奥法充分利用围岩的自承能力，浅埋暗挖法基本上不考虑围岩的自承能力，这是两者的主要区别。2.浅埋暗挖法。 浅埋暗挖法以改造地质条件为前提，以控制地表沉降为重点，按照“十八字”原则（即管超前、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。三、不同方法施工的地铁车站结构（一）明挖法施工车站结构主要采用矩形框架结构或拱形结构。1.矩形框架结构（1）顶板和楼板（2）底板 几乎都采用以纵梁和侧墙为支承的梁式板结构，埋置于无地下水的岩石地层中的明挖车站，可不设受力底板。（3）侧墙 灌注桩与内衬墙组成的桩墙结构；另一类是地下连续墙或地下连续墙与内衬墙组成的板墙结构。当挖深超过10m时，多采用地下连续墙。（4）立柱 一般采用钢筋混凝土结构。当车站与地面建筑合建或柱的设计荷载很大时，可采用钢管混凝土柱、劲性钢筋高强凝土柱。2.拱形结构墙脚与底板之间采用铰接。挡墙抵抗推力。 （二）盖挖法施工车站结构 （三）喷锚暗挖（矿山）法施工车站结构地铁区间隧道结构与施工方法一、不同方法施工地铁区间隧道二、施工方法比较与选择 轻轨交通高架桥梁结构与施工要点一、高架桥结构与特点（一）高架桥结构与运行特点 快； 无缝线路无砟轨道； 应考虑防止列车倾覆的安全措施及在必要地段设置防噪屏障，还应设有防水、排水措施； 景观要求； 降振消噪。 （二）高架桥的基本结构1.高架桥基础和墩台 地质情况良好优选扩大基础。软土地基条件下，高架桥基础宜采用桩基础。高架桥桥墩包括（1）倒梯形桥墩、（2）双柱式桥墩、（2）T形桥墩、（4）Y形桥墩。2.高架桥的上部结构 二、高架桥施工要点（一）桥墩高架桥墩混凝土现浇施工应采用专门设计加工的钢模板。（二）上部结构1.高架桥上部结构宜用预制结构，对于跨度22m以内的桥跨，可采用梁宽1. 5m的先张法空心板梁。2.预拱度加以控制可以在很大程度上减轻混凝土收缩徐变影响。3.采用钢-混凝土组合梁结构，可减少现场施工时间和难度。4.两侧挡板常用定型设计，应考虑与主体结构连接牢固性和预留声屏障的安装施工，人行道板的边缘设置栏杆。城市轨道交通的轨道结构组成 轨道（通称为线上）结构是由钢轨、轨枕、连接件、道床、道岔和其他附属设备等组成的构筑物。一、轨道组成轨道结构特点（1）为控制噪声，除了车辆结构采取减振措施，必要时修筑声屏障外，轨道也应采用减振轨道结构。（2）轨道交通行车密度大，运营时间长，留给轨道维修作业的时间很短，因而一般采用较强的轨道部件和无碴道床等少维修轨道结构。（3）电力牵引，走行轨作为供电回路。为减小因漏泄电流而造成周围金属设施的腐蚀，要求钢轨与轨下基础有较高的绝缘性能。（4）城市内曲线半径不大，正线半径小于400m的曲线地段，应采用全长淬火钢轨或耐磨钢轨。钢轨铺设前应进行预弯，运营时钢轨应进行涂油以减少磨耗。 二、轨道形式与选择（一）轨道形式及扣件、轨枕正线及辅线钢轨宜用60kg/m钢轨，50kg/m钢轨也可。车场线宜采用50kg/m钢轨。（二）道床与轨枕隧道内、桥梁及地面车站地段用整体道床；地面线采用碎石道床； （三）减振结构1.一般减振轨道结构可采用无缝线路、弹性分开式扣件和整体道床或碎石道床。2.线路中心距离住宅区、宾馆、机关等建筑物小于20m及穿越地段，宜采用较高减振轨道结构，即在一般减振轨道结构的基础上，采用轨道减振器扣件或弹性短枕式整体道床或其他较高减振轨道结构形式。 3.线路中心距离医院、学校、音乐厅、精密仪器厂、文物保护和高级宾馆等建筑物小于20m及穿越地段，宜采用特殊减振轨道结构，即在一般减振轨道结构的基础上，采用浮置板整体道床或其他特殊减振轨道结构形式。明挖基坑施工深基坑支护结构与变形控制 深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构，支撑结构是为了减小围护结构的变形，控制墙体的弯矩，分为内撑和外锚两种。