地铁施工技术（下篇共上中下3篇）296

第19单元盾构管片背后注浆能力（技能）目标知识目标具有管片背后回填注浆、管片接缝防水施工作业的能力。1.熟悉管片背后注浆的材料；2.掌握管片背后注浆的工艺流程；3.熟悉管片防水的材料；4.掌握管片接缝防水的措施。一、盾构注浆的目的二、注浆系统的分类三、浆液的选择四、注浆设备五、注浆管理六、注浆施工中常见问题及对策盾构管片背后注浆一、盾构注浆的目的１、减小地层损失所发生的变形盾尾脱离管片后，土体与管片存在着间隙，此时浆液迅速及时填充空隙，可立即弥补土层损失，从而减少地表的变形。２、提高隧道抗渗性能盾尾注浆液凝固后，一般有一定抗渗性能，可作为隧道的第一道止水防线，从而提高隧道抗渗性能。

３、确保管片衬砌的早期稳定

具备一定早期强度的浆液及时填充盾尾间隙，可以确保管片衬砌的早期和后期稳定。盾构隧道是一种管片衬砌与围岩共同作用的结构稳定的构造物，管片背面空隙均匀、密实地注入、充填是确保土压力均匀作用的前提条件。

4、通过超前注浆预防地层变形。对于前方地质软弱或异常（如溶洞、土洞等情况），采用超前注浆等方式预先加固起到预防地层变形效果。也为开仓检查创造条件。

5、通过二次注浆起到以下作用：（1）纠偏、进一步加固或抗渗漏效果。（2）堵截盾构机后方的水源，减少喷涌发生的机会。（3）保证盾构机进出站安全。二、盾尾注浆系统分类

1、根据盾尾注浆与盾构掘进的关系，从时效性上可将盾尾注浆分为三大类：（1）同步注浆：超挖间隙形成的同时，立即注浆，使浆液即时填充超挖间隙的方式。（2）及时注浆：掘进了一环或数环后，盾尾已存在大量间隙空间，才对超挖间隙进行注浆的方式。这种注浆方式由于不能迅速对超挖间隙进行填充，增大了对土的扰动性，不利于地面沉降控制，而且由于早期管片脱出盾尾后处于悬空状态，受力状态较差，容易发生错台。因此，仅在地质情况良好、对地表沉降要求较低时才能使用。（3）二次注浆：一次注浆效果不理想时，需要通过二次注浆对前期注浆进行补充。一般在隧道发生偏移、地表沉降异常及一些特殊地段使用。2、根据盾尾注浆的位置不同，可将盾尾注浆方式分为两类：（1）通过安装在盾构机盾尾上的注浆管注浆：这种注浆方式大多采用同步注浆，注浆管的埋设形式，从数量上有两种。日本盾构机在软土地层的注浆管布置（凸出式）海瑞克盾构机的注浆管布置（内嵌式）从注浆管与盾壳的关系上，分为两种可实施双液注浆的同步注浆系统同步注浆装置后体冲洗管开关千斤顶冲洗水注浆材料清扫孔活塞注浆时开注浆材料后体同步注浆系统动作说明图冲洗时关冲洗水B)同步注浆系统A液箱B液箱水箱阀单位同步注浆装置

只能实施单液注浆的同步注浆系统检查、疏通孔（2）通过管片上的注浆孔注浆：这种注浆方式既可进行同步注浆，也可进行及时注浆和二次注浆。两种主要注浆方式的比较比较项目通过盾尾注浆管的注浆通过管片注浆孔的注浆适用性所有地层。对于裂隙水丰富的岩层、断裂带、极软地层，填充效果会受到限制。所有地层。并可用于纠偏、封堵盾尾水源、加固等注浆形式利用盾构机本身的注浆系统，多采用同步单液注浆，也可实施同步双液注浆。可以利用盾构机的注浆系统，也可以单独配置注浆系统，多实施及时注浆或二次注浆，也可实施同步注浆。可操作性因注浆管路已安好，注浆操作容易。自动化程度高，施工控制相对简单。每组装一环管片，需要向管片注浆孔连接管路，拆除管路，操作困难。实施同步注浆的施工控制复杂。注浆效果可以通过调整不同注浆管的压力和注浆量使浆液均匀地分布于地层中。浆液不易分布均匀。浆液的可选性多选用单液浆可灵活选用单液、双液或聚合物等。可能出现的问题管片壁后注浆材料在管道内堵塞，注浆困难。在软弱地层中掘进，如果管片壁后注浆延迟，容易引起地层沉降超量。泥水平衡式盾构机，管片壁后注浆材料流向开挖面，引起土仓内泥水劣化及泥水压力变动。同左在盾尾密封内的注入材料泄漏，一方面推进阻力增大，另一方面地下水向盾构机内泄漏。同左3、根据浆液的输送形式，盾尾注浆分为：（1）直接压送式：由坑外拌浆设备直接把浆液压送到管片等注入口处的注入方式。盾构直径小、推进距离短时使用。（2）中继设备式：由坑外办浆设备把浆液压送到放置在后方台车上的中继设备上，由装在台车上的注浆泵注入的方式。推进距离长、盾构直径较大的场合使用。（3）坑内运输式：坑外拌浆设备压入到放置在台车上罐中，经坑内运输，用坑内注浆泵注入的方式。不用担心输浆管堵塞和水清洗，适于定量注入。（4）坑内拌浆：各种浆液材料搬到装在坑内后方台车上的坑内拌浆设备上，然后混拌注入。1、浆液种类：（1）单液浆：由粉煤灰、砂、胶凝材料、水、外加剂等在搅拌机等搅拌器中一次拌合而成。根据凝胶材料的加入情况，单液浆又可分为惰性浆液和硬性浆液。惰性浆液即浆液中没有掺加水泥等凝胶物质，早期强度和后期强度均很低的浆液。硬性浆液即在浆液中掺加了水泥等凝胶物质，具备一定早期强度和后期强度的浆液。

三、浆液的选择（2）双液浆：由水泥砂浆等搅拌成的A液与由水玻璃等组成的B液混合而成的浆液。根据凝结时间和固结形态，可以分为以下几类：缓凝型：凝胶时间大于30s。可塑态固结区时间很短瞬凝型：凝胶时间小于20s。可塑态固结区时间较短可塑型：凝胶时间6-20s。可塑态固结区时间较长（3）化学浆液：聚氨酯等17:4717:472、浆液的主材浆液指由主剂（主要原材料）、溶剂（水或其他溶剂）及各种外加剂按一定比例配制而成的混合液体。浆材分为化学浆材（水玻璃类及高分子类）、非化学浆材（水泥、粘土、砂、粉煤灰等）。17:47几种主材的物理特性及技术要求：（1）水泥：矿渣水泥较普通水泥中熟料含量比普通水泥多，早期强度低，后期强度高，但难以磨细，亲水性差，泌水大。（2）膨润土：分为天然膨润土、改性膨润土和活性膨润土。天然膨润土又分钙基膨润土和纳基膨润土。优选纳基膨润土。根据法国隧道工程协会推荐：膨润土水泥浆液配比是每m3加入20-80kg，水泥100-700kg。应先将膨润土与水混合，预膨胀后再与水泥搅拌混合。（3）水：不含过量的酸、碱、盐（>0.1%）、氯化物（>0.5%）以及其他过量悬浮杂质的水都能用来作为拌浆用水。17:47（4）砂：考虑耐久性、流动性、收缩和碱性反应等因素，要求级配均匀，最大颗粒不超过2mm，当送浆距离远时，最大粒径0.5mm。（5）石灰：二氧化硅(Si02)与消石灰进行化学反应，可以生成一种低钙硅比的凝胶，这种凝胶比由波特兰水泥水化生成的主要凝胶CSH(Ⅱ)具有更好的耐腐蚀性。（6）水玻璃：又名硅酸钠（Na2SiO3），是常见的水溶性硅酸盐。水玻璃溶于水时发生水解反应，使溶液呈碱性。Na2O·SiO2+H2O＝＝NaHSiO2+(m-2)SiO2aq通常市售水玻璃浓度50-56ºBe’，而注浆需要的浓度多为30-45ºBe’，因此需要稀释后使用。17:47（7）粉煤灰：一般采用二级粉煤灰。（8）外加剂外加剂主要有减水剂、絮凝剂等（9）高分子材料聚氨酯类：水溶性和油溶性两类。聚氨酯类浆液遇水后发生水解反应，凝胶体体积迅速膨胀，同时发生连锁反应，产生交联形成泡沫凝固体。可注性好。17:472、注浆液应具备的特性（1）充填性好，不易流失到盾尾空隙以外的其他区域。（2）浆液和易性好，不易离析，能长距离输送。（3）浆液注入时不宜被地下水离析。（4）浆液填充后，早期强度均匀，能够稳定隧道。（5）浆液硬化后收缩率和渗透系数小。（6）无公害、价格便宜。最重要的要求是：充填性、流动性、和易性、凝固强度（早期强度）。17:47高性能砂浆所应具备的指标：稠度：9-11流动度：18-20离析率：<5%初凝时间：8-10h28天强度>2MPaPH值7-9收缩率<5%，最好具备微膨胀性抗水分散性，且易清洗17:47几组单液浆配合比50：220：510：20：200石灰:粉煤灰:膨润土:砂:外加剂:水=104:390:95:1534:3.9:370水泥:粉煤灰:砂:外加剂:水=90:365:920:4.56:320水泥:砂:粉煤灰:膨润土:水＝50:220:510:20:200100:240:400:30:230水:膨润土:粉煤灰:砂=430：100：400：680水泥:粉煤灰:砂:膨润土:水=1:1.24:3.2:0.2:1.5417:47双液浆各主要参数的关系凝胶时间、固结强度、气温与浆材参数的关系水灰比：B液浓度一定时，A/B液体积比一定时，水灰比越大，浆液的凝胶时间越长。17:47水玻璃浓度：其他因素不变时，水玻璃浓度增加，凝胶时间开始略有下降，最后略有回升。17:47A/B液体积比：其他因素不变，水泥浆与水玻璃体积比在1:0.3-1:1范围内，体积比越大，凝胶时间越短。通常A液流动粘度控制在25-35s，B液20s左右，27-30ºBe’体积比8:1-14:117:47水泥用量与单轴抗压强度的关系因此，调整浆液凝胶时间的最优选择，是调整水灰比，其次调整体积比。17:47几组双液注浆配比例子双液：

