城市地下空间工程施工技术.pdf

1、城市地下空间工程施工技术珠海横琴天沐琴台项目2022.5.25韦晗 目 录|Contents城市地下空间工程概述01城市地下空间工程施工技术022022-6-1031.1 城市地下空间工程概念1.2 城市地下空间概念的产生1.3 城市地下空间的分类1.4 城市地下空间的发展历程1.1 城市地下空间工程概念在城市地面以下土层或岩体中修建各种类型的地下建筑物或结构物的工程，均称为城市地下空间工程。它包括交通运输方面的地下铁道、公路隧道、地下停车场、过街或穿越障碍的各种地下通道等。例如：工业与民用方面的各种地下车间、电站、各种储存库房、商店、人防与市政地下工程，以及文化、体育、娱乐与生活等方面的联合

2、建筑体等等。1.2 城市地下空间概念的产生长期以来，城市交通、基础设施及城市容量的扩大主要是通过扩展城市用地来实现的，但城市用地的短缺，已成为矛盾的焦点。因此，合理开发与综合利用城市地下空间资源，不仅成为缓解当前存在的各种城市矛盾，满足社会和经济发展的特殊需要，而且为进一步建设现代化城市开辟了广阔的前景。城市地下工程正是在这样一个的背景下应运而生。1.3 城市地下空间的分类根据国家现行技术规范和标准，城市地下空间规划标准GB/T 51358-2019规定城市地下空间可分为浅层（0至-15m）、中层（-30m至-50m）、和深层（-50m以下）。浅层空间主要用于商业空间、文娱空间及部分业务空间。

3、中层空间主要用于地下交通、城市污水处理厂以及城市水、电、气、通讯等公共设施。深层空间可用做快速地下交通路线、危险品长裤、冷库、油库等。城市地下空间规划标准1.4 城市地下空间的发展历程我国城市地下空间开发利用整体历经了初始化阶段、规模化阶段和网络化阶段。各阶段的重点功能、发展特征、布局形态和开发深度等特征相继转变。我国地下空间开发利用的远景目标是进入开发深度更深、各类地下设施高效融合的生态化阶段，助力城市高效话、长效化、立体化发展。初始化阶段1990年前民防工程、平战结合的地下停车场和地下商业街等单体建设、功能单一、规模较小点状布局10m以内规模化阶段1990年2010年轨道交通等沿轨道交通呈

4、线状开发据点扩散1030m网络化阶段2010年至今轨道交通、综合管廊、地下综合体和深隧工程以地铁系统为网络，综合商业、交通、综合管廊等地下设施；管线全部入廊，统一管理，近年来高速发展。网格延伸50m以内生态化阶段未来各类地下设施融合功能齐全，生态良好立体城市50m更深2022-6-1082022-6-1082.1 城市地下空间工程施工技术发展2.2 珠海横琴天沐琴台项目概况2.3 围堰工程概况2.4 围堰工程施工工序2.5 围堰工程关键技术2.1 城市地下空间工程施工技术发展上一章节简要的介绍了城市地下空间工程概念，城市地下空间工程概念的产生，城市地下空间工程的分类以及它的发展历程。大家可以看

5、到，城市地下空间的发展是由点到面、由浅到深。那么伴随着城市地下空间的发展，相应的工程技术也是逐步成熟。城市地下空间工程和城市地下空间工程施工技术也可以简单的看成“相互供需”关系没有城市地下空间工程的发展，工程技术就不会日新月异，反过来说，没有日益成熟的工程技术，也不能支撑城市地下空间工程的发展。2.1 城市地下空间工程施工技术发展城市地下空间建设技术分为两大类：明挖法和暗挖法。明挖法从工序上又发展出明挖顺作法、明挖逆作法，盖挖法，种类上分出：放坡式、自重式、挡墙式等等暗挖法的种类很多，常见的包括盾构法、新奥法、浅埋暗挖法、顶管法等等放坡开挖桩锚支护围堰明挖地连墙盾构法新奥法浅埋暗挖法顶管法2.

6、2 珠海横琴天沐琴台项目概况【典型案例】珠海横琴天沐琴台项目位于珠海市横琴新区天沐河中央，总建筑面积24.6万平方米，地上16层，地下2层，建筑高度70m，基坑深度8m，占地面积约8方平方米。是集办公、会议展示、精品酒店、城市规划展览馆、星级酒店区、体验式商业区和游艇码头等部分合为一体的综合体。项目效果图现场航拍图2.2 珠海横琴天沐琴台项目概况天沐琴台项目在基坑土方开挖过程中使用到多种不同的施工技术，包括：围堰、混凝土灌注桩支护、内支撑、斜抛撑、重力式挡墙、水泥搅拌桩止水帷幕。重力式挡土墙水泥搅拌桩加固基坑南北两侧冠梁基坑东、西两侧双排支护灌注桩基坑东侧止水帷幕基三轴水泥搅拌桩基坑周圈斜抛撑

7、+钢管支撑基坑东侧+西北角+西南角单排支护灌注桩基坑西侧内支撑+钢格构柱基坑西侧水泥搅拌桩加固出土坡道南北共四处围堰围堰2.3 围堰工程概况天沐琴台工程位于天沐河河道中央的人工筑岛上，同时由于天沐河长度约10km，两端与大海相连，河水水位受到海水潮汐直接影响。为保证施工场地不受河水影响，首先在施工场地东西两侧使用围堰将施工场地和河水分隔，把难度相对较大的水上施工转变为一般的陆地作业，消除了风浪、水位变化等因素的影响，做到简化施工，节约工程造价。西侧围堰东侧围堰2.3 围堰工程概况围堰工程是在原砂袋的基础上进行加宽、加高、止水等，设计顶高程+3.3m，满足当地 10 年一遇防洪要求，天沐河平时水