一、围护结构（一）基坑围护结构体系基坑围护结构体系包括板（桩）墙、围檩（冠梁）及其他附属构件。土水压力板墙围檩（冠梁、腰梁）支撑结构。 （二）深基坑围护结构类型 二、支撑结构类型（一）支撑结构体系（二）支撑体系布置1.因地制宜。2.受力明确，充分协调发挥各杆件的力学性能，稳定可靠，经济合理，满足变形控制要求。3.最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工。三、基坑的变形控制（一）基坑变形特征1.开挖卸荷造成围护结构水平位移和坑底土体隆起，是基坑周围地层移动主要原因。2.围护结构水平变形刚、柔不同；3.围护结构竖向变位由于开挖土体自重应力释放，致使围护结构产生竖向变位：上移或沉降。 围护结构底下有沉渣也会导致下沉。 下方有顶管和盾构穿越，围护结构突然沉降。 4.基坑底部的隆起 开挖卸载，基坑底出现隆起是必然的，但过大的坑底隆起往往是基坑险情的征兆。过大坑底隆起原因：基坑底不透水土层自重不能承受承压水头压力而产生突然性的隆起；围护结构插入坑底土层深度不足而产生坑内土体隆起破坏。 后果：坑底隆起会造成立柱隆起，进一步造成支撑向上弯曲，引起支撑体系失稳。因此，基坑底土体的过大隆起是施工时应该尽量避免的。 通过监测立柱变形来反映基坑底土体隆起情况。 5.地表沉降围护结构的水平变形及坑底土体隆起会造成地表沉降，引起基坑周边建（构）筑物变形。 （二）基坑变形控制1.当基坑邻近建（构）筑物时，必须控制基坑的变形以保证邻近建（构）筑物的安全。2.控制基坑变形的主要方法有：（1）增加围护结构和支撑的刚度；（2）增加围护结构的入土深度；（3）加固基坑内被动区土体。加固方法有抽条加固、裙边加固及二者相结合的形式；（4）减小每次开挖围护结构处土体的尺寸和开挖支撑时间，这一点在软土地区施工时尤其有效；（5）通过降水井布置来控制降水对环境变形的影响。（三）坑底稳定控制保证深基坑坑底稳定的方法：（1）增加围护结构入土深度；（2）坑底土体加固；（3）坑内井点降水等措施；（4）适时施作底板结构；（5）在围护结构外施做隔水帷幕。 基槽土方开挖及护坡技术一、基（槽）坑土方开挖（一）基本规定1.做好排水、截水及降水措施。2.软土基坑必须分层、分块、均衡开挖，分块开挖后必须及时施工支撑。3.基坑开挖过程中，必须采取措施防止碰撞支护结构、格构柱、降水井点或扰动基底原状土。（二）发生下列异常情况，应立即停止挖土，查清原因和及时采取措施后，方能继续挖土：1.围护结构变形加剧、异常声响、出现渗漏；2.支撑轴力突增；3.坑底明显异常；4.边坡失稳征兆。二、护坡技术（一）基坑边（放）坡1.基坑边坡稳定影响因素边坡坡度是直接影响基坑稳定的重要因素。其次，施工不当也会造成边坡失稳，主要表现为：原因 表现: 2.基坑放坡要求一级放坡和分级放坡两种形式。放坡应以控制分级坡高和坡度为主，必要时辅以局部支护结构和保护措施。采取适当的截水、排水、降水措施。 分级放坡时，设置过渡平台，下级坡缓于上级坡。过渡平台的宽度：对于岩石边坡应大于0.5m，对于土质边坡应大于1.0m。 （二）长基坑开挖与过程放坡 长条形基坑通常考虑纵向放坡，目的一是保证开挖，安全防止滑坡；二是保证出土运输方便。 上海等地软土区曾多次发生放坡开挖的工程事故，分析原因大都是由于坡度过陡、雨期施工、排水不畅、坡脚扰动等引起。（2013年真题） 三、边坡保护 （一）基坑边坡稳定措施1.合理设置边坡，不同土层处做成折线形边坡或留置台阶。2.做好截、排、降水和防洪工作，保持干燥。3.放坡受限而采用围护结构又不经济时，可用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥砂浆护面等措施。 4.严格堆载禁止在基坑边坡坡顶12m范围堆放材料、土方和其他重物以及停置或行驶较大的施工机械。5.基坑开挖过程中，随挖随刷边坡，不得挖反坡。