A液：水757：水泥382：膨55：稳定剂1.47B液：水玻璃91L7sA液：水703：水泥400：膨133：稳定剂2B液89.313sA液：水816：水泥367：缓凝剂2.9B液：11811-13sA液：水819；水泥260；膨润土30；缓凝剂0.9B液：水玻璃80；6-11s30-40min，4MPaA液：水1000kg；水泥800kg；缓凝剂7.5kgB液：18011-13sA液：水泥260kg，膨润土30kg，缓凝剂0.9kg，水819kgB液：806-11s，30-40min4MPa17:47A、B液价格比较材料名称A液B液水泥P.O32.5粉煤灰膨润土水水玻璃水价格3401204003610317:47四、注浆设备盾尾注浆设备基本上由材料贮藏设备、计量设备、拌浆机、贮液罐、注浆泵、注入管、注入控制装置、记录装置等构成。材料贮藏设备：纵型筒仓和横型筒仓两种。计量设备：多采用计量重量和容积这两个参数。拌浆机：多以搅拌式为主，有单槽、横双槽、上下双槽型等。贮液罐：多用带搅拌器的罐，容量多按1-2环标准注入量计。注浆泵：有适于压送浆液和适于注浆两种，浆材改变，泵的使用条件也改变。泵要求的喷射压力与输浆管直径。17:47注入输浆管：输浆管直径不同，浆液类型不同，管的阻力也不同。双液浆的混合装置：多采用简单的Y型管混合注入。但这种混合方式的效果不好，容易出现A、B液倒流现象。注浆控制系统：由千斤顶速度测定装置、注入量调节装置、自动注入率的设定装置、变速电动机、压力调节装置、记录装置、报警显示装置、A/B液注入比例设定装置等构成。17:47管路混合器实例：17:47双液注入方式的背后注入系统图实例17:47五、注浆管理1、注入量Q=VαV:空隙量：V=π/4(D22-D12)L+V’α：注入率，它的选择对于注入量至关重要。α与α1、

α2、α3、α4等因素密切相关

α1：注入压力决定的压密系数压密现象与浆液组成、有无凝胶能力及凝胶时间长短、有无可塑状固结及保持时间的长短、注入压力的高低及其他施工条件密切相关。α2：土层情况：α3：施工损耗系数：浆液运输、泵送注浆的过程中，在运浆车、输送管路或贮浆罐中均会发生损耗，输送距离越长，损耗越严重；另外，向掌子面和盾尾的流失等。17:47

α4：超挖系数：因刀具选用、土层特性、有无曲线段及其他施工条件不同而有很大差异

转弯半径越小，超挖量越大，土体损失最大百分比为：式中，l为盾构长度，R为曲率半径，r为隧道半径。

2、注浆压力为使盾尾间隙能够得到有效补充，必须以一定的压力压送浆液，才能使浆液均匀地分布于管片周围。正常掘进时，压力设定等于土层阻力加上0.05～0.15MPa之和。注浆压力的设定，还要注意以下参数：（1）不大于盾尾密封压力的警戒值（2）不大于管片能承受的最大压力（3）不能串至泥水（土）仓内（4）根据管片脱出盾尾后的变形监测成果判断。（5）地表建筑物沉降情况。17:473、注浆位置17:474、注浆管理（1）注浆管理日报每日均应对环序号、注入位置、注入压力、注入量等参数记录，并与监测数据对比。（2）材料管理每天检查注入材料的使用量，避免材料不合理分布，另外检查配合比是否异常。（3）注浆机械检修每天注浆结束都应检查泵、拌浆机、其他机械、器具是否存在异常，以便及时维修调换。（4）输浆管检查不仅仅是水冲洗，还应投放疏通球疏通，另外对于接头渗漏做好检查。（5）安全文明施工17:475、施工控制注意事项1）单液浆（1）根据系统的自动控制程序：同时注意采用压力与注浆量的双重控制。（2）浆液拌制：若有膨润土，应提前一天制成溶液，再与其他原材料混合。（3）注意浆材混合顺序的正确性。配比(kg/100L)流动度(s)析水率(%)配置顺序水泥膨润土水50781.44.33.5WBC50781.43.830.6WCB17:47

（4）根据施工掘进情况，严格控制拌浆时间。浆液拌好后，注入砂浆运输罐，运输、储存时间不宜过长（小于初凝时间），若需运输、储存时间长时，考虑加缓凝剂。（5）砂浆未到前，清洗注浆管路，安装传感器。（6）向贮浆罐中输入砂浆时，应同时启动砂浆搅拌器，防止砂浆固结。（7）同时对4个注浆孔进行压注，在每个孔出口设置分压器，对各孔注浆压力和注浆量进行检测与控制。

（8）作业完毕，搅拌机、运输罐、泵、注浆管路一定要及时清理干净。（9）应配备专用注浆管路清洗机：水洗和活塞型。（10）应配备备用管路，避免堵塞后无法注浆。17:472）双液浆（1）混合形式：距离（2）注浆系统清洗：