8、位+2.5m，河床约-0.5m。围堰加宽加高主要采用推填土，外坡采用 50100kg 块石护坡，坡比 1：1.5，其内侧分别设以及两道400g/无妨土工布、混合倒滤层，内坡也采用 1：1.5的简单放坡，作为土质边坡，该坡度较陡，所以需要在内坡上种植草皮或者在内边坡的土体内掺入草籽，以达到保护边坡的作用。为避免围堰透水，保证基坑开挖的安全，采用双排水泥搅拌桩作为止水桩，搅拌桩直径600mm，间距 450mm，搅拌桩长度 8.8m。西侧围堰平面图围堰剖面图2.4 围堰工程施工工序【围堰工程施工工序】围堰剖面图2.5 围堰工程关键技术【关键词】块石挤淤技术（抛石挤淤技术）【简介】抛石挤淤是软弱地基处

9、理的一种方法，在路基底从中部向两侧抛投一定数量的块石，将淤泥挤出路基范围，以提高路基强度。此法施工时不用挖淤，不用抽水，较为简便易行。适用于较稀的软土，表层无硬壳，厚度较薄，能使片石、块石沉达底部的区域。所用碎石宜采用不易风化的大石块。【发展现状】该技术在城市道路工程和公路工程中应用较多。现主要应用于道路等级和荷载等级较低公路的城市道路，高速公路、城市主干路、城市快速路有趋于保守避开不用的趋势。公路软土地基路堤设计与设计技术细则和城市道路路基设计规范把抛石挤淤技术纳入小于3m的浅层地基处理方法中。2.5 围堰工程关键技术【关键技术】围堰外侧护脚处淤泥清理采用块石挤淤技术【应用目的】通过在围堰外

10、侧护脚处采用块石挤淤技术清理淤泥，快速的加固围堰基底，防止围堰结构发生滑移。【技术原理】对于淤泥面，当抛石瞬间挤入淤泥时，淤泥会受到剪切破坏，随着抛石体下方的淤泥被挤出，抛石体外侧的淤泥就会隆起，而且隆起部分的截面积之和基本等于挤入淤泥中抛石体的截面积。在抛石体坡脚处，隆起的淤泥会在自身重力作用下逐渐回隆，达到平衡。静置后，被挤淤泥土体中的超孔隙水压力逐渐排出，有效应力逐渐增大，淤泥的结构强度逐渐恢复，承载力逐渐加大，填筑体日趋成为悬浮于淤泥中或着底的稳定结构。2.5 围堰工程关键技术【相关要求】1、抛石挤淤施工应用挖掘机抛填石块，从围堰向外侧挤淤，严禁沿着围堰轴线向前挤淤。2、挤淤块石101

11、00kg，最大粒径不大于40cm。3、挤淤断面不小于8m的设计断面。4、若挤淤断面达到设计断面时，堤头下沉严重，则需要继续挤淤。若挤淤超过8m，下沉不能收敛，经确认后继续挤淤。5、当抛石过程中发现石块无明显下沉，趋于稳定，静置24小时后，观测块石护脚，发现无明显下沉，则抛石结束。6、挤淤完成后需将挖掘机占地平台清理完毕，不宜有石块，防止对后期的搅拌桩施工造成影响。2.5 围堰工程关键技术【关键词】水泥搅拌桩止水帷幕【简介】水泥土搅拌桩止水帷幕是由一定比例的水泥浆液和地基土用特制的机械在地基深处就地强制搅拌而成，从而改善基坑边坡的稳定性、抗渗性能，达到止水、挡土的效果。【发展现状】该技术最早可追

12、溯到1915年在日本应用，在我国自1970年左右应用至今，水泥搅拌桩技术开始广泛作为软土地基加固技术，经过半个世纪的发展也成为止水帷幕相关技术的一种，目前在我国已广泛使用，施工机械主要有单轴、双轴、三轴搅拌桩机也有五轴搅拌桩机和高压旋喷机械。单轴搅拌桩机三轴搅拌桩机五轴搅拌桩机高压旋喷机2.5 围堰工程关键技术【关键技术】围堰加设水泥搅拌桩【应用目的】由于围堰下方有一道粉细砂层，河水会从粉细砂层绕过围堰，进入围堰内部的施工场地，将水泥搅拌桩打穿砂层，不仅起到加强围堰阻水效果，防止发生管涌和渗水，也加强了围堰自身结构。【技术原理】水泥与水按比例搅拌成水泥浆，通过专用机械把水泥浆注射入土体里并进行

13、搅拌，水泥浆与土充分搅拌后，充填到土颗粒的孔隙间，细腻的水泥浆颗粒与相对粗大的土壤颗粒相互级配填充，形成致密的水泥土。因其致密，所以水体很难通过其间流动，这就形成了事实上的阻（止）水墙。砂层水泥搅拌桩2.5 围堰工程关键技术【相关要求】1、水泥搅拌桩桩径600mm，每根水泥搅拌桩搭接200mm，两排桩间距450mm，桩长8.8m。2、选用单轴搅拌桩机施工，施工工艺：四喷四搅。3、搅拌钻杆钻速45转/分，提升及下沉速度0.8m/分钟。4、水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥5、水泥搅拌桩施工前需进行试桩，试桩数6根，试桩检测完成后根据检测结果确定最终参数，试桩工艺、规格和机械设备要求与正式水泥搅拌桩一致。以下为试桩参数表：编号1组2组3组1#4#2#6#3#5#水泥参量18%16%20%水灰比0.50.60.50.60.50.6