6.暴露时间较长的基坑，应采取护坡措施。 （二）护坡措施1.不得超挖及堆载不得在坡顶随意堆放土方、材料和设备。当边坡有失稳迹象时，应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。 2.放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的保护措施：（1）叠放砂包或土袋；（2）水泥抹面；（3）挂网喷浆或混凝土。（4）其他措施：包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。 地基加固处理方法一、地基加固处理作用与方法选择（一）地基加固处理作用1.提高地基的承载能力。2.提高土体的强度和侧向抗力。（二）方法选择二、常用方法与技术要点（一）注浆法1.注浆法浆液替代土体中的水分和空气，将松散土粒胶结成整体。填充、渗透和挤密。2. 水泥浆适用于岩土加固，是常用的浆液。 3.注浆法可分为渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆和电动化学注浆四类。4.注浆法可以采用两种溶液（如水泥浆和水玻璃）混合的方式控制浆液凝胶时间。(1)一种溶液一个系统方式（一形），适用于凝胶时间较长的情况。(2)两种溶液一个系统方式（Y形），适用于凝胶时间较短的情况。(3)两种溶液两个系统方式（V形），适用于凝胶时间是瞬间的情况。也有采用在注浆A溶液后，继续灌注B溶液的方法。（二）水泥土搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基，分为浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。通过强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土。二沉二升，上升喷浆。最大限度利用原土；无振动、噪声、污染；加固形式灵活；无钢筋，造价低。 目前，浆液搅拌机械在国内常用的有单轴、双轴、三轴及多轴搅拌机，粉体搅拌机目前仅有单轴搅拌机一种机型。 （三）高压喷射注浆法1.压力大，喷射流的能量大、速度快。2.高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于湿陷性黄土地基，也应预先进行现场试验。3.旋喷（圆柱状）、定喷（壁状）和摆喷（扇状）。 4.施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定，并在施工中严格加以控制。5.钻机就位钻孔置入注浆管高压喷射注浆拔出注浆管。工程降水方法一、降水方法选择基本要求1.在软土地区3m，一般用井点降水；3m，可用集水明排。2.当基坑底为隔水层且层底作用有承压水时，应进行坑底突涌验算，必要时可采取水平封底隔渗或钻孔减压措施，保证坑底土层稳定。3.当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。 二、常见降水方法（一）集水明排1.两侧或四周设排水明沟，四角或每隔3040m设集水井。2.排水明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外，沟边缘离开边坡坡脚应不小于0.3m。排水明沟深0.30.4m，集水井底面应比沟底面低0.5m以上。3.抽水保持基坑坑壁坑底干燥。（二）井点降水1.井点降水包括真空（轻型）井点、喷射井点或管井。轻型井点只适用于潜水，喷射井点和管井适用于潜水和承压水。井点降水方法的选用 表1K413024 2.基坑宽度6m且降水深度6m时，可采用单排井点，布置在地下水上游一侧；宽度6m或土质不良，渗透系数较大时，宜采用双排井点，布置在基坑（槽）的两侧；面积较大宜采用环形井点。挖