a搅拌站和计量器：每天

b贮浆罐：防止附着在槽内壁的浆块落入槽中堵塞

c运输管道：备用管道

d控制阀和注浆孔阀之间的软管：每注完一环清洗一次e

（3）A、B液压力差注意A、B液压力表显示。正常情况B液较A液压力高，如果相反，有可能B管中残留空气或渗漏，要停止注浆全面检查。（4）清洗时管中浆液的利用运输距离越长，A液管中残留浆液越多，清洗时会造成很大浪费，尽量利用管中浆液。17:47六、注浆施工中常见问题及对策1、注浆造成地表沉隆超限1）造成地表沉降过大的原因（1）软土地层中没有进行同步注浆。采用管片注浆孔同步注浆的施工过程，如果没有严格的过程控制，或者注浆液初凝时间设定不合理，往往做不到真正意义的同步注浆。（2）掘进过程仅以注浆量为控制指标，限定每环的注浆量范围，导致注浆量偏少，不能有效地对盾尾间隙进行填充。这种情况大多发生在以下情况：①某些特殊地段或较小的转弯半径上，土层损失加大；②是由于地质条件或其他特殊原因，掘进过程某环出土量剧增，而没有相应增大注浆量；③地层特性变化，却没有相应调整注浆量，如从粘土变为砂土、从粘土变为裂隙水丰富的风化岩层等情况；④盾构机在粘性较高的粘土层掘进时，盾壳外壁会附着一层较厚的固结土体，与盾构机同步前进，无形中增大了盾尾间隙。17:47（3）浆液强度过低，或浆液和易性差，易离析而渗透到地层中，发生浆液损失。浆液拌和时的投料顺序也可能对浆液强度造成较大影响。（4）某些浆液凝结后，自身收缩量较大；或者双液浆过早初凝，未能有效填充盾尾间隙。（5）浆液流动性太好，隧道管片最重要的顶部出现无浆液填充；或者双液浆混合不充分，在土中逐渐流失。（6）没有与监测紧密结合，以监测成果指导施工。从盾构机掘进过程的地表沉降规律来看，一般盾构机前方地表沉降量在5mm内时，盾尾穿越这个位置时沉降不会超出规范允许的30mm。因此，当监测结果显示前方沉降量超过5mm，又没有及时采取有效注浆措施，沉降超出规范允许范围的可能性相当大。17:472）造成地表隆起的原因（1）注浆压力过大，注浆量偏高。主要在土质软弱的地层出现。（2）隧道顶部有渗水通道连至地表。如原地质勘探孔，如果没有封堵或封堵效果不佳，浆液会沿着该孔喷出或渗出，不仅严重污染地面环境，还可能造成地表隆起。2、注浆液从盾尾流入或从进入土仓，损坏尾刷（1）注浆压力大时，浆液会沿着盾壳流入土仓中，进而从螺旋输送机输出；而注浆压力一旦大于盾尾密封的承压能力，将击穿盾尾密封。如果没有及时对盾尾密封注入油脂，浆液在盾尾刷中凝固后，会使盾尾密封失效，严重影响施工安全。（2）管片构造不合理，也会造成注浆液的渗漏。17:473、管片上浮、错台管片脱出盾尾后上浮的原因有：（1）地质情况。从南京地铁盾构施工情况看，淤泥质粉质粘土层的上浮量大于砂层，而从广州地铁盾构施工情况看，中、微风化岩层管片上浮量较大。（2）长细比很大的柔性构件的偏心受压。（3）浆液选型不当，浆液早期强度偏低，不能及时与围岩土体形成共同作用。（4）浆液初凝时间控制不当，没有及时填充盾尾间隙或填充效果不佳。（5）注浆位置选择不当，采用管片注浆孔注浆时，以中下部注浆孔为注浆孔位。（6）盾构姿态较差，千斤顶编组压力差过大。17:47盾构机管片浆液未凝固浆液已凝固开挖轮廓线Ф6280注浆浆液隧道外径Ф6000盾尾外径Ф6230隧道内径Ф5400隧道外径Ф6000盾壳盾尾内径Ф607017:47A区间盾构隧道NO.160～NO.290衬砌发生了上浮，最大上浮值为128mm，其中NO.260～NO.280环间上浮均值为97mm。该区间隧道主要穿越高富水砂层，掘进的盾构和隧道如同水中的潜艇，特别是自重轻的隧道极易上浮。同步注浆采用了惰性浆液，24h强度很低，饱和浆液反而加大了对管片的浮力。施工单位试图加大上部注浆压力压下隧道，效果不明显。因为注浆压力为注浆管口的压力，如果浆液不凝固，一定距离后浆液压力趋向于相同，此时无异于将隧道泡在惰性浆液中，在盾构机掘进振动和隧道内电瓶车运动振动下，惰性浆液材料很可能被有上浮趋势的管片挤到隧道底部。17:474、管片后期沉降二次注浆纠偏处理5、注浆系统管路堵塞管路堵塞是注浆过程最常见、最易发生的问题。注浆系统管路包括注浆管路堵塞、输浆管路堵塞等，主要是由于浆液初凝时间偏短，强度高，工序衔接不合理等原因造成。采用长距离管路输送的，尤其容易发生管路堵塞现象，浆液在管路中的损失量较大。解决方法：调整合理浆液配比，添加缓凝剂；配置高压冲洗装置；通过盾尾内的可拆卸口进行机械疏通；盾构机停机前用膨润土等将注浆管充满，以防浆液回流而堵塞注浆管

。6、喷涌由于地下水位高，注浆液被稀释或未完全填充，在一段距离以后，汇聚在管片外侧的水在压力作用下流到掌子面，造成喷涌。解决方法：调整浆液配比，高强、不易离析；通过二次注浆封堵后部水源。17:477、小曲线轴线偏移小区率半径部位施工时，如果不立即固定土体，则无法得到合格的盾构推进反力，因此带来管片的变形、隧道位移，最终使隧道轴线发生偏离。解决措施：提前加固小曲线段地层；使之能够提供足够反推力；注入早强的浆液，急凝砂浆或双液浆；采取防盾尾渗漏的措施。8、管片注浆孔渗漏从管片注浆孔进行注浆时，如果处于砂层、流塑状淤泥质地层或地下承压水较高的地层中，开孔时，外部的水土很可能涌入而造成隧道偏移，地表沉降。解决措施：在管片注浆孔设置逆止措施、在注浆管设置逆止措施。9、盾构机整体下沉或上浮地质异常导致的盾构机姿态无法控制解决措施：盾体注浆17:4710、注浆检测探地雷达：简称GPR，是利用高频电磁波束的反射来探测不可见目标体或者地下界面，确定其内部结构形态或位置的一种高分辨率电磁扫描技术。探地雷达采用的是时间域脉冲雷达，将电磁脉冲发射到地下介质中，在地下介质的电性分界面上电磁波发生反射现象，反射的电磁波回到地面，通过接收并分析这种反射信号的传播规律就可以达到探测地下目标的目的。抽芯检测17:47结语通过不同注浆方式的优劣、常见问题的分析，盾构机注浆控制措施盾构机注浆控制措施主要在于以下几个方面：1、盾构机设计制造时，应根据地层情况，选择不同的盾尾注浆方式。在条件允许的情况下，尽可能采用通过安装在盾尾的注浆管进行同步注浆的方式，注浆工艺应既可选择单液浆，也可选择双液浆，注浆过程应设计为自动控制，而将通过管片注浆孔注浆作为备选注浆方案或补充应急方案。2、合理选择注浆液类型。（1）惰性浆液初凝时间长，制备成本低，在上海等软弱地层为主的地区应用较为广泛，但由于其强度较低，抗渗性能差，不利于隧道衬砌的早期稳定和隧道防渗效果。硬性浆液制备成本相对较高，初凝时间较长，早期具有一定强度，对于隧道衬砌的稳定较为有利。双液浆初凝时间很短，强度高，相对另外两种浆液而言，注入量最少，沉降量最少，注浆效果最佳，广泛适用于各种地层，但施工工艺较为复杂，施工过程控制要求较高。17:47（2）根据隧道区段变化而调整。在小曲线段、靠近洞门和联络通道前后的注浆，应提高浆液强度和抗渗性能；洞门结构和联络通道施工前，需用双液浆等进行二次注浆补强；软土地层始发和到达阶段，需要化学浆液的辅助注浆手段。（3）根据地质情况变化而调整。正式掘进前，应根据地质勘探和补充地质勘探成果，进行浆液配合比试验，最好是单液浆和双液浆配比均准备二组以上；浆液初凝时间、早期强度和28天强度均满足与围岩共同作用的要求；液化地层，还应进行浆液抗液化试验。（4）根据浆液运输方式选择浆液类型。3、合理选择注浆压力、注浆量、注浆位置。正常施工阶段，以注浆压力控制注浆量，沉降控制要求相当高的地段，采用注浆压力和注浆量双重控制标准。为防止盾尾被击穿，注浆压力不能大于盾尾密封所能承受的设计压力，一般不宜大于0.4MPa。17:474、加强管片沉浮的监测，摸清盾构机通过不同地质断面的沉浮规律，以相应调节盾构机姿态和注浆参数。为控制管片上浮，并防止因浆液流动性好而造成隧道顶部出现无浆液填充现象，在通过盾尾注浆管的同步注浆过程中，宜将位于上部的两根注浆管注浆压力和注浆量提高；在通过管片注浆孔注浆的操作中，一般应选择在顶部的2片管片注浆。5、通过地面沉降监测成果指导盾尾注浆施工，当盾构机某环掘进过程发现出土量远超出理论方量，则有可能前方地层发生坍塌，应增加盾尾注浆量。6、制订详细的注浆施工设计和工艺流程及注浆质量控制程序，严格按要求实施注浆、检查、记录、分析，及时做出P（注浆压力）～Q（注浆量）～t（时间）曲线，分析注浆效果，反馈指导下次注浆。7、盾构掘进指令要和浆液拌制指令相配合，避免过早拌制浆液后发生堵管。17:47第20单元盾构到达能力（技能）目标知识目标1.具有盾构到达施工能力；2.具备预防和处理盾构到达工序中常见问题的能力。1.了解盾构到达的常用的施工方法和注意事项;2.熟悉盾构到达的工作内容及工艺流程;3.掌握盾构到达的主要施工技术。职业能力目标任务的能力目标1、盾构到达施工能力2、预防和处理盾构到达工序中常见问题的能力引入（盾构到达常用的施工方法）1、盾构到达后拆除接收井的围护结构再推进的2、事先对接收井端头进行地基改良后，盾构到达前拆除接收井的围护结构再到达3、利用接收井自身结构施工的条件，在接口处设置素砼挡土墙，盾构直接破除观看图片，分组讨论，教师总结：1、请同学们观看广州地铁三号线到达盾构到达施工图片2、让学生分组讨论盾构到达工作内容3、让学生分组讨论盾构到达施工工艺流程4、教师总结操练（掌握初步或基本能力）盾构到达破除洞门安装接收基座安装洞门圈密封设备洞门处理地层加固盾构机定位及接收洞门位置复核测量盾构到达施工内容盾构到达工作内容盾构到达施工流程图深化（加深对职业能力目标的会）观看资料1、通过资料讨论盾构到达的主要施工技术。2、请同学讨论施工中的事故预见3、请学生讨论预见事故的处理方法4、盾构机到达注意事项学生分组讨论

观看施工资料布置任务客——大盾构区间的到达实例

广州轨道交通三号线客大盾构区间隧道采用一台盾构机从大塘站北端头右线盾构工作井下井拼装始发，向北掘进，通过扩大段矿山法隧道，继续向北掘进，在客大区间暗挖段调头后向南掘进，通过扩大段矿山法隧道，继续向南掘进，在大塘站北端头盾构工作井解体吊出，全长3016.933m。盾构到达施工中的事故预见

1、洞门失稳表现：土体坍塌、水土流失。处理：（1）情况轻微：边破除洞门砼，边喷素砼对土体临空面进行封闭。（2）情况严重：封闭洞门，重新加固。2、密封效果不好目的：减少土体流失方法：方法1、调整配合比，注浆后及早封闭，同时调整紧固钢丝绳，使帘布紧贴管片方法2、在洞门密封外侧向洞门内部注快凝的双浆。3、地面沉降较大原因：土压力太大容易造成前方洞门坍塌，太小容易引起沉降量增大。方法：加大监测频率，并严密注意出土量及土压力情况、控制地面沉降。4、洞门附近管片松弛原因：盾构推力较小，洞门附近的管片环与环之连接不紧密，容易引起管片松弛。方法：多次紧固螺栓和用槽钢纵向将管片连接整体。1学生归纳盾构到达的主要施工技术归纳：（知识和能力）知识点2归纳常见问题的预防和处理能力通过归纳达到盾构到达施工能力及与人沟通协作能力训练（巩固、拓展、检验）请同学通过所学知识编制一份某地铁盾构工程盾构到达阶段工艺流程图第21单元沉管法施工能力（技能）目标知识目标1.具有使用基槽开挖施工技术进行基槽施工作业的能力；2.具有指导管段沉放的施工能力；3.具有与人沟通的能力；4.具有反应、理解、语言表达、逻辑思维，理论知识的综合应用能力。1.了解基槽开挖的施工机械；2.掌握基槽开挖的施工工序；3.了解管节浮运前的准备工作；4.掌握沉放、下沉作业。沉管法施工主要流程：管段预制(基槽开挖)→管段浮运与沉放→水下连接→基础处理→覆土回填→设备安装与内装修第一节沉管法施工技术流程沉管法施工流程沉管法实质：在隧址附近修建的临时干坞内(或船厂船台)预制管段，用临时隔墙封闭，然后浮运到隧址规定位置，此时已于隧址处预先挖好水底基槽。待管段定位后灌水压载下沉到设计位置，将此管段与相邻管段水下连接，经基础处理并最后回填覆土即成为水底隧道。第一节沉管法施工技术流程在已修筑好的干坞内预制管段第一节沉管法施工技术流程第一节沉管法施工技术流程沉管法隧道主要施工流程图第一节沉管法施工技术流程沉管法施工流程沉管法隧道组成

一般由敞开段、暗埋段、岸边竖井与沉埋段等组成。

沉埋段两端通常设置竖井作为起讫点，竖井起到通风、供电、排水和监控等作用。根据两岸地形与地质条件，也可将沉埋段与暗埋段直接相接而不设竖井。第一节沉管法施工技术流程沉管法施工流程管段结构外形圆形管段(船台型管段)

内轮廓为圆形，外轮廓有圆形、八角形和花篮形。矩形管段【最常用】

一般在临时船坞制作，可容纳4~8车道。第一节沉管法施工技术流程沉管法施工流程管段结构外形第一节沉管法施工技术流程沉管法优缺点优点对地质水文条件适应能力强(施工较简单、地基荷载较小)可浅埋，与两岸道路衔接容易(无需长引道，线形较好)防水性能好(接头少漏水几率降低，水力压接滴水不漏)施工工期短(管段预制与基槽开挖平行，浮运沉放较快)造价低(水下挖土与管段制作成本较低，短于盾构隧道)施工条件好(水下作业极少)可做成大断面多车道结构(盾构隧道一般为两车道)缺点管段制作砼工艺要求严格，需保证干舷与抗浮系数；车道较多时，需增加沉管隧道高度。导致压载混凝土量、浚挖土方量与沉管隧道引道结构工程量增加。第二节干坞修筑与管段预制

干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。干坞修筑干坞位置选择邻近隧址，具备浮运条件，交通便利。有浮存系泊多节管段的水域；场地土具备一定的承载力，便于干坞围挡与防渗工程；征地拆迁费用较低，具有重复开发利用价值。干坞规模一次预制管段干坞(仅放水一次，不需闸门，坞首为土或钢板桩围堰。规模较大占地较多，适于工程量小土地价格较低、坞址地质较差的工程)；分批预制管段干坞(规模小、占地少、造价低、重复使用率高。闸门式坞门造价高、等待时间长不利先沉管段稳定、基槽回淤很难处理、重复灌排致边坡稳定性与坞底透水性差、临时工程费用增加)第二节干坞修筑与管段预制

干坞——为预制管段而专门修筑的临时性工作土坑。干坞修筑干坞构造 干坞由坞墙、坞底、坞首、坞门、排水系统与车道组成坞墙：坡率1:2的自然土坡，可用喷射砼防渗墙或钢板桩坞底：承载力应大于100kPa。浮起时富余深度1.0m。 坞底处理方法：干砂层+厚25~30cm(钢筋)混凝土+沙砾或碎石层厚1.0~2.5cm黄沙层+厚20~30cm沙砾或碎石层松软的粘土或淤泥层可换填1.0m碎石或结合桩基础加固坞首及坞门：一次预制只设坞首，分批预制应设双排钢板桩坞首与坞门(闸门或浮动钢筋砼沉箱)。排水系统：井点降水；坞底明沟、盲沟与集水井泵排；堤外截、排水沟。车道第二节干坞修筑与管段预制干坞修筑干坞构造1.坞底；2.边坡(坞墙)；3.运输车道；4.坞首围堰东京港沉管隧道一次预制管段干坞第二节干坞修筑与管段预制干坞修筑干坞构造广州生物岛——大学城沉管隧道预制管段干坞第二节干坞修筑与管段预制干坞修筑干坞施工 一般用“干法”土方开挖。具体：施作干坞周围防渗墙→由端部向坞口开挖(部分回填、大部分弃渣)→坞底与坞外设排水沟、截水沟与集水井→塑料膜铺坡面并压沙袋→坞底处理(铺填砂与碎石)→坞内车道修筑坞内主要设备混凝土搅拌站：应能连续浇筑15~20m长的节段；起重设备：轨行门式或塔式起重机(能力5.0~7.5t);运输设备：卡车、翻斗车、轨道车、混凝土输送车、混凝土输送泵及管道等；管段拖运设备：电动卷扬机与绞车；其他：钢筋加工、抽水、电焊机、空气压缩机、钢模板、拼装式脚手架、千斤顶、混凝土振捣与养护设备第二节干坞修筑与管段预制管段预制管段浇筑需保证管段混凝土的均质性与水密性。保证均质性的意义：若管段混凝土容重变化幅度超过1％以上，管段常会浮不起来。若管段各部分板厚局部偏差较大，或管段各部分混凝土密度不均匀将导致侧倾。保证措施：采用刚度大、精度高、可微动调位的大型滑动内、外模板台车；实行严格的密实度管理制度。密实度要求:(ρ－ρm)/ρm≤0.6%保证水密性的措施：结构自身防水(采用防水混凝土；防止管段裂缝)结构物外侧防水(钢壳、钢板防水；卷材、保护层防水；涂料防水)施工接缝防水(横向施工变形缝设置1~2道止水带)第二节干坞修筑与管段预制管段预制管段浇筑横向变形缝构造要求能适应一定幅度的线变形和角变形；施工阶段能传递弯矩，使用阶段能传递剪力；变形前后均能防水。保证变形缝抵抗波浪与施工荷载引起的纵向弯矩的措施切断变形缝处所有内、外侧纵向(水平)钢筋，另设临时预应力筋承受浮运时的纵向弯矩。只将所有外排纵向钢筋切断，内排纵向钢筋保留，管段沉放后切断，使之成为完全的变形缝。穿过变形缝的纵向钢筋截面积仅为管段内纵向钢筋的2/3~3/4，且在变形缝前后各15d范围内用套管与混凝土隔离。管段沉放后不予切断，留作“安全阀”。第二节干坞修筑与管段预制管段预制管段施工缝与变形缝第二节干坞修筑与管段预制封端墙管段浇筑拆模后，需在管段两端离端面50～100cm处设置钢结构或钢筋混凝土结构密封墙。封端墙实现水力压接的设施鼻式托座(左右对称布置)人孔钢门(密封防水)给气阀(设于上部)拉合结构(左右对称布置)压载设施压载材料：水以及矿渣、石渣水箱压载：对称布置于管段四角。可采用全焊接钢结构或拆装式。水箱容量取决于管段下舷值与下沉力的大小第二节干坞修筑与管段预制管段检漏与干舷调整管段预制后须作一次检漏。一般在干坞灌水之前，先往压载水箱里注水压载，然后再往干坞坞室内灌水(也有的在干坞灌水后进一步抽吸管段内的空气，使管段气压降到0.6atm)。灌水24~48h后，工作人员进入管段内对管段所有内壁(包括顶板和底板)进行水底检漏，若无问题即可排水浮升管段；若有渗漏则在干坞室排干后修补。经检验合格后浮起的管段，还要在干坞中检查四边干舷是否合乎规定，是否有侧倾现象。如有上述现象，可用调整压载的办法来纠正。在一次制作多节管段的大型干坞中，经检漏与调整好干舷的管段应再次注水压载沉置坞底，待使用时再逐一浮升，拖运出坞。第二节干坞修筑与管段预制广州生物岛——大学城沉管隧道管段预制第二节干坞修筑与管段预制广州生物岛——大学城沉管隧道管段预制第二节干坞修筑与管段预制宁波甬江沉管隧道管段预制第二节干坞修筑与管段预制干坞注水与管段检漏调整第二节干坞修筑与管段预制管段内部检漏第三节基槽开挖与航道疏浚基槽开挖开挖要求基槽底宽一般比管段底宽大4～10m(即每边宽2～5m)；基槽深度=管顶覆土厚度+管段高度+基础处理超挖深度基槽边坡坡度参见表7-1。开挖方法开挖工作两阶段：粗挖与精挖粗挖：一般挖到离管底标高约1m处。精挖：精挖长度只需超前2～3节管段长度，应在临近管段沉放前再挖。挖到基槽底部标高后，应将槽底浮土与淤渣清掉。一般可用吸泥船疏浚，自航泥驳运泥。土层坚硬、水深超过20～25m时，可用抓斗挖泥船配小型吸泥船清槽与水下爆破，炮孔一般超深0.5m

。粗挖也可用链斗式挖泥船，硬质土层可采用单斗挖泥船第三节基槽开挖与航道疏浚基槽开挖第三节基槽开挖与航道疏浚航道疏浚航道疏浚包括临时航道和管段浮运航道的疏浚。临时航道疏浚必须在基槽开挖以前完成，以保证施工期间河道上正常的安全运输。浮运航道是专门为管段从干坞到隧址浮运时设置的，管段出坞拖运之前，浮运航道应疏浚好。浮运路线的中线应沿着河道的深槽，以减少疏浚航道的挖泥工作量。浮运航道要有足够水深。根据河床地质情况应考虑一定的富余水深(0.5m左右)，并使管段在低水位(平潮)时也能安全拖运。第四节管段浮运与沉放管段浮运管段出坞管段浮升后用地锚钢绳固定，再由干坞坞顶的绞车逐节牵引出坞。出坞后在坞口系泊。分批预制管段时，也可在临时拖运航道边选一个具备条件的水域临时抛锚系泊。管段向隧址浮运可采用拖轮拖运或岸上绞车拖运。拖轮大小与数量应根据管段几何尺寸、拖航速度及航运条件(航道形状、水流速度等)，通过计算分析后选定。拖轮拖运形式四轮拖运(两艘拖轮排前领拖、后两艘反拖并制动转向；一艘领拖，旁侧两艘帮拖，后一艘制动转向)三轮拖运(两艘主拖一艘反拖并制动转向；一艘主拖，两艘靠帮导向)第四节管段浮运与沉放管段浮运1.绞车；2.地锚；3.沉埋锚；4.工作驳；5.出去牵引缆宁波甬江沉管隧道管段拖运出坞第四节管段浮运与沉放管段浮运管段拖运拖轮布置形式第四节管段浮运与沉放管段浮运管段向隧址浮运绞车拖运(水面较窄时)宁波甬江沉管隧道绞车拖运管段与浮箱骑吊组合体1-绞车;2-干坞;3-管段与浮箱骑吊组合体;4-工作方驳;5-主航道线;6副航道南线绞车拖运管段与浮箱组合体(宁波甬江沉管隧道)第四节管段浮运与沉放管段浮运管段向隧址浮运绞车拖运(水面较窄时)广州珠江沉管隧道绞车拖运与拖轮顶推管段第四节管段浮运与沉放管段沉放沉放方法(吊沉法与拉沉法)

吊沉法使用最多，分为起重船吊沉法，浮箱吊沉法，自升式平台吊沉法和船组杠沉法。起重船吊沉法(浮吊法)1.沉管2.压载水箱3.起重船4.吊点起重船吊沉法浮吊法一般用2～4艘起重能力为1000～2000kN的起重船提着管段顶板预先埋设的吊点，同时逐渐压载，使管段慢慢沉放到规定的位置上。第四节管段浮运与沉放管段沉放沉放方法浮箱吊沉法1-沉放管段;2-压载水箱;3-浮箱;4-定位塔;5-指挥室;6-吊索;7-定位索;8-既设管段;9-鼻式托座a)就位前;b)加载下沉;c)沉放定位

浮箱吊沉法管段顶板上方用4只浮力1000～1500kN的方型浮箱直接吊起，吊索起吊力作用于各浮箱中心，前后每组两只浮箱用钢桁架连接，并用4根锚索定位。起吊卷扬机与浮箱定位卷扬机均安放在浮箱顶部，管段本身则另用6根锚索定位，其定位卷扬机则安设在定位塔顶部。

第四节管段浮运与沉放管段沉放沉放方法自升式平台(SEP)吊沉法1-沉管段;2-SEP自升式平台自升式平台一般由4根柱脚与平台(船体)组成。移位时靠船体浮移。就位后柱脚靠液压千斤顶下压至河床以下。平台沿柱脚升出水面，利用平台上的起吊设备吊沉管段。施工完平台落到水面，利用平台船体的浮力拔出柱脚，浮运转移。

第四节管段浮运与沉放管段沉放沉放方法船组(四驳)杠吊法每组船体由两只铁驳或两组浮箱构成，将每组钢梁(杠棒)两头担在两只船体上构成一个船组，再将先后两个船组用钢桁架梁连接成整体船组(前后两个船组也可不用钢桁架梁连接)。船组与管段各用6根锚索定位(均为四边锚与前后锚)，所有定位卷扬机均安设在船体上，起吊卷扬机安设在“杠棒”上，吊索的吊力通过“杠棒”传到船体上。

1-沉管;2-铁驳;3-船组定位索;4-沉管定位索;5-杠棒;6-连接梁;7-定位塔第四节管段浮运与沉放管段沉放沉放作业沉放前准备

包括航道管理、基槽清淤、水上交通管制管段就位

将管段浮运到距规定沉放位置的纵向约10~20m处，并挂好地锚，校正好方向，管段中线与隧道中线误差不应大于10cm。管段纵坡调整到设计坡度。管段下沉 三部曲：初步下沉、靠拢下沉与着地下沉

管段下沉全过程一般需要2~4h，故应在潮位退到低潮平潮之前1~2h开始下沉，其时水流速度宜小于0.15m/s。如流速超过0.5m/s，就要另外采取措施。如加设水下锚碇，使管段安全就位。

第四节管段浮运与沉放管段沉放管段下沉三部曲：初步下沉、靠拢下沉与着地下沉初步下沉 压载至下沉力达50％规定值后校正位置，之后再继续压载至下沉力达100％规定值，然后按不大于30cm/min的速度下沉，直到管段底部离设计高程4~5m为止。靠拢下沉

将管段向前节既设管段方向平移至距前节管段2~2.5m处，再将管段下沉到管段底部离设计高程0.5~1.0m左右，再次校正管段位置。着地下沉

先将管段底降至距设计高程10~20cm处，再将管段继续前移至距既设管段20~50cm处，校正位置后即开始着地下沉。下沉速度缓慢，随时校正管段位置。第四节管段浮运与沉放管段沉放管段下沉作业步骤

第五节管段水下连接水下混凝土连接法应用范围 早期均使用该法，目前只用于最终接头连接。施工方法

先在接头两侧管段端部安设平堰板(与管段同时制作)，管段沉放后在前后两块平堰板的左右两侧，于水中安放圆弧形堰板，围成圆形钢围堰。同时在隧道衬砌的外边用钢檐板把隧道内外隔开，最后往围堰内灌筑水下混凝土，形成管段连接。水力压接法作用原理 利用作用在管段上的巨大水压力使安装在管段前端面周边上的一圈胶垫发生压缩变形，形成一个水密性相当可靠的管段接头。沉放对位后拉紧相邻管段，接头胶垫第一次压缩初步止水；抽出封端墙之间的水使之为空气压力，作用于后封端墙的巨大压力二次压缩胶垫紧密连接第五节管段水下连接水力压接法作用原理1-鼻式托座;2-接头胶垫;3-拉合千斤顶’4-排水阀;5-水压力第五节管段水下连接水力压接法接头胶垫GINA尖肋型橡胶垫(安装于管段接头竖直面上)；“Ω”或“W”型橡胶板(用扣板与螺栓连接)安装于管段接头水平方向。施工顺序对位：着地下沉后，管段对位连接精度应满足要求。鼻式托座与卡式托座可确保定位精度；拉合：用带有锤形拉钩的千斤顶将管段拉紧，压缩尖肋型橡胶垫初步止水。压接：打开既设管段后封端墙下部的排水阀，排出前后两节沉管封端墙之间被胶垫所封闭的水。后封端墙水压力高达数十兆牛到数百兆牛，从而使管段紧密连接。拆除封端墙：拆除封端墙，安装“Ω”或“W”型橡胶板，是管段向岸边延伸。交通管制与施工组织(略)第六节基础处理

主要是垫平基槽底部，有刮铺、喷砂、压注与桩基法。

刮铺法在管段沉放前采用专用刮铺船上的刮板在基槽底刮平铺垫材料(粗砂或碎石或砂砾石)作为管段基础。采用刮铺法开挖基槽底应超挖60~80cm，在槽底两侧打数排短桩安设导轨，以便在刮铺时控制高程和坡度。第六节基础处理

主要是垫平基槽底部，有刮铺、喷砂、压注与桩基法。

喷砂法从水面上用砂泵将砂、水混合料通过伸入管段底下的喷管向管段底喷注、填满空隙。砂垫层厚度1m左右。可沿着轨道纵向移动的台架外侧挂三根L形钢管，中间为喷管两侧为吸管。第六节基础处理压注法在管段沉放后向管段底面压注水泥砂浆或砂作为管段基础。根据压注材料不同分成压浆法和压砂法两种。压浆法：开控基槽时应超挖1m左右，然后摊铺一层厚40~60cm的碎石。两侧抛堆沙石封闭槛后，通过隧道内预留压浆孔注入由水泥、膨润土、黄砂和缓凝剂配成的混合砂浆。压砂法：与压浆法相似，但注浆材料为砂水混合物。第六节基础处理桩基法当沉管地基特别软弱时，采用桩基础支撑后的承载力与沉降都能满足要求，抗震能力也较强。桩顶不平处理措施：水下混凝土传力法、砂浆囊袋传力法、活动桩顶法。1-基桩;2-碎石;3-水下混凝土;4-砂石垫层水下混凝土传力法

活动桩顶法

第六节基础处理桩基法砂浆囊袋传力法

基槽底面先铺一层砂、石垫层，然后于管段沉放前在其底面事先系扣上空囊袋一并下沉。先铺垫层与管段底面之间应留出15~20mm的空间。待管段沉放完毕后，从工程船舶上向囊袋内灌注水泥砂浆或由粘土、水泥和黄砂配成的混合砂浆，直至管段底面以下的空隙被全部充填满为止。第六节基础处理覆土回填回填工作是沉管隧道施工的最终工序，包括沉管侧面与管顶压石回填。沉管外侧下半段一般采用砂砾、碎石、矿渣等材料回填，上半段则可用普通土砂回填。注意事项全面回填工作必须在相邻的管段沉放完后方能进行。采用压注法进行基础处理时，先对管段两侧回填，但要防止过多的岩渣存落管段顶部。管段上、下游两侧(管段左右侧)应对称回填。在管段顶部和基槽的施工范围内应均匀地回填，不能在某些位置投入过量而造成航道障碍，也不得在某些地段投入不足而形成漏洞。第22单元桥梁基础施工能力（技能）目标知识目标1.具有钻孔灌注桩的施工能力；2.具备钻孔灌注桩施工过程中常见问题预防与处理的能力。1.掌握钻机的选择与地质资料的关系；2.掌握配制泥浆的原材料的选用；3.掌握钻孔灌注桩的施工工序与工艺；4.掌握钻孔灌注施工中常见的问题预防与处理。一、扩大基础的施工工序1、测量定位2、基础放样3、开挖和排水4、基底检查处理（平面位置、尺寸大小、基底标高、土质均匀性、地基稳定性、承载力、基底处理和排水沟情况）5、立模绑钢筋6、浇筑混凝土、养护7、拆模8、回填土第一节明挖扩大基础施工二、基础的定位放样ABCDA’B’C’D’abcdefgh0.5—1m桥位中线基础横中线其中：A、B、C、D为基坑顶部四角的边桩；

A’、B’、C’、D’为基坑底部四角的边桩；

a、b、c、d、e、f、g、h为基底边角。三、扩大基础的开挖陆上地基开挖水中基础开挖直挡板式、横挡板式框式锚桩式斜撑式锚杆式混凝土支护坑壁钢板桩、钢筋混凝土桩护筒土石围堰木笼围堰或竹笼围堰钢板桩围堰套箱围堰无支撑有支撑无支撑基坑开挖有支撑基坑开挖基坑施工的注意事项观察坑壁边缘有无裂缝设护道坑底30cm人工开挖观察坑壁边缘有无松散塌落设截水沟静载距坑边缘0.5m动载距坑边缘1.0m钻孔桩基坑围护图钉坝基坑围护木笼吊放四、基坑的排水渗水量的确定排水方法基坑在干枯河床时基坑临近有水的河沿时含水层为均质土，且基坑具有不透水的板桩围堰缺少水文地质资料时集水坑排水法渗透系数渗水量的计算查表法抽水实验资料计算法按颗粒成分计算法井点排水法轻型井点喷射井点射流泵井点电渗井点管井井点、深井泵渗水量的计算基坑在干枯的河床时：基坑临近有水的河沿时式中：Q——基坑总渗水量（m3/d）；

K——渗透参数（m/d）；

H——含水层厚度（m）；

H——抽水后稳定水位至不透水层的厚度（m）；

R——影响半径（m）；

ro——引用基坑半径（m）；

D——基坑距河水边线距离（m）。五、基底检验与处理1、基底检验1）检查基底平面位置、尺寸大小、基底标高；2）检查基底土质均匀性、地基稳定性及承载力；3）检查基底处理和排水情况；4）检查施工日志和有关实验资料。2、基底处理六、基础圬工（浇）砌筑一、桩的分类1、按材料分：2、按制作方法分：3、按施工方法分：木桩钢筋混凝土桩预应力混凝土桩钢桩预制桩现场灌筑桩沉入桩就地灌筑桩锤击沉桩射水沉桩振动沉桩静力沉桩钻空埋置桩沉管灌筑桩钻孔灌筑桩挖孔灌筑桩第二节桩与管柱基础施工二、沉入桩1、预制——整理场地、立模板、绑钢筋、浇筑混凝土并养护2、吊运——（达0.7R强度时）3、桩架定位4、沉桩——起吊、就位、按一定顺序打桩5、接桩——法兰盘连接、钢板连接、硫磺砂浆（胶泥）连接6、送桩——桩顶位于地面以下时（判别桩是否已到位）沉入桩的施工工序及有关设计问题锤击沉桩的事故1、贯入度发生急剧变化；2、桩身突然急剧下沉并有倾斜、位移；3、桩头破碎或桩身开裂；4、桩周地面有严重隆起或下沉；5、桩架发生偏斜或晃动；6、锤击过程中桩有上浮；7、桩未发生急剧下沉，但发生倾斜、移动；8、桩不下沉、桩身颤动、桩锤回跳；9、桩身转动。钻孔灌筑桩施工工序1、场地布置——确定材料堆场、泥浆坑位置、泥浆槽布设；2、准备工作——桩位确定、埋设护筒、搭设施工平台；3、钻孔——下钻杆、钻头进行钻孔，同时泥浆护壁；4、清孔、吊放钢筋笼；5、下导管、水下混凝土浇筑（翻浆高度）。三、钻孔灌注桩成孔方法1、正循环回转法2、反循环回转法3、潜水电钻法4、冲抓锥法5、冲击锥法清孔的目的抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土层而降低桩的承载能力。同时清孔也为水下混凝土的灌筑创造了良好条件，使测孔深正确，灌筑顺利

泥浆护壁的作用具有扶悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力、并在孔壁形成泥皮、隔断孔内外水渗流、防止坍孔的作用钻孔事故1.坍孔2.钻孔偏斜3.掉钻落物4.糊钻5.扩孔、缩孔6.卡钻7.钻杆折断桩身质量检测

1.超声波检测

2.大应变检测

3.小应变检测

4.水电效应

5.取混凝土芯钻孔灌筑桩成孔质量允许偏差1.孔的中心位置—群桩：不大于10cm；单排桩：不大于5cm；2.孔径—不小于设计桩径3.倾斜度—直桩：小于1/100；斜桩：小于设计斜度的土2.5%；4.孔深—摩擦桩：不小于设计规定；柱桩：比设计深度超深不小于5cm；5.孔内沉淀土厚度—摩擦桩：不大0.4~0.6d；柱桩：不大于设计规定；6.清孔后泥浆指标—相对密度1.05~1.2，粘度17~20，含砂率<4%；四、管柱基础施工管柱基础施工工序

管柱下沉方法1、振动沉桩机振动下沉2、振动与管内除土下沉3、振动配合吸泥机吸泥下沉4、振动配合高压射水下沉5、振动配合射水、射风、吸泥下沉承台混凝土浇筑大体积混凝土避免水化热过高，导致混凝土因内外温差引起裂缝改善骨料集配，降低水灰比，掺加混合料和外加剂，掺入片石以减少水泥用量采用水化热低的水泥减小浇筑层厚度，加快混凝土散热速度混凝土用料应避免日光暴晒在混凝土内埋设冷却管通水冷却钻孔平台施工水深、钢管桩施工难钻孔平台搭设完成绑扎承台钢筋混凝土浇筑过程承台施工一、沉井适应的水文地质场合1。地表地基土的承载力不足，而持力层埋置较深2。河流冲刷大，或河中有较大卵石不宜于桩基施工3。岩层表面较平坦，覆盖层不厚，但河水较深第三节沉井基础二、沉井基础特点1。埋置深度很大2。整体稳定性好，刚度大，能承受较大的荷载3。即是基础又可作为施工围堰4。施工工期长三、沉井基础分类1。筑岛沉井（就地制作）2。浮式沉井3。泥浆润滑套沉井4。空气幕沉井四、沉井施工工序五、沉井施工要点铺设垫木立模板支撑立接高沉井模板时，不宜直接支撑于地面，以免因自重增加沉井下沉，使混凝土产生拉应力而开裂。抽垫木的原则以定位垫木为中心，由远到近，先短边后长边，最后定位垫木，分区、依次、对称同步进行。拆模板顺序1。井壁外側和内侧模板2。隔墙下支撑及底模板3。刃脚斜面下支撑和模板第四节、组合式基础双壁钢围堰加钻孔灌注桩基础浮式沉井加管柱（钻孔桩）基础地下连续墙箱形基础任务23桥梁墩台施工能力（技能）目标知识目标1.具有桥梁承台施工的能力；2.具有桥梁墩台施工的能力；3.具有桥梁墩台帽的施工能力。1.掌握混凝土浇筑工程中的注意事项；2.掌握混凝土墩台的施工；3.掌握预应力混凝土装配墩的施工；4.掌握墩台帽的施工；5.掌握预埋件的施工；6.掌握浇筑墩台混凝土注意事项和养护的方法。桥梁墩台施工是桥梁工程施工中的一个重要部分，其施工质量的优劣，不仅关系到桥梁上部结构的制作与安装质量，而且对桥梁的使用功随也关系重大。因此，墩台的位置、尺寸和材料强度等都必须符合设计规范要求。在施工过程中，首先应准确地测定墩台位置，正确地进行模板制作与安装，同时采用经过正规检验的合格建筑材料，严格执行施工规范的规定，以确保施工质量。桥梁墩台施工的意义：桥梁墩台施工方法通常分为两大类：现场就地浇筑与砌筑；拼装预制的混凝砌块、钢筋混凝土或预应力混凝土构件。多数工程是采用前者。现场就地浇筑与砌筑优点是工序简便，机具较少，技术操作难度较小；缺点：施工期限较长，需耗费较多的劳力与物力。近年来，交通建设迅速发展，施工机械(起重机械、混凝土泵送机械及运输机械)也随之有了很大进步，采用预制装配构件建造桥梁墩台的施工方法有新的进展，其特点是既可确保施工质量、减轻工人劳动强度，又可加快工程进度、提高工程效益，对施工场地狭窄，尤其对缺少砂石的地区或干旱缺水地区等建造墩台更有着重要意义。一、混凝土墩台的施工就地浇筑的混凝土墩台施工有两个主要工序：一是制作与安装墩台模板，二是混凝土浇筑。

１、就地浇筑的混凝土墩台施工常用的模板类型有：1)拼装式模板：

是用各种尺寸的标准模板利用销钉连接，并与拉杆、加劲构件等组成墩台所需形状的模板。拼装式模板由于在厂内加工制造，因此板面平整、尺寸准确、体积小、重量轻，拆装容易、快速，运输方便，故应用广泛。2)整体吊装模板圆形桥墩整体模板(尺寸单位：cm)a)拼装式钢模板；b)整体式吊装模板

整体吊装模板是将墩台模板水平分成若干段，每段模板组成一个整体，在地面拼装后吊装就位(如图所示)。分段高度可视起吊能力而定，一般可为2～4m。整体吊装模板的优点：安装时间短，无需设施工接缝，加快施工进度，提高了施工质量；将拼装模板的高空作业改为平地操作，有利施工安全；模板刚性较强，可少设拉筋或不设拉筋，节约钢材；可利用模外框架作简易脚手架，不需另搭施工脚手架；结构简单，装拆方便，对建造较高的桥墩较为经济。

3)组合型钢模板：

组合型钢模板以各种长度、宽度及转角标准构件，用定型的连接件将钢模拼成结构用模板，具有体积小、重量轻、运输方便、装拆简单、接缝紧密等优点，适用于在地面拼装，整体吊装的结构上。4)滑动钢模板

适用于各种类型的桥墩。

空心高墩的施工，若采用搭设支架的方法，费工费料，甚至难以实现。在桥梁工程实践中，发展了一些适于高墩施工的方法，如滑升模板、爬升模板、翻升模板等。这些施工方法的共同特点是：模板依附于已浇筑完成的墩壁上，并随着墩身的逐步加高而向上升高。空心高墩的施工(1)滑升模板滑升模板一般由内外两圈模板构成，在其间浇筑墩壁混凝士。模板高1~1.5m，安置在支架上。支架连接到埋于墩壁混凝土中的顶杆上。顶杆与支架间设有干斤顶。利用千斤顶将支架连同模板顶起。滑升模板以墩身为支架，不需搭设落地支架。混凝土浇筑可随模板缓慢滑升连续不断进行。每天浇筑高度可达5~6m。滑升模板可用于直坡墩身，也可用于斜坡墩身。(2)爬升模板爬升模板与滑升模板相似，不同的是支架通过千斤顶支于预埋在墩壁中的预埋件上。浇筑好的墩身混凝土达到一定强度后，将模板松开，千斤顶上顶，将支架连同模板升到新的位置，模板就位，再灌筑墩身混凝土。如此循环往复，逐节爬升，每次升高2m左右。(3)翻升模翻升模板是一种特殊钢模板，由三层模板组成一个基本单元，并配有随模板升高的混凝土接料平台（工作平台）。浇筑完上层模板的混凝土后，将最下层模板拆除翻上来并成为第四层模板。以此类推，循环施工。翻升模板也能够用于有坡度的桥墩，近年来应用较多。(二)混凝土浇筑施工要点墩台身混凝土施工前，应将基础顶面冲洗干净，凿除表面浮浆，整修连接钢筋。灌筑混凝土时，应经常检查模板、钢筋及预埋件的位置和保护层的尺寸，确保位置正确，不发生变形。混凝土施工中，应切实保证混凝土的配合比、水灰比和坍落度等技术性能指标满足规范要求。1、混凝土的运送：

墩台混凝土的水平与垂直运输相互配合方式。如混凝土数量大，浇筑捣固速度快时，可采用混凝土皮带运输机或混凝土输送泵。运输带速度应不大于1.0～1.2m／s，其最大倾斜角：当混凝土坍落度小于40mm时，向上传送为18°．向下传送为12°；当坍落度为40～80mm时，则分别为15°与10°。

2、混凝土的灌筑速度

为保证灌筑质量，混凝土的配制、输送及灌筑的速度不得小于：式中：——混凝土配料、输送及灌筑的容许最小速度(

)；

——灌筑的面积；

h——灌筑层的厚度；

t——所用水泥的初凝时间(h)3、混凝土浇筑

墩台是大体积圬工，为避免水化热过高，导致混凝土因内外温差引起裂缝，可采取如下措施：(1)用改善骨料级配、降低水灰比、掺加混合材料与外加剂、掺入片石等方法减少水泥用量；(2)采用C3A、C3S含量小、水化热低的水泥，如大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、低标号水泥等；(3)减小浇筑层厚度，加快混凝土散热速度；(4)混凝土用料应避免日光曝晒，以降低初始温度；(5)在混凝土内埋设冷却管通水冷却。二、墩台顶冒施工墩台顶帽施工的主要工序为：1、墩、台帽放样：台帽放样时，应注意不要以基础中心线作为台帽背墙线，浇筑前应反复核实，以确保墩、台帽中心、支座垫石等位置方向与水平标高等不出差错。2、墩、台帽模板浇筑混凝土应从墩台帽下约30～50cm处至墩台帽顶面一次浇筑，以保证墩、台帽底有足够厚度的紧密混凝土。混凝土桥墩墩帽模板3、钢筋和支座垫板的安设墩、台帽上的支座垫板的安设一般采用预埋支座垫板和预留锚栓孔的方法。前者须在绑扎墩台帽和支座垫石钢筋时，将焊有锚固钢筋的钢垫板安设在支座的准确位置上，即将锚固钢筋和墩、台帽骨架钢筋焊接固定，同时将钢垫板作一木架，固定在墩、台帽模板上。此法在施工时垫板位置不易准确，应经常检查与校正。后者须在安装墩台帽模板时，安装好预留孔模板，在绑扎钢筋时注意将锚接孔位置留出。此法安装支座施工方便，支座垫板位置准确。2、装配式墩台施工装配式墩台适用于山谷架桥、跨越平缓无漂流物的河沟、河滩等的桥梁，特别是在工地干扰多、施工场地狭窄，缺水与砂石供应困难地区，其效果更为显著。装配式墩台的优点是：结构形式轻便，建桥速度快，圬工省，预制构件质量有保证等等。目前经常采用的有砌块式、柱式和管节式或环圈式墩台等。

一、砌块式墩台施工兰溪大桥预制砌块墩身施工示意a)空腹墩壳块；b)空腹墩砌筑过程

例如1975桥，主桥墩身系采用预制的素混凝土壳块分层砌筑而成。壳块按平面形状分为型和工型两大类，再按其砌筑位置和具体尺寸又分为5种型号，每种块件等高，均为35cm，块件单元重量为900～1200N，每砌三层为一段落。该桥采用预制砌块建造桥墩，不仅节约混凝土数量约26％，节省木材50m3和大量铁件，而且砌缝整齐，外形美观，更主要的是加快了施工速度，避免了洪水对施工的威胁。二、柱式墩施工装配式柱式墩系将桥墩分解成若干轻型部件，在工厂或工地集中预制，再运送到现场装配成桥梁。形式有双柱式、排架式、板凳式和刚架式等。施工工序为预制构件、安装连接与混凝土填缝养护等。其中拼装接头是关键工序，既要牢固、安全，又要结构简单便于施工。常用的拼装接头有：

1、承插式接头：将预制构件插入相应的预留孔内，插入长度一般为1．2～1．5倍的构件宽度，底部铺设2cm砂浆，四周以半干硬性混凝土填充，常用于立柱与基础的接头连接。2、钢筋锚固接头：构件上预留钢筋或型钢，插入另一构件的预留槽内，或将钢筋互相焊接，再灌注半干硬性混凝土，多用于立柱与顶帽处的连接。3、焊接接头：将预埋在构件中的铁件与另一构件的预埋铁件用电焊连接，外部再用混凝土封闭。这种接头易于调整误差，多用于水平连接杆与主柱的连接。4、扣环式接头：相互连接的构件按预定位置预埋环式钢筋，安装时柱脚先座落在承台的柱芯上，上下环式钢筋互相错接，扣环间插入U形短钢筋焊牢，四周再绑扎钢筋一圈，立模浇注外围接头混凝土。要求上下扣环预埋位置正确，施工较为复杂。5、法兰盘接头：在相连接构件两端安装法兰盘，连接时用法兰盘连接，要求法兰盘预埋位置必须与构件垂直。接头处可不用混凝土封闭。装配式柱式墩台应注意以下几点：1、墩台柱构件与基础顶面预留杯形基座应编号，并检查各个墩、台高度和基座标高是否符合设计要求；基杯口四周与柱边的空隙不得小于2cm。2、墩台柱吊入基杯内就位时，应在纵横方向测量，使柱身竖直度或倾斜度以及平面位置均符合设计要求；对重大、细长的墩柱，需用风缆或撑木固定，方可摘除吊钩。3、在墩台柱顶安装盖梁前，应先检查盖梁口预留槽眼位置是否符合设计要求，否则应先修凿。4、柱身与盖梁(顶帽)安装完毕并检查符合要求后，可在基杯空隙与盖梁槽眼处灌筑稀砂浆，待其硬化后，撤除楔子、支撑或风缆，再在楔子孔中灌填砂浆。装配式预应力混凝土墩构造图尺寸单位：cm第24单元桥梁上部结构施工能力（技能）目标知识目标1.具备钢筋的下料、梁的预制、架设施工的能力；2.具有现场浇筑桥梁施工的能力1.熟悉桥梁的各类施工方法；2.掌握梁的先张法、后张法的施工；3.掌握钢筋的下料；4.掌握装配式桥梁的施工；5.掌握现浇法桥梁的施工；6.掌握在施工过程中